CN112439582A - 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法 - Google Patents

喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112439582A
CN112439582A CN201910825380.5A CN201910825380A CN112439582A CN 112439582 A CN112439582 A CN 112439582A CN 201910825380 A CN201910825380 A CN 201910825380A CN 112439582 A CN112439582 A CN 112439582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
spraying
nozzles
spray
reactant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910825380.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李双
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxin Memory Technologies Inc
Original Assignee
Changxin Memory Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxin Memory Technologies Inc filed Critical Changxin Memory Technologies Inc
Priority to CN201910825380.5A priority Critical patent/CN112439582A/zh
Publication of CN112439582A publication Critical patent/CN112439582A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0278Arrangement or mounting of spray heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0228Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being rotative
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

该发明涉及一种喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法,能够提高晶圆的电性均一性,保证晶圆的电性稳定性。所述喷淋装置包括:至少两套相互独立的管路组件;每套所述管路组件均包含反应物源,流量控制器,喷嘴以及若干管路;在每套所述管路组件中,所述反应物源通过所述管路连通所述流量控制器,所述流量控制器通过所述管路连通至所述喷嘴,且对由所述反应物源中流出并通过所述喷嘴喷出的反应物的流量进行控制;在各套所述管路组件中的所述喷嘴的喷淋方向在同一平面上,并形成至少一个非零的夹角,其中,通过各套所述管路组件中所述喷嘴喷出的所述反应物具有重叠区域。

Description

喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法
技术领域
本发明涉及半导体加工设备领域,具体涉及一种喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法。
背景技术
现有技术中,在炉管内进行晶圆表面的原子层沉积,形成新的膜层结构时,经常会出现晶圆表面的膜层结构厚度不一的情形,膜层结构的均匀性不好,会造成晶圆的电性不均,稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法,能够提高晶圆的电性均一性,保证晶圆的电性稳定性。
为了解决上述技术问题,以下提供了一种喷淋装置,包括:至少两套相互独立的管路组件;每套所述管路组件均包含反应物源,流量控制器,喷嘴以及若干管路;在每套所述管路组件中,所述反应物源通过所述管路连通所述流量控制器,所述流量控制器通过所述管路连通至所述喷嘴,且对由所述反应物源中流出并通过所述喷嘴喷出的反应物的流量进行控制;在各套所述管路组件中的所述喷嘴的喷淋方向在同一平面上,并形成至少一个非零的夹角,其中,通过各套所述管路组件中所述喷嘴喷出的所述反应物具有重叠区域。
可选的,所述管路组件的数目为两套,且第一套管路组件中的第一喷嘴以及第二套管路组件的第二喷嘴的喷淋方向形成一预设角度,所述预设角度的范围为10°到30°。
可选的,每套所述管路组件还包括若干阀门,位于连通所述反应物源和所述喷嘴之间的所述管路上。
为了解决上述技术问题,以下还提供了一种半导体处理设备,包括所述的喷淋装置,所述喷嘴设置于所述半导体处理设备的反应室内,并朝向所述反应室内的晶圆放置位上放置的晶圆喷淋反应物。
可选的,所述管路组件的数目为两套,且第一套管路组件中的第一喷嘴以及第二套管路组件的第二喷嘴的喷淋方向所在的平面与所述晶圆放置位所在的平面平行,且所述第一喷嘴的喷淋方向朝向所述晶圆放置位的中心位置,所述第二喷嘴的喷淋方向与所述第一喷嘴的喷淋方向形成一预设角度,所述预设角度的范围为10°到30°。
