[发明专利]薄膜生长装置及薄膜生长方法

说明书

公开了薄膜生长装置及薄膜生长方法。薄膜生长装置包括反应腔室和位于反应腔室内部的用于承载晶片的基板支撑件，以及位于反应腔室顶部的背板和位于背板下方的带有气体通道的气体分配喷淋头，还包括：射频发生器，位于背板上方，用于提供射频电流；射频带，连接背板和射频发生器，形成射频发生器与背板之间的射频通道，将射频电流导入反应腔室；射频带为多个，间隔分布在背板上方，气体在射频电流的作用下解离为射频等离子体，再扩散至晶片上进行薄膜生长。该薄膜生长装置在背板上方设置多个射频带，并从多个方向向反应腔室内导入射频电流，使得反应腔室内产生的等离子体的浓度均匀，使得晶片表面可以形成厚度均匀的薄膜，提高薄膜生长的一致性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种薄膜生长装置及薄膜生长方法。

背景技术

在半导体芯片的制造过程中，需要在晶片表面上生长数层材质不同、厚度不同的薄膜，包括导电膜层以及绝缘膜层等。薄膜的材料一般是厚度介于单原子到几毫米之间的薄金属或有机物层。常见的薄膜生长技术可以分为物理方法和化学方法。根据不同的作用和位置，薄膜生长技术可以包括热氧化法、化学气相沉积以及物理气相沉积等。薄膜的制备是半导体集成电路制造过程中的重要环节。

EC(Extinction coefficient，消光系数)和薄膜厚度是薄膜工艺中需要考量的两项重要参数，其大小及均匀度直接影响后续工艺中特征尺寸的大小及薄膜的均匀性。通常能够影响消光系数和薄膜厚度均匀性的直接参数有温度分布，射频等离子体分布等。现行工艺中，射频等离子体在薄膜生长中极易出现梯度分布的现象，生长出的薄膜均匀性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的薄膜生长装置及薄膜生长方法，在反应腔室的背板上设置多个射频带，并通过多个射频带从多个不同的方向将射频发生器产生的射频电流导入至充气室，使得反应腔室的处理区域中产生的等离子体分布均匀，从而使得晶片表面的各个部位可以接收到均匀的等离子体，形成厚度均匀的薄膜，提高薄膜生长的一致性。

根据本发明的第一方面，提供一种薄膜生长装置，包括反应腔室和位于反应腔室内部的用于承载晶片的基板支撑件，以及位于反应腔室顶部的背板和位于背板下方的带有气体通道的气体分配喷淋头，还包括：

射频发生器，位于所述背板上方，用于提供射频电流；以及

射频带，连接所述背板和所述射频发生器，用于形成所述射频发生器与所述背板之间的射频通道，将射频电流导入所述反应腔室；

其中，所述射频带为多个，间隔分布在所述背板上方，气体在射频电流的作用下解离为射频等离子体，再扩散至所述晶片上进行薄膜生长。

优选地，所述射频带均匀分布在所述背板的上方。

优选地，所述气体在通过所述气体通道时被解离，并且通过所述气体通道达到所述晶片表面。

优选地，所述射频带的数量为大于或等于3的整数。

优选地，所述射频电流经由所述背板进入所述反应腔室。

优选地，多个所述射频带中至少一个分布在所述背板上方的中心处。

优选地，所述射频发生器发射至多个所述射频带的射频功率按照比例分配。

根据本发明的第二方面，提供一种薄膜生长方法，包括：

放置待测晶片于基板承载件上；

在反应腔室上方的背板上设置多个射频带；

射频发生器通过多个射频带向反应腔室提供射频电流；

气体来源提供的气体通过气体分配喷淋头上的气体通道进入处理区域，并在射频电流的作用下被解离，均匀扩散至晶片表面；

在晶片表面进行薄膜生长。