一种可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体镀膜设备用的晶圆承载陶瓷环，主要应用于半导体镀膜设备反应腔内常温或高温工艺过程中，属于半导体薄膜沉积的应用技术领域。
【背景技术】
[0002]现有等离子体处理装置，晶圆承载所用陶瓷环的圆形凹槽尺寸固定，在工艺过程中，由于气体运输方向为由载物台中心向外围运输，从载物台周围的抽气陶瓷环抽走。在此过程中，支撑晶圆的台阶部分高于晶圆，会影响晶圆边缘气流的流动，容易造成此处气体分布发生改变，从而造成等离子分布变化。在上述等离子体分布不均匀的情况下，体现在半导体的等离子体处理过程中就是对晶圆沉积薄膜厚度的影响，会影响晶圆表面所沉积薄膜层的形貌以及均匀性。
[0003]目前，随着半导体技术的不断发展，对薄膜性能的要求不断提高。因此，提高等离子体工艺制程的均匀性，改善薄膜层的表面形貌及均匀性至关重要。本发明中设计的陶瓷环可在不改变腔体结构及其它硬件的前提下对其进行调整。
【发明内容】
[0004]本发明是以解决上述技术问题为目的，而提供一种半导体等离子体处理工艺制程中，可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环。
[0005]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:一种可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环，所述陶瓷环I的外圆制有承托晶圆3的台阶4 ;上述晶圆3的边缘与陶瓷环I间有间隙2。
[0006]所述陶瓷环I位于载物台5上，用于待加工晶圆的承载，其特征在于:承托晶圆3的台阶4的高度山可以进行调整，陶瓷环I的台阶4与晶圆3表面相对高度发生变化会影响晶圆边缘气流及等离子体分布，从而改善晶圆边缘的工艺质量。
[0007]进一步地，所述陶瓷环，其特征在于:承托晶圆3的台阶4为直角。
[0008]进一步地，所述陶瓷环，其特征在于:承托晶圆3的台阶4与晶圆3之间的间隙2固定。
[0009]本发明在高温工艺过程中，当等离子体气流通过凹槽边缘时，凹槽深度对气流的流动产生影响，从而影响膜层的均匀性。
[0010]本发明的有益效果及特点在于:
[0011]本发明可以有效的调整陶瓷环台阶与晶圆边缘处的气流分布，从而影响等离子体分布的均匀性，改善晶圆边缘薄膜生长情况。具有结构合理，实用且易于实现的特点。可广泛地应用于半导体薄膜沉积的技术领域。
【附图说明】
[0012]图1是本发明结构及应用示意图。
[0013]图2是本发明实施例1在相同工艺配方下不同陶瓷环台阶深度的沉积情况对比。
[0014]图3是本发明实施例2在相同工艺配方下不同陶瓷环台阶深度的沉积情况对比。
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。本文以射频电离方式形成等离子体为例，对本发明的内容进行描述。需说明的是，实施例所用的附图均采用简化图，以便于辅助实施例的解释说明。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
[0017]本发明的实施例1发生在SiH4工艺制程中，反应源为SiH4和N20，实验所用硬件及衬底如下:
[0018]1、请参考图1，本实施例所用载物陶瓷环凹槽深度Cl1范围分别为0.5mm-l.0mm和1.0-1.5_，陶瓷环在载物台上，用于待加工物体的支撑。
[0019]2、本实施例所用衬底是直径为300mm的硅片，厚度为0.775 μ m。
[0020]请参考图2，该图是在相同工艺配方下不同陶瓷环台阶高度的沉积情况对比。以硅片的圆心为原点，X轴是沿着娃片径向距离娃片边3mm的坐标由(-147mm-147mm)，y轴是娃片表面沿着径向方向经过等离子体处理的薄膜厚度与硅片中心薄膜厚度的比值。可见，支撑硅片陶瓷环凹槽深度不同，经过等离子体处理的薄膜厚度差异在硅片边缘体现的尤为明显，因此，若调整晶圆表面所沉积薄膜的形貌，或改善薄膜厚度的均匀性，该陶瓷环将起到至关重要的作用。
[0021]实施例2
[0022]本发明实施例2是发生在TEOS工艺制程中，反应源为TEOS和02，实验所用硬件及衬底如下:
[0023]1、请参考图1，本实施例所用载物陶瓷环凹槽深度Cl1范围分别为0.5mm-l.0mm和
1.0mm-1.5_，陶瓷环在载物台上，用于待加工物体的支撑。
[0024]2、本实施例所用衬底是直径为300mm的硅片，厚度为0.775 μ m。
[0025]请参考图3，该图是在相同工艺配方下不同陶瓷环凹槽深度的沉积情况对比。以硅片的圆心为原点，X轴是沿着娃片径向距离娃片边3mm的坐标由(-147mm-147mm)，y轴是娃片表面沿着径向方向经过等离子体处理的薄膜厚度与硅片中心薄膜厚度的比值。可见，支撑硅片陶瓷环凹槽深度不同，经过等离子体处理的薄膜厚度差异在硅片边缘体现的尤为明显，因此，若调整晶圆表面所沉积薄膜的形貌，或改善薄膜厚度的均匀性，该陶瓷环将起到至关重要的作用。
【主权项】
1.一种可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环，其特征在于:所述陶瓷环的外圆制有承托晶圆的台阶。2.如权利要求1所述的可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环，其特征在于:所述陶瓷环位于载物台上，用于待加工晶圆的承载，所述承托晶圆的台阶4的高度Cl1可以进行调整，陶瓷环的台阶与晶圆表面相对高度发生变化会影响晶圆边缘气流及等离子体分布，从而改善晶圆边缘的工艺质量。3.如权利要求1所述的可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环，其特征在于:所述承托晶圆的台阶4为直角。4.如权利要求1所述的可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环，其特征在于:晶圆的边缘与承托晶圆的台阶之间有间隙，且间隙固定。
【专利摘要】本发明提供一种能够在半导体等离子体处理装置中，可改变晶圆表面薄膜形貌的陶瓷环。所述陶瓷环位于载物台上，用于待加工晶圆的承载。所述陶瓷环上承托晶圆台阶的边缘为直角，台阶高度d1可设置不同尺寸，在高温工艺过程中，当等离子体气流通过台阶边缘时，台阶高度对气流的流动产生影响，从而影响膜层的均匀性。本发明可以有效的调整陶瓷环台阶与晶圆边缘处的气流分布，从而影响等离子体分布的均匀性，改善晶圆边缘薄膜生长情况。具有结构合理，实用且易于实现的特点。可广泛地应用于半导体薄膜沉积的技术领域。
【IPC分类】H01L21/683, H01L21/67
【公开号】CN105185732
【申请号】CN201510524095
【发明人】刘忆军, 杨艳, 戚艳丽, 宁建平
【申请人】沈阳拓荆科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月24日