为了解决上述技术问题,以下还提供了一种在喷淋反应物的方法,包括以下步骤:将晶圆放入至反应室内的晶圆放置位;将所述晶圆表面划分为至少两个区域;朝向所述晶圆表面的各所述区域分别喷淋反应物,并旋转所述晶圆,在所述晶圆表面形成膜层;检测所述晶圆表面各区域膜层的厚度;根据所述晶圆表面各区域膜层的厚度控制对各区域的反应物的喷淋,以平衡各区域的膜层厚度。
可选的,所述晶圆表面被划分为两个区域,分别为中心区域和边缘区域,由第一喷淋和第二喷淋分别对所述晶圆表面的中心区域和边缘区域进行反应物的喷淋。
可选的,检测所述晶圆表面各区域膜层的厚度时,分别检测所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度。
可选的,向所述晶圆表面喷淋反应物时,由所述第一喷淋向所述晶圆表面的中心区域进行第一预设次数的喷淋,由所述第二喷淋向所述晶圆表面的边缘区域进行第二预设次数的喷淋,所述第一预设次数和所述第二预设次数由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。
可选的,向所述晶圆表面喷淋反应物时,由所述第一喷淋向所述晶圆表面的中心区域进行持续不断的喷淋,由所述第二喷淋向所述晶圆表面的边缘区域进行持续不断的喷淋,且所述第一喷淋的流量和所述第二喷淋的流量由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。
所述喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法具有两个相互独立的喷嘴,能够分别调控反应物的流量,能够保持晶圆的边缘和中心区域的反应气体的浓度一直,沉积密度保持一致,改善晶圆中心与边缘区域膜厚均一性,以及产品电性的均一稳定性。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式中喷淋装置的连接关系示意图。
图2为本发明的一种具体实施方式中半导体处理设备的俯视图。
图3为现有技术中在衬底表面形成的栅极两侧形成氮化硅侧壁绝缘层时晶圆的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层的厚度示意图。
图4为本发明的一种具体实施方式中使用喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法在衬底表面形成的栅极两侧形成氮化硅侧壁绝缘层时晶圆的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层的厚度示意图。
图5为本发明的一种具体实施方式中喷淋反应物的方法流程示意图。
具体实施方式
研究发现,现有技术中炉管内部喷淋反应气体的喷淋装置造成了现有技术中晶圆表面膜层厚度不均,电性不均、稳定性差的情形。具体的,现有技术中的炉管内的喷淋装置为单管结构,虽然具有两个喷嘴,一个喷嘴直接朝向晶圆的中心区域喷淋反应气体,一个喷嘴偏离所述晶圆的中心区域,朝向所述晶圆的边缘区域喷淋反应气体,但仍然在喷淋区域上有重叠,导致重叠区域内反应气体的量较多,重叠区域内沉积的膜层厚度也更厚。这是导致晶圆电性均一性差、稳定性差的一个重要原因。
如图3,为现有技术中在衬底301表面形成的栅极302及栅极绝缘层(303和304)两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时,晶圆201的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度示意图。在图3中,氮化硅侧壁绝缘层305侧还有形成在所述衬底301上表面的栓导电层306。在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时,在现有技术中,由于两个喷嘴的喷淋范围有重叠,因此在晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度是不同的:喷淋范围重叠区域203内,晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305厚度较厚,而在喷淋范围不重叠区域203内,晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度较薄。这就导致了这个半导体结构的电性均一性和稳定性不好。
具体的,在同一个晶圆201表面,在喷淋范围的重叠区域,如中心区域内,栅极302两侧的氮化硅侧壁绝缘层305较厚,漏电流较小。在喷淋范围不重叠区域203,如边缘区域,氮化硅侧壁绝缘层305较薄,漏电流较大。
为了解决上述问题,以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法作进一步详细说明。
请参阅图1、2,其中图1为本发明的一种具体实施方式中喷淋装置的连接关系示意图,图2为本发明的一种具体实施方式中半导体处理设备的俯视图。
在该具体实施方式中,提供了一种喷淋装置,包括:至少两套相互独立的管路组件100;每套管路组件100均包含反应物源101,流量控制器103,喷嘴以及若干管路;在每套管路组件100中,反应物源101通过管路连通流量控制器103,流量控制器103通过管路连通至喷嘴,且对由反应物源101中流出并通过喷嘴喷出的反应物的流量进行控制。
在该具体实施方式中,管路组件100的数目为两套,且在每套管路组件100中,反应物源101通过管路连通流量控制器103,流量控制器103通过管路连通至喷嘴,且对由反应物源101中流出并通过喷嘴喷出的反应物的流量进行控制,因此各个喷嘴的流量能够分别被控制。
