[發明專利]用于半導體工藝的腔體蓋與頂板的組件及成膜裝置

有效

• 申請號: 201810801701.3
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109295435B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 楊志國
• 申請（專利權）人: 漢民科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/44;C23C14/22
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;張立晶

一種用于半導體工藝的腔體蓋與頂板的組件及成膜裝置，該組件包含一腔體蓋、一頂板及一固持機構。該腔體蓋包含一可容納該固持機構的凹部。該頂板包含一平板部及一凸設于該平板部中央的支撐環。該固持機構包含一對臂部、一對分別連接于該對臂部的連接部、一對分別使該對連接部以相反方向移動的連桿及一驅動該對連桿有相對運動的驅動部。當該對連接部以相反方向移動而靠近，從而該對臂部固持該支撐環。

技術領域

本發明關于一種于半導體基板上形成薄膜的氣相成膜裝置，詳細而言，關于一種用于半導體工藝的腔體蓋與頂板的組件。

背景技術

在半導體基板上形成薄膜過程中，成膜裝置容納基板的反應腔內利用氣體噴射器將氣體源供應的氣體水平(或垂直)噴射至承載盤(susceptor)上的基板上方進行混合，再利用加熱所引起的物理或化學反應，從而在基板(例如：晶圓)上沉積薄膜。氣體噴射器的設計必須令氣源氣體水平噴出并達成均勻分布于旋轉的基板表面，從而于基板表面產生均勻的邊界層，以利沉積薄膜的進行。

圖1為一現有成膜裝置的反應腔的剖視示意圖。一成膜裝置包含一用于產生氣相沉積薄膜的反應腔10，其由腔壁11及腔體蓋12圍設一接近真空的密閉腔室。該腔室內設有一基板保持構件13，用以承載及固定至少一片基板W。與基板保持構件13相對有一頂板(ceiling；對向板)14，又腔體蓋12中央設有一氣體噴射器15。該氣體噴射器14用于導入及輸送用于工藝的氣體，例如：H2/N2/V族原料氣體、III族原料氣體與載送氣體(carriergas)的混合及H2/N2/V族原料氣體，并水平噴射至基板W之上進行混合，再利用加熱所引起的物理或化學反應，從而在晶圓W上沉積薄膜。

在薄膜沉積工藝中，附加在腔體蓋12內的上側的頂板14的下表面溫度必須被控制約300℃左右，以避免工藝中臟污顆粒堆積附著于頂板14的下表面并隨之掉落于晶圓之上，造成工藝晶圓的良率不佳。附加在腔體蓋12之上的頂板14與腔體蓋12有一間距，該間距可以通入不同流量與氣體組合的混合氣體以控制頂板14下表面的溫度，目的為防止工藝中堆積臟污顆粒附著于頂板14的下表面。此一設計必須使用氫氣(H2)與氮氣(N2)以及氣體流量控制器(MFC)以調變不同流量與氣體組合，并且必須令頂板14與腔體蓋12的間距維持在0.1mm并且非常均勻，以利產生組合氣體流過時的均勻性，進而達成溫度的均勻性。

傳統固定頂板于腔體蓋的方式略有幾種。其中一種利用特殊的工具將一固定環緊固于頂板的表面，然因不同設備人員的操作差異，會影響組裝后的整體組合公差及定位。另一種通過四根旋轉抓取勾抓住頂板上相應的卡持部。因抓取后移動時易于四根旋轉抓取勾間發生不平均的問題，從而造成頂板平面度不均勻，故不利于上述組合氣體流過時的均勻性。

綜上所述，半導體制造亟需要一種能改善前述組裝不易及氣流均勻等問題的氣相成膜裝置，由此可以提升沉積薄膜的品質。

發明內容

本申請提供一種用于半導體工藝的氣體噴射器與頂板的組合，其通過改善頂板的固定機制，通過自動化機構對準及卡合，從而增進組裝的效率。

本申請案提供一種氣相成膜裝置，增進頂板及腔體蓋組合后的配合公差及頂板平面度，故能避免組合氣體流動不均勻的問題產生。

于是，本發明提出一實施例，一種用于半導體工藝的腔體蓋與頂板的組件，該組件包含：一腔體蓋，包含一凹部；一頂板，包含一平板部及一凸設于該平板部中央的支撐環；以及一容納于該腔體蓋的凹部的固持機構，其包含一對臂部、一對分別連接于該對臂部的連接部、一對分別使該對連接部以相反方向移動的連桿及一驅動該對連桿有相對運動的驅動部，其中當該對連接部以相反方向移動而靠近，從而該對臂部固持該支撐環。

于另一實施例中，該固持機構另包含一具有兩個導槽的導引部，該對連接部分別沿著該導槽而以相反方向移動。

于另一實施例中，該支撐環包含一環狀體及一設于該環狀體的一端的凸緣。該對臂部嵌入該環狀體及該凸緣形成的空間內以固持該支撐環。