專(zhuān)利名稱(chēng)：進(jìn)氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種進(jìn)氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造中，成膜技術(shù)被用來(lái)加工電路，主要用隔離絕緣介質(zhì)層之間所夾的 金屬導(dǎo)電層連接不同的IC器件。淀積工藝可以在硅片表面生長(zhǎng)薄膜，在硅片襯底上淀積薄 膜有多種技術(shù)，化學(xué)氣相淀積(CVD)就是其中一種。 圖1所示為低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)反應(yīng)腔，反應(yīng)腔1為立式圓柱腔，晶圓2沿 縱向等間隔平行放置在石英舟3上，所述反應(yīng)腔1的頂部中央設(shè)有抽氣孔4，所述抽氣孔4 與真空泵(圖中未示)連接，將反應(yīng)腔1內(nèi)的空氣抽至真空泵，以保證反應(yīng)腔1處于低壓狀 態(tài)。在反應(yīng)腔1的底部設(shè)有一進(jìn)氣小孔ll，反應(yīng)氣體從所述進(jìn)氣小孔11進(jìn)入反應(yīng)腔1內(nèi)， 在真空泵抽氣作用下，所述反應(yīng)氣體從反應(yīng)腔1的底部流向反應(yīng)腔1的頂部，最后從反應(yīng)腔 1頂部設(shè)有的出氣孔12排出，形成主氣體流。反應(yīng)氣體從主氣體流擴(kuò)散到晶圓2的表面，在 晶圓2表面附近的反應(yīng)區(qū)發(fā)生反應(yīng)形成薄膜。對(duì)于大量晶圓2的低壓化學(xué)氣相淀積反應(yīng)， 當(dāng)反應(yīng)氣體沿著反應(yīng)腔1傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)氣體耗盡，因此，主氣體流的濃度沿進(jìn)氣小孔 11到出氣孔12方向遞減，在進(jìn)氣小孔11處主氣體流的濃度最大，在出氣孔12處主氣體流 的濃度最小，導(dǎo)致不同晶圓2上生長(zhǎng)的薄膜厚度不同，為使各晶圓2上的薄膜均達(dá)到預(yù)期厚 度，需要調(diào)整反應(yīng)器其他參數(shù)的數(shù)值，如調(diào)整反應(yīng)器的溫度，使沿腔體入口到出口方向的溫 度有略微升高，但是這種調(diào)整反應(yīng)器其他參數(shù)的方法可能會(huì)導(dǎo)致不同晶圓2上生長(zhǎng)的薄膜 質(zhì)量不同。 圖2所示為常壓化學(xué)氣相淀積(APCVD)反應(yīng)腔，反應(yīng)腔1為臥式長(zhǎng)方體，單片晶圓 2水平放置在石英舟3上，在反應(yīng)腔1的左側(cè)設(shè)有進(jìn)氣小孔11，反應(yīng)腔1的右側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有出 氣孔12，反應(yīng)氣體從進(jìn)氣小孔11進(jìn)入反應(yīng)腔1內(nèi)，從反應(yīng)腔1的左側(cè)流向反應(yīng)腔1的右側(cè)， 最后從出氣孔12排出，形成主氣體流。反應(yīng)氣體從主氣體流擴(kuò)散到晶圓2的表面，在晶圓 2表面附近的反應(yīng)區(qū)發(fā)生反應(yīng)形成薄膜。同樣地，由于反應(yīng)氣體的消耗，主氣體流的濃度沿 進(jìn)氣小孔11到出氣孔12方向遞減，進(jìn)氣小孔11處主氣體流的濃度最大，出氣孔12處主氣 體流的濃度最小，導(dǎo)致同一晶圓2上生長(zhǎng)的薄膜厚度不均勻。 現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)氣相淀積(CVD)反應(yīng)腔的進(jìn)氣系統(tǒng)多為在反應(yīng)腔的一端設(shè)一進(jìn) 氣孔，該進(jìn)氣孔在反應(yīng)腔內(nèi)不延伸，現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)氣系統(tǒng)的缺點(diǎn)是不能提供穩(wěn)定反應(yīng)氣體 流，降低了晶圓薄膜的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種進(jìn)氣系統(tǒng)，能向反應(yīng)腔提供穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流， 提高晶圓薄膜的質(zhì)量。 為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型提供一種進(jìn)氣系統(tǒng)，包括反應(yīng)腔和噴嘴，所述噴 嘴設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)，該噴嘴從反應(yīng)腔的一端伸至反應(yīng)腔的另一端，輸送穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流。[0008] 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述噴嘴為直線型噴嘴，該直線型噴嘴的一端在反應(yīng)腔的腔
壁上形成進(jìn)氣口 ，該直線型噴嘴的另一端在反應(yīng)腔的腔壁上形成出氣口 。 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，上述噴嘴上設(shè)有噴口 ，所述噴口從噴嘴的一端延伸至噴嘴的
另一端，該噴口的開(kāi)口連續(xù)漸變，在進(jìn)氣口處，該噴口的開(kāi)口最小，在出氣口處，該噴口的開(kāi)