在一种具体实施方式中,当将该喷淋装置应用到晶圆201的原子层沉积技术中时,该喷淋装置能够对晶圆201的多个区域分别喷淋反应物,并且还能根据需要控制各个喷嘴喷出的反应物的量,因此能够有效保证晶圆201表面的各个区域的反应物的浓度一致,使晶圆201表面各个区域的沉积密度保持一致,晶圆201表面各区域形成的膜层厚度也保持一致,晶圆201表面的膜层厚度具有较高的均一性,也具有电性的均一性和稳定性。
在一种具体实施方式中,第一喷嘴1021和第二喷嘴1022的喷淋方向形成一预设角度。两喷嘴的喷淋方向形成一非零夹角是为了能够在喷淋反应物时喷淋到晶圆201表面的不同区域。设置与喷嘴的数目一致的反应物源101,更加便于对喷嘴喷出的反应物的量的控制。
在一种具体实施方式中,预设角度的范围为10°到30°。这使得喷淋装置可以应用到晶圆201表面的原子层沉积工艺中,对晶圆201表面的不同区域进行反应气体的喷淋,以保证晶圆201表面的不同区域的膜层厚度一致。
在一种具体实施方式中,第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度为15°,在这个角度下,两个喷嘴的喷淋范围较大。
在其他的具体实施方式中,管路组件100的数目为三套以上,这时,可以分别控制对晶圆201表面的三个以上区域的喷淋,能够获取到更好的喷淋效果,在晶圆201表面沉积出更加均匀的膜层。
在一种具体实施方式中,喷淋装置还包括若干阀门104,位于连通反应物源101和喷嘴之间的管路上。设置阀门104,使得在具有流量控制器103的同时,还能使用阀门104对喷嘴喷出的反应物的量进行二次控制,在流量控制器103损坏时,还能通过阀门104控制反应物的喷出。
在一种具体实施方式中,流量控制器103包括质量流量控制器MFC等,可根据需要选择流量控制器103的具体构成。
在一种具体实施方式中,反应物源101包括存储箱,存储箱内存储反应物。反应物包括反应气体和反应液体中的至少一种。在该具体实施方式中,各个喷嘴通过独立的连通管路连通到各个存储箱。
在该具体实施方式中,还提供了一种半导体处理设备200,包括的喷淋装置,喷嘴设置于半导体处理设备200的反应室202内,并朝向反应室202内的晶圆放置位上放置的晶圆201喷淋反应物。
在该具体实施方式中,半导体处理设备200内设置有喷淋装置,且喷淋装置具有两套以上管路组件100,因此各个喷嘴的流量能够分别被控制。
在一种具体实施方式中,在半导体处理设备200内进行晶圆201表面的原子层沉积时,该喷淋装置能够对晶圆201的多个区域分别喷淋反应物,并且还能根据需要控制各个喷嘴喷出的反应物的量,因此能够有效保证晶圆201表面的各个区域的反应物的浓度一致,使晶圆201表面各个区域的沉积密度保持一致,晶圆201表面各区域形成的膜层厚度也保持一致,晶圆201表面的膜层厚度具有较高的均一性,也具有电性的均一性和稳定性。
在该具体实施方式中,半导体处理设备200为炉管。在炉管内进行晶圆201表面的原子层沉积时,晶圆201放置在炉管的炉腔内,且炉腔内的晶圆放置位可旋转。
在一种具体实施方式中,半导体处理设备200的反应室202内的晶圆放置位均是可旋转的,可带着放置其上的晶圆201绕一垂直晶圆放置位的直线旋转。这使得自喷淋装置每一个喷嘴喷出的反应物都能够喷淋到晶圆放置位上放置的晶圆201的整个表面。
在一种具体实施方式中,管路组件100的数目为两套,第一套管路组件100中的第一喷嘴1021以及第二套管路组件100中的第二喷嘴1022的喷淋方向形成一预设角度,且两个喷嘴的喷淋方向所在的平面与晶圆放置位所在的平面平行。
在一种具体实施方式中,预设角度非零。两喷嘴的喷淋方向形成一非零夹角是为了使两个喷嘴能够在喷淋反应物时喷淋到晶圆201表面的不同区域。设置与喷嘴的数目一致的反应物源101,更加便于对喷嘴喷出的反应物的量的控制。
在其他的具体实施方式中,反应物源101、喷嘴和流量控制器103的数目为三套以上,这时,可以分别控制对晶圆201表面的三个以上区域的喷淋,能够获取到更好的喷淋效果,在晶圆201表面沉积出更加均匀的膜层。
在一种具体实施方式中两个喷嘴的喷淋方向所在的平面与晶圆放置位所在的平面平行,在喷淋反应物后,反应物在重力作用下落到晶圆201表面,进行晶圆201表面的原子层沉积。
在一种具体实施方式中,第一喷嘴1021的喷淋方向朝向晶圆放置位的中心位置晶圆放置位,第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度的范围为10°到30°,保证对晶圆201整个表面的喷淋。
在一种具体实施方式中,第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度为15°,在这个角度下,两个喷嘴能够覆盖更大的喷淋范围,且不会有较多的反应物被喷淋出晶圆201表面的范围。
在该具体实施方式中,晶圆201在放置到晶圆放置位时,晶圆201的中心与晶圆放置位的中心重合,因此,第一喷嘴1021的喷淋方向朝向晶圆放置位的中心位置的同时,也是朝向晶圆201的中心位置的。该第一喷嘴1021喷淋的反应物的量会影响到晶圆201表面的中心位置所成膜层的厚度。第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向呈一非零夹角,因此第二喷嘴1022的喷淋方向偏离晶圆201的中心位置一预设角度,这时,第二喷嘴1022能够对晶圆201的边缘位置进行反应物的喷淋,使得晶圆201的中心位置和边缘位置都有反应物的喷淋,以获得更好的膜层沉积效果。
请参阅图5,为本发明的一种具体实施方式中在炉管喷淋反应物的方法流程示意图。
