[发明专利]气体传输装置、方法和半导体沉积设备

说明书

本发明涉及半导体设备技术领域，提供了一种气体传输装置、方法和半导体沉积设备。气体传输装置包括：进气传输单元和喷淋头，进气传输单元包括第一进气管道、第二进气管道、连通管道和截止阀，第一进气管道与第二进气管道之间设置连通管道，连通管道上设置截止阀；喷淋头分为第一喷淋分区和第二喷淋分区，第一喷淋分区与第一进气管道连接，第二喷淋分区与第二进气管道连接，第一喷淋分区和第二喷淋分区之间彼此独立不互通。通过设置独立进气管道和喷淋分区，控制进入各管道的气体，解决了反应腔室内气体分布不均的技术问题，达到了提高薄膜均匀性和清除效率的技术效果。

技术领域

本发明涉及半导体沉积设备技术领域，尤其是涉及一种气体传输装置、方法和半导体沉积设备。

背景技术

半导体沉积设备中，反应气体通过喷淋头进入反应腔，发生反应在半导体表面沉积一层薄膜。由于反应气体在反应腔内的气体密度和流动方向难以把控，如何保证薄膜的均一性一直是工艺的难题。比如沉积非晶碳膜时，喷淋头和加热盘分别作为上下电极，原位起等离子体沉积薄膜。通常情况下当压力较大时，边缘等离子体密度较小，因此边缘成膜较薄；当压力较小时，边缘等离子体密度较大，因此边缘成膜较厚。而为了不同性能的薄膜，压力是没法改变的。此时晶圆边缘膜厚存在有时偏厚有时偏薄的问题。

同时，在沉积过程中，由于等离子体的延展性，薄膜也会沉积在喷淋头和加热盘上，尤其是喷淋头和腔室内相交的侧壁，以及加热盘除了晶圆覆盖以外的区域，因为现有技术在清洁这两个区域的等离子体密度较小，为了把这两个区域清洁干净，常常会造成别的区域过刻蚀，引起颗粒物污染问题。现有喷淋头为了改善晶圆上沉积薄膜厚度均匀性只能通过调整喷淋头上喷淋孔的孔径分布，操作复杂，周期过长。且喷淋头边缘薄膜清洗效率过低，为了清洗干净，牺牲产能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体传输装置、方法和半导体沉积设备，以解决了现有技术中存在的薄膜沉积不均以及清除效率低的技术问题。

第一个方面，本发明实施例提供了一种气体传输装置，包括：进气传输单元和喷淋头，所述进气传输单元包括第一进气管道、第二进气管道、连通管道和截止阀，所述第一进气管道与所述第二进气管道之间设置所述连通管道，所述连通管道上设置所述截止阀；所述喷淋头分为第一喷淋分区和第二喷淋分区，所述第一喷淋分区与所述第一进气管道连接，所述第二喷淋分区与所述第二进气管道连接，所述第一喷淋分区和所述第二喷淋分区之间彼此独立不互通。

进一步的，所述喷淋头向喷淋方向的投影为第一圆形，所述第一喷淋分区向喷淋方向的投影为第二圆形，所述第一圆形的面积大于所述第二圆形的面积，且所述第一圆形和所述第二圆形的中心重合，所述第二喷淋分区向喷淋方向的投影为围绕所述第一喷淋分区的圆环形。

进一步的，所述第二圆形面积占所述第一圆形面积的50%至60%。

进一步的，所述喷淋头包括挡板，所述挡板将所述喷淋头分为所述第一喷淋分区和所述第二喷淋分区。

进一步的，所述喷淋头包括匀气板与匀气环，所述匀气板设置于所述第一喷淋分区，所述匀气板为所述第一喷淋分区提供均匀气体，所述匀气板上开设第一匀气通孔；所述匀气环设置于所述第二喷淋分区，所述匀气环为所述第二喷淋分区提供均匀气体，所述匀气环上开设第二匀气通孔。

进一步的，所述第一喷淋分区包括第一喷淋分区通孔，所述第二喷淋分区包括第二喷淋分区通孔，所述第一喷淋分区通孔的直径D1满足0.2mm≤D1≤0.4mm，所述第二喷淋分区通孔的直径D2满足0.2mm≤D2≤0.4mm。

进一步的，所述第一喷淋分区通孔和所述第二喷淋分区通孔的形状为喇叭形或直筒形。