[发明专利]一种薄膜沉积设备和一种薄膜沉积方法

说明书

本发明公开了一种薄膜沉积设备和一种薄膜沉积方法。该薄膜沉积设备包括：喷淋板，设置于反应腔内，并包括多个喷淋孔，其中，反应气体通过该多个喷淋孔抵达该反应腔内的晶圆表面，以在该晶圆表面形成薄膜；以及挡气环，可拆卸地设置于该喷淋板的部分喷淋孔处，用于遮挡该部分喷淋孔，以调节该喷淋板下方的气体流量分布。上述薄膜沉积设备能够兼容不同工艺的参数规范以及稳定性要求，从而基于同一喷淋板来快速切换不同的薄膜沉积工艺。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及了一种薄膜沉积设备、一种薄膜沉积方法，和一种计算机可读存储介质。

背景技术

等离子体增强原子层沉积设备(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition，PEALD)是半导体制造领域中应用广泛的一种沉积设备，利用低温使气态的化学物质在晶圆表面反应并沉积生成高质量的超薄固态薄膜。

沉积PEALD氮化硅薄膜工艺需要通入多种反应和催化气体，分别适用于不同薄膜工艺。由于PEALD设备沉积的薄膜通常对气体流量/种类敏感，因此沉积不同工艺通常需要切换使用不同设计的喷淋板，成本高且费时费力。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域亟需一种薄膜沉积技术，用于兼容不同工艺的参数规范以及稳定性要求，从而基于同一喷淋板来快速切换不同的薄膜沉积工艺。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种薄膜沉积设备、一种薄膜沉积方法，以及一种计算机可读存储介质，能够兼容不同工艺的参数规范以及稳定性要求，从而基于同一喷淋板来快速切换不同的薄膜沉积工艺。

具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积设备，包括：喷淋板，设置于反应腔内，并包括多个喷淋孔，其中，反应气体通过所述多个喷淋孔抵达所述反应腔内的晶圆表面，以在所述晶圆表面形成薄膜；以及挡气环，可拆卸地设置于所述喷淋板的部分喷淋孔处，用于遮挡所述部分喷淋孔，以调节所述喷淋板下方的气体流量分布。

可选地，在一些实施例中，所述多个喷淋孔的位置、孔径和/或分布密度适应第一气体流量的第一沉积工艺，用于在所述第一沉积工艺中，在所述喷淋板下方形成均匀的气体流量分布，所述挡气环的宽度适应第二气体流量的第二沉积工艺，用于在所述第二沉积工艺中遮挡所述部分喷淋孔，以在所述喷淋板下方形成均匀的气体流量分布。

可选地，在一些实施例中，所述挡气环可拆卸地设置于所述喷淋板外围的部分喷淋孔处，用于遮挡所述喷淋板外围的部分喷淋孔，减少流向所述晶圆外圈区域的气体流量，以在所述喷淋板下方形成均匀的气体流量分布。

可选地，在一些实施例中，所述第一沉积工艺涉及所述反应气体及载气，所述反应气体及所述载气的气体流量之和为所述第一气体流量，所述第二沉积工艺涉及所述反应气体、所述载气及催化气体，所述反应气体、所述载气及所述催化气体的气体流量之和为所述第二气体流量，所述第二气体流量大于所述第一气体流量。

此外，根据本发明的第二方面提供的上述薄膜沉积方法，包括以下步骤：在第一气体流量的第一沉积工艺下，经由适配所述第一气体流量的喷淋板的多个喷淋孔向反应腔内的晶圆表面喷淋反应气体，在所述喷淋板下方形成均匀的气体流量分布，以在所述晶圆表面形成第一薄膜；以及响应于切换第二气体流量的第二沉积工艺，在所述喷淋板的部分喷淋孔处安装适配所述第二气体流量的挡气环，以遮挡所述部分喷淋孔，并在所述喷淋板下方形成均匀的气体流量分布，以在所述晶圆表面形成第二薄膜。