在该具体实施方式中,还提供了一种喷淋反应物的方法,包括以下步骤:S51将晶圆201放入至反应室202内的晶圆放置位;S52将晶圆201表面划分为至少两个区域;S53朝向晶圆201表面的各区域分别喷淋反应物,并旋转晶圆201,在晶圆201表面形成膜层;S54检测晶圆201表面各区域膜层的厚度;S55根据晶圆201表面各区域膜层的厚度控制对各区域的反应物的喷淋,以平衡各区域的膜层厚度炉管。
在一种具体实施方式中,反应室202内的晶圆放置位均是可旋转的,可带着放置其上的晶圆201绕一垂直晶圆放置位的直线旋转。这使得自喷淋装置每一个喷嘴喷出的反应物都能够喷淋到晶圆放置位上放置的晶圆201的整个表面。
在一种具体实施方式中,晶圆201表面被划分为两个区域,分别为中心区域和边缘区域,由第一喷淋205和第二喷淋204分别对晶圆201表面的中心区域和边缘区域进行反应物的喷淋。在该具体实施方式中,第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋范围覆盖整个晶圆201表面,并且在晶圆201的中心区域和边缘区域之间,第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋区域有重叠。
在该具体实施方式中,分别对晶圆201表面的不同区域进行喷淋,可以使在进行晶圆201表面的原子层沉积时,晶圆201表面的气体沉积反应保持均一,从而保证晶圆201的沉积膜厚较为一致。
在一种具体实施方式中,检测晶圆201表面各区域膜层的厚度时,分别检测中心区域的膜层厚度以及边缘区域的膜层厚度。在一种具体实施方式中,可以通过调平传感器检测晶圆201表面各区域膜层的厚度。实际上,也能根据需要设置其他可以检测晶圆201表面各区域膜层厚度的装置,来检测晶圆201表面各区域的膜层厚度。
在一种具体实施方式中,向晶圆201表面喷淋反应物时,由第一喷淋205向晶圆201表面的中心区域进行第一预设次数的喷淋,由第二喷淋204向晶圆201表面的边缘区域进行第二预设次数的喷淋,第一预设次数和第二预设次数由中心区域的膜层厚度以及边缘区域的膜层厚度确定。
在该具体实施方式中,第一喷淋205和第二喷淋204的每一次喷淋,所喷出的反应物的量都相等,因此由对第一预设次数和第二预设次数的控制,就能够实现对第一喷淋205的喷淋量,和第二喷淋204的喷淋量的控制。
在一种具体实施方式中,第一喷淋205和第二喷淋204均具有初始的预设次数,且初始的预设次数相同,均为N。在原子层沉积制程中,第一喷淋205和第二喷淋204独立且同步进行。当检测到晶圆201表面的中心区域厚度较预设厚度偏厚时,则减少第一喷淋205的喷淋次数至M,且0<M<N,并保持第二喷淋204的喷淋次数不变。当晶圆201表面的边缘区域厚度较预设厚度偏薄时,则增加第二喷淋204的喷淋次数至S,且S>N>0,并保持第一喷淋205的喷淋次数不变。在该具体实施方式中,第一喷淋205和第二喷淋204的预设次数以实际计算为准。
在一种具体实施方式中,向晶圆201表面喷淋反应物时,由第一喷淋205向晶圆201表面的中心区域进行持续不断的喷淋,由第二喷淋204向晶圆201表面的边缘区域进行持续不断的喷淋,且所述第一喷淋204的流量和所述第二喷淋205的流量由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。
在该具体实施方式中,晶圆201的中心区域有第一喷淋204和第二喷淋205的重叠部分,因此,厚度会比边缘区域厚,所以,一般而言,第一喷淋的总量会小于第二喷淋的总量。
实际上,可以由晶圆201表面各区域形成的膜层厚度来确定第一喷淋205所喷淋的反应物的量,以及第二喷淋204所喷淋的反应物的量。
在一种具体实施方式中,设置第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为1∶1,在原子层沉积制程中,第一喷淋205和第二喷淋204独立且同步进行。当检测到晶圆201表面的中心区域厚度较预设厚度偏厚时,则减少第一喷淋205喷出的反应气体流量,并保持第二喷淋204喷出的反应气体流量不变,此时,第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为(1-x)∶1,其中0<x<1。当晶圆201表面的边缘区域厚度较预设厚度偏薄时,则增加第二喷淋204喷出的反应气体流量,保持第一喷淋205喷出的反应气体流量不变,此时,第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为1∶(1+y),且0<y<1。当检测到晶圆201表面的中心区域的厚度较预设厚度偏厚、晶圆201表面的边缘区域的厚度较预设厚度偏薄时,需要同时对第一喷淋205和第二喷淋204的流量进行调整,此时,第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为(1-x)∶(1+y),其中0<x<1,0<y<1。
实际上,也能够根据需要,在通过调整喷淋次数来调整第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋量时,也可以同时对每次喷淋的喷淋量进行调整,这样,在所需的喷淋总量很大或很小时,还可以调整每次喷淋的喷淋量,使单次喷淋的喷淋量更大或更小,方便对喷淋总量很大或很小的第一喷淋和第二喷淋进行喷淋量的微调。
请参阅图4,为本发明的一种具体实施方式中使用喷淋装置、半导体处理设备200以及喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时晶圆201的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度示意图。
在该具体实施方式中,半导体处理设备200为炉管。