口最大。上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，上述噴嘴上設(shè)有噴口，所述噴口從噴嘴的底端延伸至噴嘴的頂端。 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述噴嘴為環(huán)形噴嘴。 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述環(huán)形噴嘴設(shè)置在晶圓上方，所述環(huán)形噴嘴的中心點(diǎn)與晶
圓的中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，所述環(huán)形噴嘴的形狀與晶圓外輪廓的形狀相同，所述環(huán)形噴嘴的大小 與晶圓外輪廓的大小相同。 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述噴嘴包括呈中心對(duì)稱(chēng)分布的數(shù)個(gè)噴口。 上述進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述數(shù)個(gè)噴口對(duì)稱(chēng)分布在晶圓圓周的上方。 本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)的噴嘴從反應(yīng)腔的一端伸至反應(yīng)腔的另一端，輸送出穩(wěn)定的
反應(yīng)氣體流，能方便控制所需薄膜的生長(zhǎng)厚度，防止反應(yīng)氣體逆流，克服高密度電路布圖設(shè)
計(jì)導(dǎo)致的負(fù)載效應(yīng)，大大提高了薄膜質(zhì)量。

本實(shí)用新型的進(jìn)氣系統(tǒng)由以下的實(shí)施例及附圖給出。 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中低壓化學(xué)氣相淀積反應(yīng)腔。 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中常壓化學(xué)氣相淀積反應(yīng)腔。 圖3是本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)實(shí)施例之一噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)實(shí)施例之二的截面圖。 圖6是本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式以下將結(jié)合圖3 圖7對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)氣系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)氣相淀積反應(yīng)腔的進(jìn)氣系統(tǒng)多為在反應(yīng)腔的一端設(shè)一進(jìn)氣孔，
該進(jìn)氣孔在反應(yīng)腔內(nèi)不延伸，不能提供穩(wěn)定反應(yīng)氣體流，影響晶圓薄膜的質(zhì)量。 本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)不僅適用于化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)，還適用于快速退火系統(tǒng)。 實(shí)施例一 圖3所示是低壓化學(xué)氣相淀積工藝中的反應(yīng)腔，反應(yīng)腔1為立式圓柱腔，數(shù)個(gè)晶圓 2沿縱向等間隔平行放置在石英舟3上，所述反應(yīng)腔1的頂部中央設(shè)有抽氣孔4，所述抽氣 孔4與真空泵(圖中未示)連接，將反應(yīng)腔l內(nèi)的空氣抽至真空泵，以保證反應(yīng)腔l處于低 壓狀態(tài)。 在晶圓2的一側(cè)設(shè)有噴嘴5，所述噴嘴5沿反應(yīng)腔1的側(cè)壁從反應(yīng)腔1的底部延伸 至反應(yīng)腔l的頂部，上述噴嘴5底端的開(kāi)口設(shè)置在反應(yīng)腔1的底部，形成進(jìn)氣口 51，該噴嘴 3頂端的開(kāi)口設(shè)置在反應(yīng)腔1的頂部，形成出氣口 52。本實(shí)施例中，上述噴嘴3為直線型噴嘴。 反應(yīng)氣體從進(jìn)氣口 51進(jìn)入噴嘴5，沿反應(yīng)腔1的側(cè)壁向上傳輸，最后由出氣口 52 流出，形成主氣體流。 如圖4所示，所述噴嘴5上設(shè)有一噴口 53，所述噴口 53從噴嘴5的底端延伸至噴 嘴5的頂端，該噴口 53正對(duì)一側(cè)平行設(shè)置的數(shù)個(gè)晶圓2。上述噴口 53的開(kāi)口沿縱向連續(xù)漸 變，在進(jìn)氣口 51處，該噴口 53的開(kāi)口最小，在出氣口 52處，該噴口 53的開(kāi)口最大。 反應(yīng)氣體由噴口 53流向一側(cè)的數(shù)個(gè)晶圓2，由于所述噴口 53的開(kāi)口沿縱向由小連 續(xù)變大，因此，從噴口 53各點(diǎn)擴(kuò)散出的反應(yīng)氣體的濃度保持相同，即從進(jìn)氣口 51處擴(kuò)散出 的反應(yīng)氣體的濃度等于從出氣口 52處擴(kuò)散出的反應(yīng)氣體的濃度，形成穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流 場(chǎng)。 由于從噴口 53各點(diǎn)擴(kuò)散出的反應(yīng)氣體的濃度相等，因此，不必調(diào)節(jié)反應(yīng)腔1內(nèi)其 他參數(shù)，就能在不同晶圓2上生長(zhǎng)出厚度相同的薄膜。 