化学气相沉积设备及方法与流程

本发明涉及半导体，具体涉及一种化学气相沉积设备及方法。

背景技术：

1、化学气相沉积(英语：chemical vapor deposition，简称cvd)是一种用来产生纯度高、性能好的固态材料的化学技术。半导体产业使用此技术来成长薄膜。典型的cvd工艺是将基底暴露在一种或多种不同的气相反应物下，在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。

2、目前，化学气相沉积使用气体缓冲盘(block plate)和气体分配盘(shower head)进行平稳气流。其中，block plate和shower head上均设置有通气孔，shower head上的通气孔分布密度更大。在沉积过程中，气相反应物首先通过block plate，以对气相反应物分流；之后，再通过shower head细化气流。

3、在相关技术中，可以通过改变shower head与基底之间的间距或基底的位置来进一步调节到达基底的气流，以改善沉积薄膜厚度。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种化学气相沉积设备及方法，以解决相关技术的化学气相沉积气流调节精准度差的技术问题。

2、本发明实施例提供了一种化学气相沉积设备，其包括：

3、反应室；

4、基座，设置于反应室内；

5、气体缓冲盘，设置于反应室内并位于基座上方，气体缓冲盘包括叠放在一起的第一盘体和第二盘体，第一盘体设置有若干第一通气孔，第二盘体设置有若干与第一通气孔对应的第二通气孔；

6、驱动装置，与第一盘体和第二盘体中的指定盘体进行传动连接，驱动装置用于驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

7、在一些实施例中，驱动装置与指定盘体之间设置为转动连接，用于通过转动连接驱动指定盘体自转。

8、在一些实施例中，指定盘体的外周设置有第一齿轮结构，驱动装置设置有第二齿轮结构以通过第二齿轮结构输出旋转运动，第一齿轮结构与第二齿轮结构构成齿轮副。

9、在一些实施例中，指定盘体包括内盘和可转动地环套在所述内盘外的外圈盘体，在所述内盘和外圈盘体中均设置有所述第二通气孔；

10、所述内盘与所述第一盘体和第二盘体中的除所述指定盘体之外的另一个盘体安装；

11、所述指定盘体通过所述外圈盘体与所述驱动装置进行转动连接。

12、在一些实施例中，第一盘体和第二盘体贴合。

13、在一些实施例中，第一通气孔及第二通气孔均设置为环绕所在盘体中轴线的多个同轴环形分布。

14、在一些实施例中，驱动装置与指定盘体之间设置为平动连接，用于通过平动连接驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向平移。

15、在一些实施例中，化学气相沉积设备还包括：

16、控制装置，用于控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动。

17、本公开实施例还提供一种化学气相沉积方法，化学气相沉积方法通过上述实施例的化学气相沉积设备实现，化学气相沉积方法包括：

18、将基底放置在基座上；

19、从上方向反应室通入气相反应物，使气相反应物穿过至少部分重叠的第一通气孔及对应的第二通气孔，使气相反应物沉积到基底；

20、在通入气相反应物过程中或者在通入气相反应物之前，控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

21、在一些实施例中，化学气相沉积方法还包括：

22、检测基底上所沉积膜层的厚度，以根据厚度控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

23、在一些实施例中，改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，包括：

24、在厚度大于目标值的情况下，缩小第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

25、在一些实施例中，改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，包括：

26、在厚度小于目标值的情况下，扩大第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

27、在一些实施例中，化学气相沉积方法还包括：

28、根据所沉积膜层的厚度分布控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔重叠区域的位置。

29、在一些实施例中，控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，包括：

30、在驱动装置与指定盘体之间为转动连接时，控制驱动装置驱动指定盘体顺时针和/或顺时针自转，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

31、在一些实施例中，控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，包括：

32、在驱动装置与指定盘体之间为平动连接时，控制驱动装置驱动指定盘体沿目标方向平移，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积。

33、本发明所提供的化学气相沉积设备及方法具有如下优点：

34、在化学气相沉积设备中，气体缓冲盘包括叠放在一起的第一盘体和第二盘体，第一盘体设置有若干第一通气孔，第二盘体设置有若干第二通气孔，并通过将驱动装置与指定盘体进行传动连接。这样，在化学气相沉积过程中，可以控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，从而调节从气体缓冲盘向下沉积的气相反应物的流量，并最终实现控制下方沉积薄膜厚度的目的。

技术特征：

1.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述驱动装置与所述指定盘体之间设置为转动连接，用于通过所述转动连接驱动所述指定盘体自转。

3.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述指定盘体的外周设置有第一齿轮结构，所述驱动装置设置有第二齿轮结构以通过所述第二齿轮结构输出旋转运动，所述第一齿轮结构与第二齿轮结构构成齿轮副。

4.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述指定盘体包括内盘和可转动地环套在所述内盘外的外圈盘体，在所述内盘和外圈盘体中均设置有所述第二通气孔；

5.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述第一盘体和第二盘体贴合。

6.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述第一通气孔及第二通气孔均设置为环绕所在盘体中轴线的多个同轴环形分布。

7.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述驱动装置与所述指定盘体之间设置为平动连接，用于通过所述平动连接驱动所述指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向平移。

8.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括：

9.一种化学气相沉积方法，其特征在于，所述化学气相沉积方法通过权利要求1所述化学气相沉积设备实现，所述化学气相沉积方法包括：

10.根据权利要求9所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述化学气相沉积方法还包括：

11.根据权利要求10所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述改变所述第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，包括：

12.根据权利要求10所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述改变所述第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，包括：

13.根据权利要求10所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述化学气相沉积方法还包括：

14.根据权利要求9所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述控制所述驱动装置驱动所述指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，包括：

15.根据权利要求9所述的化学气相沉积方法，其特征在于，所述控制所述驱动装置驱动所述指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，包括：

技术总结
本发明提供了一种化学气相沉积设备及方法，在化学气相沉积设备中，气体缓冲盘包括叠放在一起的第一盘体和第二盘体，第一盘体设置有若干第一通气孔，第二盘体设置有若干第二通气孔，并通过将驱动装置与指定盘体进行传动连接。这样，在化学气相沉积过程中，可以控制驱动装置驱动指定盘体沿垂直于中轴线的目标方向运动，以改变第一通气孔与对应的第二通气孔之间的重叠部分面积，从而调节从气体缓冲盘向下沉积的气相反应物的流量，并最终实现控制下方沉积薄膜厚度的目的。

技术研发人员：孙晓涵,闫晓晖,拉海忠
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1