在该具体实施方式中,在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时,即使两个喷嘴的喷淋范围有重叠,晶圆201表面各区域沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度也是一致的,具有较好的均一性。这样,在同一个晶圆201表面的各个区域内,栅极302两侧的氮化硅侧壁绝缘层305厚度一致,漏电流大小符合预设需求。这大大的提高了晶圆201表面所成膜层的电性均一性和稳定性。
经实验可知,在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后,较使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法前,晶圆201表面所成膜层厚度的均一性出现了飞跃。例如,在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在100片晶圆201表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后,单片晶圆201表面所成膜层的厚度从边缘部分到中间部分再到中心部分,均值分别为15.08nm、15.09nm以及15.15nm,而在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法前,单片晶圆201表面所成膜层的厚度从边缘部分到中间部分再到中心部分,均值分别为14.86nm、15.04nm以及15.37nm。
在该具体实施方式中,在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后,炉管内从上到下依次堆叠在晶舟内的晶圆201表面所成的膜层厚度也更相近,具体的,在实验中获知到,堆叠在炉管中部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.11,而对得在炉管底部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.09,而在未使用装置、炉管和方法时,堆叠在炉管中部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.07,而对得在炉管底部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.17。
因此,使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法,不仅可以提高单片晶圆201内所成膜层的厚度的均一性,也可以提高一个炉管内不同位置放置的晶圆201表面所成膜层厚度的均一性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷淋装置,其特征在于,包括:
至少两套相互独立的管路组件;
每套所述管路组件均包含反应物源,流量控制器,喷嘴以及若干管路;
在每套所述管路组件中,所述反应物源通过所述管路连通所述流量控制器,所述流量控制器通过所述管路连通至所述喷嘴,且对由所述反应物源中流出并通过所述喷嘴喷出的反应物的流量进行控制;
在各套所述管路组件中的所述喷嘴的喷淋方向在同一平面上,并形成至少一个非零的夹角,其中,通过各套所述管路组件中所述喷嘴喷出的所述反应物具有重叠区域。
2.根据权利要求1所述的喷淋装置,其特征在于,所述管路组件的数目为两套,且第一套管路组件中的第一喷嘴以及第二套管路组件的第二喷嘴的喷淋方向形成一预设角度,所述预设角度的范围为10°到30°。
3.根据权利要求1所述的喷淋装置,其特征在于,每套所述管路组件还包括若干阀门,位于连通所述反应物源和所述喷嘴之间的所述管路上。
4.一种半导体处理设备,其特征在于,包括如权利要求1至3中任一项所述的喷淋装置,所述喷嘴设置于所述半导体处理设备的反应室内,并朝向所述反应室内的晶圆放置位上放置的晶圆喷淋反应物。
5.根据权利要求4所述的半导体处理设备,其特征在于,所述管路组件的数目为两套,且第一套管路组件中的第一喷嘴以及第二套管路组件的第二喷嘴的喷淋方向所在的平面与所述晶圆放置位所在的平面平行,且所述第一喷嘴的喷淋方向朝向所述晶圆放置位的中心位置,所述第二喷嘴的喷淋方向与所述第一喷嘴的喷淋方向形成一预设角度,所述预设角度的范围为10°到30°。
6.一种喷淋反应物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将晶圆放入至反应室内的晶圆放置位;
将所述晶圆表面划分为至少两个区域;
朝向所述晶圆表面的各所述区域分别喷淋反应物,并旋转所述晶圆,在所述晶圆表面形成膜层;
检测所述晶圆表面各区域膜层的厚度;
根据所述晶圆表面各区域膜层的厚度控制对各区域的反应物的喷淋,以平衡各区域的膜层厚度。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述晶圆表面被划分为两个区域,分别为中心区域和边缘区域,由第一喷淋和第二喷淋分别对所述晶圆表面的中心区域和边缘区域进行反应物的喷淋。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,检测所述晶圆表面各区域膜层的厚度时,分别检测所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,向所述晶圆表面喷淋反应物时,由所述第一喷淋向所述晶圆表面的中心区域进行第一预设次数的喷淋,由所述第二喷淋向所述晶圆表面的边缘区域进行第二预设次数的喷淋,所述第一预设次数和所述第二预设次数由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,向所述晶圆表面喷淋反应物时,由所述第一喷淋向所述晶圆表面的中心区域进行持续不断的喷淋,由所述第二喷淋向所述晶圆表面的边缘区域进行持续不断的喷淋,所述第一喷淋的流量和所述第二喷淋的流量由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。