實(shí)施例二 如圖5所示是低壓化學(xué)氣相淀積工藝中的反應(yīng)腔，反應(yīng)腔1為圓柱腔，單片晶圓2 水平設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)，在晶圓2的上方設(shè)有環(huán)形噴嘴5。 所述環(huán)形噴嘴5的中心點(diǎn)A與晶圓2的中心點(diǎn)B相對(duì)應(yīng)，即即AB的連線L垂直于 晶圓2，所述環(huán)形噴嘴5的形狀與晶圓2外輪廓的形狀相同，所述環(huán)形噴嘴5的大小與晶圓 2外輪廓的大小相同。 如圖6所示，反應(yīng)氣體從噴嘴5流向下方的晶圓2，形成穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流場(chǎng)。 實(shí)施例三 如圖7所示所示是低壓化學(xué)氣相淀積工藝中的反應(yīng)腔，單片晶圓2水平設(shè)置在反 應(yīng)腔l內(nèi)，噴嘴5在晶圓2上方的圓周上設(shè)有4個(gè)噴口 53，所述4個(gè)噴口 53呈中心對(duì)稱(chēng)分 布。 從4個(gè)噴口 53流向中心的反應(yīng)氣體，形成穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流場(chǎng)。 本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)的噴嘴根據(jù)不同的反應(yīng)腔設(shè)計(jì)成不同的形狀，或?yàn)橹本€型， 或?yàn)閷?duì)稱(chēng)布置(環(huán)形是對(duì)稱(chēng)布置的一種)，且該噴嘴在反應(yīng)腔內(nèi)從一端伸至另一端，改變了 現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)氣系統(tǒng)的噴嘴僅為反應(yīng)腔一端的一小孔(圖1和圖2中的進(jìn)氣小孔11)的設(shè)計(jì) 方式，使輸送出的反應(yīng)氣體流穩(wěn)定、集中，有利于提高鍍膜質(zhì)量。 本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)適合大批量晶圓同時(shí)生長(zhǎng)薄膜，能保證不同晶圓生長(zhǎng)的薄膜 厚度一致，質(zhì)量一致，大幅提高生產(chǎn)量。
權(quán)利要求一種進(jìn)氣系統(tǒng)，包括反應(yīng)腔，其特征在于，還包括噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)，該噴嘴從反應(yīng)腔的一端伸至反應(yīng)腔的另一端，輸送穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流。
2. 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴為直線型噴嘴，該直線型噴嘴 的一端在反應(yīng)腔的腔壁上形成進(jìn)氣口 ，該直線型噴嘴的另一端在反應(yīng)腔的腔壁上形成出氣 □。
3. 如權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，上述噴嘴上設(shè)有噴口 ，所述噴口從噴嘴 的一端延伸至噴嘴的另一端，該噴口的開(kāi)口連續(xù)漸變，在進(jìn)氣口處，該噴口的開(kāi)口最小，在 出氣口處，該噴口的開(kāi)口最大。
4. 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴為環(huán)形噴嘴。
5. 如權(quán)利要求4所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形噴嘴設(shè)置在晶圓上方，所述環(huán) 形噴嘴的中心點(diǎn)與晶圓的中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，所述環(huán)形噴嘴的形狀與晶圓外輪廓的形狀相同， 所述環(huán)形噴嘴的大小與晶圓外輪廓的大小相同。
6. 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴包括呈中心對(duì)稱(chēng)分布的數(shù)個(gè) 噴口。
7. 如權(quán)利要求6所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)個(gè)噴口對(duì)稱(chēng)分布在晶圓圓周的 上方。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的進(jìn)氣系統(tǒng)，包括反應(yīng)腔和噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)，該噴嘴從反應(yīng)腔的一端伸至反應(yīng)腔的另一端，輸送穩(wěn)定的反應(yīng)氣體流。本實(shí)用新型進(jìn)氣系統(tǒng)提高了晶圓鍍膜質(zhì)量，適合大批量晶圓同時(shí)生長(zhǎng)薄膜，能保證不同晶圓生長(zhǎng)的薄膜厚度一致，質(zhì)量一致，大幅提高生產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C23C16/455GK201437552SQ20092007620
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者聶廣宇, 蔣陽(yáng)波, 陳正敏 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司