[發明專利]一種化學氣相沉積裝置及其噴頭

在審

• 申請號: 201811070485.6
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN110894597A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 吳天成
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

本發明提供一種化學氣相沉積裝置及其噴頭，噴頭包括本體、噴射部及熱交換機構。本體開設有進氣通道，以供反應氣體進入。噴射部設有多個噴嘴，噴嘴與進氣通道連通，反應氣體經由進氣通道進入噴嘴，并被噴嘴噴出。熱交換機構設置于本體和/或噴射部，熱交換機構內具有冷卻劑，能夠使得噴頭的溫度降低。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種化學氣相沉積裝置及其噴頭。

背景技術

在半導體制造工藝中，經常需要利用化學氣相沉積(CVD，Chemical VaporDeposition)的方法形成膜層，例如氧化硅層、氮化硅層等介質層。

CVD工藝常常通過反應類型或者壓力來分類，包括低壓CVD(LPCVD)，常壓CVD(APCVD)，次壓CVD(SACVD)，超高真空CVD(UHCVD)，等離子體增強CVD(PECVD)，高密度等離子體CVD(HDPCVD)以及快熱CVD(RTCVD)。

CVD通常是在反應腔室內進行，首先將包括器件層的晶片放置于反應腔內的基臺上，通入反應氣體，反應氣體被解離成原子、離子，或原子團沉積在晶片表面，然后經由晶粒生長、晶粒聚結，縫道填補等步驟，晶片表面被膜層覆蓋，通過控制反應時間，反應溫度，氣體流速等便可以沉積不同厚度的薄膜。

CVD工藝中，溫度對于沉積薄膜的質量有相當重要的影響，特別是SACVD工藝，是在高溫(大于480℃)高壓(100-600Torr)條件下反應，其能量來自于加熱器產生的熱量。

然而，現有的CVD工藝中由于加熱器所產生的熱量會使得部分反應氣體在通過噴頭時在噴頭表面反應沉積，隨著反應時間的增加沉積物越積越多，一方面沉積物會堵塞噴頭的噴孔，另一方面沉積物會滴落在晶片表面形成缺陷，缺陷的存在不僅影響后續制程而且影響芯片良率。

因此，亟需對現有的化學氣相沉積裝置的結構進行改進，以解決CVD工藝中反應物在噴頭上的沉積的問題，防止缺陷產生，提升芯片產品的良率。

發明內容

基于上述問題，本發明提供了一種化學氣相沉積裝置及其噴頭，以避免反應氣體在噴頭表面發生化學反應，在噴頭上出現沉積物，而產生缺陷，從而提升芯片產品的良率。

為達成上述目的，本發明提供一種化學氣相沉積裝置及其噴頭，噴頭包括本體、噴射部及熱交換機構。本體開設有進氣通道，以供反應氣體進入。噴射部設有多個噴嘴，噴嘴與進氣通道連通，反應氣體經由進氣通道進入噴嘴，并被噴嘴噴出。熱交換機構設置于本體和/或噴射部，熱交換機構內具有冷卻劑，能夠使得噴頭的溫度降低。

本發明另一方面提供一種化學氣相沉積裝置，其包括反應腔、加熱器及上述的噴頭，加熱器和噴頭位于反應腔內，噴頭位于反應腔的上部，加熱器用于承載并加熱晶片，反應氣體經由進氣通道進入反應腔，并從噴嘴噴出，落到晶片表面上，在對晶片進行化學氣相沉積的過程中，冷卻劑使得噴頭的溫度降低。

本發明相較于現有技術的有益效果在于：

本發明通過在噴頭設置熱交換機構，能夠降低噴頭溫度，從而盡可能避免反應氣體在噴頭表面受熱而發生化學反應，進而避免在噴頭上出現沉積物，而產生缺陷，從而提升芯片產品的良率。

附圖說明

圖1為相關領域中一種化學氣相沉積裝置的示意圖。

圖2為圖1中的化學氣相沉積裝置進行化學氣相沉積的示意圖。

圖3為圖1中的化學氣相沉積裝置進行化學氣相沉積產生顆粒的示意圖。

圖4為圖1中的化學氣相沉積裝置的噴頭的俯視示意圖。

圖5為本發明一實施例的化學氣相沉積裝置的示意圖。

圖6為本發明一實施例的化學氣相沉積裝置的噴頭的俯視示意圖。