CN201910825380.5A 2019-08-30 2019-08-30 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法 Pending CN112439582A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910825380.5A CN112439582A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910825380.5A CN112439582A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112439582A true CN112439582A (zh) 2021-03-05

Family

ID=74734457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910825380.5A Pending CN112439582A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112439582A (zh)

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107161A (zh) * 1986-10-29 1988-05-11 三菱电机株式会社 化合物薄膜形成装置
US4799454A (en) * 1987-04-27 1989-01-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for forming a thin film
JP2000033301A (ja) * 1998-07-13 2000-02-02 Nikon Corp 基板表面に均一の厚みにコ―ティングする方法と装置
JP2002307002A (ja) * 2001-04-16 2002-10-22 Tokyo Electron Ltd 塗布膜形成方法及び塗布膜形成装置
US20020176928A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Tokyo Electron Limited Coating film forming method and system
JP2003038993A (ja) * 2001-07-31 2003-02-12 Tokyo Electron Ltd 塗布装置及びその方法
CN1551279A (zh) * 2003-05-19 2004-12-01 松下电器产业株式会社 流体涂布装置、流体涂布方法以及等离子显示面板
CN1583283A (zh) * 2004-05-28 2005-02-23 沈阳工业大学 多元气氛可控型喷涂方法与装置
US20050175775A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Shirley Paul D. Device and method for forming improved resist layer
US20070031606A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Seiko Epson Corporation Apparatus and method for forming a film, patterning method, method for manufacturing an optical device and method for manufacturing an electronic device
CN101028617A (zh) * 2006-02-27 2007-09-05 大日本网目版制造株式会社 涂布装置以及涂布方法
US20070231483A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Hiromitsu Nanba Liquid processing apparatus and liquid processing method
CN101122746A (zh) * 2006-08-10 2008-02-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻胶涂布***
CN101585029A (zh) * 2008-05-20 2009-11-25 东京毅力科创株式会社 涂敷处理方法、程序、计算机存储介质和涂敷处理装置
JP2010253403A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Tokyo Electron Ltd 塗布膜形成装置及び塗布膜形成方法
CN102019264A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种超微雾化喷涂方法
CN102043340A (zh) * 2010-10-29 2011-05-04 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种均匀喷涂光刻胶的方法
