[發(fā)明專利]薄膜沉積設(shè)備和薄膜沉積方法

在審

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113430501A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓亞朋;駱金龍
• 申請（專利權(quán)）人: 長江先進(jìn)存儲產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/52
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 徐雯;張穎玲

本公開實(shí)施例公開了一種薄膜沉積設(shè)備和薄膜沉積方法，所述薄膜沉積設(shè)備包括：處理腔室，包括腔體和位于腔體內(nèi)的容置空間；遮蔽組件，位于容置空間內(nèi)，用于遮蔽腔體的腔壁，并在容置空間內(nèi)形成子空間；承載臺，位于子空間內(nèi)，用于承載半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；氣體輸入裝置，位于腔體的頂部，并與子空間連通，用于向子空間內(nèi)提供第一氣體和第二氣體；其中，在第一溫度條件下，第一氣體和第二氣體反應(yīng)生成固態(tài)副產(chǎn)物，并在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面形成固態(tài)薄膜；第一加熱裝置，位于子空間內(nèi)，且位于遮蔽組件上，用于將子空間加熱至第二溫度；其中，第二溫度大于第一溫度；在第二溫度條件下，固態(tài)副產(chǎn)物分解為第二氣體和第三氣體。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜沉積設(shè)備和薄膜沉積方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制作過程中，通過薄膜沉積工藝可在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如硅襯底)上形成薄膜。例如，物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和原子層沉積(ALD)等。

通過向薄膜沉積設(shè)備中通入反應(yīng)氣體，在一定的條件下，該反應(yīng)氣體可在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面生成固態(tài)薄膜。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，該固態(tài)薄膜的生成過程常伴隨著固態(tài)副產(chǎn)物的生成，該固態(tài)副產(chǎn)物難以抽真空排出，殘留在固態(tài)薄膜中，導(dǎo)致固態(tài)薄膜的質(zhì)量較差，進(jìn)而影響半導(dǎo)體器件的性能。因此，如何減小固態(tài)副產(chǎn)物的殘留，以提高固態(tài)薄膜的質(zhì)量，成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開實(shí)施例提供一種薄膜沉積設(shè)備和薄膜沉積方法。

根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供一種薄膜沉積設(shè)備，包括：

處理腔室，包括腔體和位于所述腔體內(nèi)的容置空間；

遮蔽組件，位于所述容置空間內(nèi)，用于遮蔽所述腔體的腔壁，并在所述容置空間內(nèi)形成子空間；

承載臺，位于所述子空間內(nèi)，用于承載半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；

氣體輸入裝置，位于所述腔體的頂部，并與所述子空間連通，用于向所述子空間內(nèi)提供第一氣體和第二氣體；其中，在第一溫度條件下，所述第一氣體和所述第二氣體反應(yīng)生成固態(tài)副產(chǎn)物，并在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面形成固態(tài)薄膜；

第一加熱裝置，位于所述子空間內(nèi)，且位于所述遮蔽組件上，用于將所述子空間加熱至第二溫度；其中，所述第二溫度大于所述第一溫度；在所述第二溫度條件下，所述固態(tài)副產(chǎn)物分解為所述第二氣體和第三氣體。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：

出氣管道，位于所述腔體的一側(cè)，通過所述遮蔽組件上的出氣孔與所述子空間連通，用于排出所述子空間內(nèi)的所述第二氣體和所述第三氣體；

第二加熱裝置，位于所述出氣管道上，用于將所述出氣管道加熱至所述第二溫度。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：

控制裝置，與所述第一加熱裝置連接，用于在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于所述子空間內(nèi)的時長增加至第一預(yù)設(shè)時長時，控制所述第一加熱裝置開始對所述子空間加熱；

所述控制裝置，還用于在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于所述子空間內(nèi)的時長增加至第二預(yù)設(shè)時長時，控制所述第一加熱裝置停止對所述子空間加熱；

其中，所述第二預(yù)設(shè)時長大于所述第一預(yù)設(shè)時長。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：

溫度檢測裝置，位于所述容置空間內(nèi)，用于檢測所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的溫度，獲得檢測溫度；

第三加熱裝置，位于所述承載臺內(nèi)，用于將所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)加熱至所述第一溫度；

所述控制裝置，分別與所述溫度檢測裝置以及所述第三加熱裝置連接，用于在所述檢測溫度大于溫度閾值時，減小第三加熱裝置的加熱功率。