CN103116248A (zh) * 2013-02-27 2013-05-22 上海华力微电子有限公司 涂布装置及其涂布方法
CN103153483A (zh) * 2010-09-22 2013-06-12 赫克斯冈技术中心 表面溅射装置
US20150151311A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Spin coating apparatus and spin coating method
CN106583186A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种双喷嘴三角形喷胶方法
CN109037120A (zh) * 2018-09-20 2018-12-18 长江存储科技有限责任公司 膜层沉积装置
CN109839388A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子运行状态实时监控方法、晶圆监测件和监控***
CN109950180A (zh) * 2019-03-27 2019-06-28 德淮半导体有限公司 晶圆刻蚀装置及晶圆刻蚀方法
CN210585505U (zh) * 2019-08-30 2020-05-22 长鑫存储技术有限公司 喷淋装置、半导体处理设备

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107161A (zh) * 1986-10-29 1988-05-11 三菱电机株式会社 化合物薄膜形成装置
US4799454A (en) * 1987-04-27 1989-01-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for forming a thin film
JP2000033301A (ja) * 1998-07-13 2000-02-02 Nikon Corp 基板表面に均一の厚みにコ―ティングする方法と装置
JP2002307002A (ja) * 2001-04-16 2002-10-22 Tokyo Electron Ltd 塗布膜形成方法及び塗布膜形成装置
US20020176928A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Tokyo Electron Limited Coating film forming method and system
JP2003038993A (ja) * 2001-07-31 2003-02-12 Tokyo Electron Ltd 塗布装置及びその方法
CN1551279A (zh) * 2003-05-19 2004-12-01 松下电器产业株式会社 流体涂布装置、流体涂布方法以及等离子显示面板
US20050175775A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Shirley Paul D. Device and method for forming improved resist layer
CN1583283A (zh) * 2004-05-28 2005-02-23 沈阳工业大学 多元气氛可控型喷涂方法与装置
US20070031606A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Seiko Epson Corporation Apparatus and method for forming a film, patterning method, method for manufacturing an optical device and method for manufacturing an electronic device
CN101028617A (zh) * 2006-02-27 2007-09-05 大日本网目版制造株式会社 涂布装置以及涂布方法
US20070231483A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Hiromitsu Nanba Liquid processing apparatus and liquid processing method
CN101122746A (zh) * 2006-08-10 2008-02-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻胶涂布***
CN101585029A (zh) * 2008-05-20 2009-11-25 东京毅力科创株式会社 涂敷处理方法、程序、计算机存储介质和涂敷处理装置
JP2010253403A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Tokyo Electron Ltd 塗布膜形成装置及び塗布膜形成方法
CN103153483A (zh) * 2010-09-22 2013-06-12 赫克斯冈技术中心 表面溅射装置
CN102043340A (zh) * 2010-10-29 2011-05-04 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种均匀喷涂光刻胶的方法
CN102019264A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种超微雾化喷涂方法
CN103116248A (zh) * 2013-02-27 2013-05-22 上海华力微电子有限公司 涂布装置及其涂布方法
US20150151311A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Spin coating apparatus and spin coating method
CN106583186A (zh) * 2015-10-15 2017-04-26 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种双喷嘴三角形喷胶方法
CN109839388A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子运行状态实时监控方法、晶圆监测件和监控***
CN109037120A (zh) * 2018-09-20 2018-12-18 长江存储科技有限责任公司 膜层沉积装置
CN109950180A (zh) * 2019-03-27 2019-06-28 德淮半导体有限公司 晶圆刻蚀装置及晶圆刻蚀方法
CN210585505U (zh) * 2019-08-30 2020-05-22 长鑫存储技术有限公司 喷淋装置、半导体处理设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10145010B2 (en) Multi-station plasma reactor with RF balancing
US12000047B2 (en) Integrated showerhead with thermal control for delivering radical and precursor gas to a downstream chamber to enable remote plasma film deposition
US11479856B2 (en) Multi-cycle ALD process for film uniformity and thickness profile modulation
KR102446502B1 (ko) 암모니아 프리 및 염소 프리 컨포멀 실리콘 나이트라이드 막을 증착하는 방법
US10037884B2 (en) Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
CN101378003B (zh) 用于等离子处理装置的交替气体输送和排空***
US20180366351A1 (en) Oxygen compatible plasma source
KR20220044474A (ko) 이동 가능한 에지 링 및 가스 주입 조정을 사용하여 웨이퍼 상 cd 균일성의 제어
US20180047645A1 (en) Suppressing interfacial reactions by varying the wafer temperature throughout deposition
KR102528434B1 (ko) 비말 동반된 증기를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들
US20130149867A1 (en) Substrate processing system, gas supply unit, method of substrate processing, computer program, and storage medium
US20220238325A1 (en) In-situ control of film properties during atomic layer deposition
US20180342389A1 (en) Composite dielectric interface layers for interconnect structures
US12040181B2 (en) Modulated atomic layer deposition
US20240038539A1 (en) Selective processing with etch residue-based inhibitors
US20130237063A1 (en) Split pumping method, apparatus, and system
US20230420245A1 (en) Dynamic multi zone flow control for a processing system
CN210585505U (zh) 喷淋装置、半导体处理设备
TW201717252A (zh) 使半導體裝置中的膜密集化之方法
KR20220153679A (ko) 비대칭 웨이퍼 보우 보상
CN112439582A (zh) 喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法
JP6903135B2 (ja) 冷却ガス区画および対応する溝ならびに単極静電クランプ電極パターンを備える静電チャック
KR102618869B1 (ko) 배면 보우 보상 증착의 스테이션-대-스테이션 (station-to-station) 제어
CN212426177U (zh) 存储器制作装置
TWI715002B (zh) 用於電漿控制的具有間隙的兩件式電極組件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination