半导体处理设备制造技术

本发明专利技术涉及半导体处理技术领域，特别涉及一种半导体处理设备。本发明专利技术的半导体处理设备通过特别的反应腔设计，使得所述反应腔既能用于执行原子层沉积工艺又能用于执行等离子增强化学气相沉积工艺，还能执行衬底在位表面处理，从而可以减少半导体处理设备的数量，降低成本，减少设备的占用空间；同时，由于多个工艺可以在同一腔室中完成，无需附加的转运过程，从而可以减少待处理衬底被污染的发生。

Semiconductor processing equipment

The invention relates to the technical field of semiconductor processing, in particular to a semiconductor processing equipment. The invention of semiconductor processing equipment through the design of special reaction chamber, the reaction chamber can be used for performing an atomic layer deposition process and can be used to perform a plasma enhanced chemical vapor deposition process, the substrate can perform in surface treatment, which can reduce the number of semiconductor processing equipment to reduce the cost, reduce the space occupied by equipment; at the same time, due to the multiple process can be completed in the same chamber, without additional transport process, which can reduce the occurrence of the contaminated substrate to be processed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体处理
，特别涉及一种用于处理待处理衬底的半导体处理设备。
技术介绍
随着半导体处理技术的发展，为完成半导体衬底的处理而需要应用到的不同半导体处理工艺数量越来越多；如在完成LED衬底的Al2O3+SiOx钝化膜层沉积的过程中以及在完成太阳能电池背面的Al2O3+SiNx钝化膜层沉积的过程中，就需要使用原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)工艺来完成Al2O3层的沉积，以及使用等离子增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)工艺来完成SiOx层或SiNx层的沉积。现有技术中，为完成上述Al2O3+SiOx钝化膜或Al2O3+SiNx钝化膜层的沉积，需氧提供一台原子层沉积设备用于在待处理衬底上完成Al2O3层的沉积，然后还需要提供一台等离子增强化学沉积设备用于完成SiOx或SiNx层的沉积。因此，为完成上述Al2O3+SiOx钝化膜或Al2O3+SiNx钝化膜层的沉积，需要至少两台半导体处理设备，使得完成上述钝化膜沉积工艺的设备投入成本高，且多台设备将占用较大的空间；同时，在一个沉积设备中完成沉积后，需要转运到另一设备再进行沉积处理，转运的过程容易造成对待处理衬底的污染，从而将会降低所述膜层的性能。事实上，其他需要连续进行原子层沉积工艺和等离子增强化学气相沉积工艺处理的半导体处理过程均将存在上述问题。因此，有必要提供一种半导体处理设备，以解决现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
为解决现有技术中，存在半导体处理设备投入成本高，占地空间大的技术问题，本专利技术提供一可以降低设备成本，且体积较少的半导体处理设备。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体处理设备，所述半导体处理设备可以用于进行原子层沉积及等离子增强化学气相沉积；所述半导体处理设备包括反应腔、射频发生器和驱动装置，所述反应腔包括腔体和设置在所述腔体内的气体分配装置和衬底托盘；所述衬底托盘与所述气体分配装置相对设置并限定其二者之间反应空间；所述射频发生器用于在所述反应空间形成等离子体；所述驱动装置用于驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置移动；所述气体分配装置具有面向所述衬底托盘的出气面，所述出气面包括多个出气口；所述多个出气口包括至少一个第一出气口和至少一个第二出气口，所述多个出气口在所述出气面的排布，使得所述衬底托盘发生相对于出气口的移动时，支撑在所述衬底托盘的衬底依次通过所述第一出气口和第二出气口正对的区域。当所述半导体处理设备进行原子层沉积时，第一反应气体通过所述第一出气口进入所述反应空间，第二反应气体通过所述第二出气口进入所述反应空间，所述驱动装置驱动所述衬底托盘发生相对于气体分配装置移动，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行原子层沉积处理；当所述半导体处理设备进行等离子增强化学气相沉积时，反应气体通过所述多个出气口中的至少一个出气口进入所述反应空间，所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行等离子增强化学气相沉积处理。与现有技术相比，本专利技术的半导体处理设备通过特别的反应腔设计，使得所述反应腔既能用于执行原子层沉积工艺又能用于执行等离子增强化学气相沉积工艺，从而可以减少半导体处理设备的数量，降低成本，减少设备的占用空间；同时，由于两个工艺可以在同一腔室中完成，无需附加的转运过
程，从而可以减少待处理衬底被污染的发生。附图说明图1是本专利技术半导体处理设备第一实施方式的结构示意图。图2显示第一实施方式半导体处理设备使用另外一种射频发生器时的结构示意图。图3是图1所示气体分配装置出气面的表面结构示意图。图4是本专利技术半导体处理设备第二实施方式的出气面的结构示意图。图5是本专利技术半导体处理设备第三实施方式的出气面的结构示意图。图6是本专利技术半导体处理设备第四实施方式的出气面的结构示意图。具体实施方式本专利技术的专利技术人发现现有技术中，在同一待处理衬底上完成原子层沉积和等离子增强化学气相沉积工艺过程中，需要使用两台不同的半导体处理设备，从而造成设备投入成本高，且占用空间大等技术问题。为解决现有技术半导体处理设备中的技术问题，本专利技术提出一种半导体处理设备，所述半导体处理设备可以用于进行原子层沉积及等离子增强化学气相沉积；所述半导体处理设备包括反应腔、射频发生器和驱动装置，所述反应腔包括腔体和设置在所述腔体内的气体分配装置和衬底托盘；所述衬底托盘与所述气体分配装置相对设置并限定反应空间；所述射频发生器用于在所述反应空间形成等离子体；所述驱动装置用于驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置移动；所述气体分配装置具有面向所述衬底托盘的出气面，所述出气面包括多个出气口；所述多个出气口包括至少一个第一出气口和至少一个第二出气口，所述多个出气口在所述出气面的排布，使得所述衬底托盘移动时，支撑在所述衬底托盘上的衬底依次通过所述第一出气口和第二出气口正对的区域，当所
述半导体处理设备进行原子层沉积时，，第一反应气体通过所述第一出气口进入所述反应空间，第二反应气体通过所述第二出气口进入所述反应空间，所述驱动装置驱动所述衬底托盘移动，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行原子层沉积处理；当所述半导体处理设备进行等离子增强化学气相沉积时，反应气体通过所述多个出气口中的至少部分出气口进入所述反应空间，所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行等离子增强化学气相沉积处理。与现有技术相比，本专利技术的半导体处理设备通过特别的反应腔设计，使得所述反应腔既能用于执行原子层沉积工艺又能用于执行等离子增强化学气相沉积工艺，从而可以减少半导体处理设备的数量，降低成本，减少设备的占用空间；同时，由于两个工艺可以在同一腔室中完成，无需附加的转运过程，从而可以减少待处理衬底被污染的发生。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。请参阅图1，图1是本专利技术半导体处理设备第一实施方式的结构示意图。所述半导体处理设备1可以用于执行原子层沉积工艺，同时，所述半导体处理设备1还可以用于执行等离子增强化学沉积工艺及衬底在位表面处理。所述半导体处理设备1包括反应腔(未标示)、射频发生器17、驱动装置13、加热装置16和衬底偏压装置18。所述反应腔包括腔体(未标示)以及设置在所述腔体内的气体分配装置11和衬底托盘15。所述气体分配装置11和所述衬底托盘15相对设置并限定两
者之间的反应空间。所述射频发生器17用于在所述反应空间形成等离子体。所述驱动装置13用于驱动所述衬底托盘15相对所述气体分配装置11旋转和/或者改变气体分配装置11到衬底托盘15的距离。所述加热装置16用于加热所述衬底托盘16从而加热支撑在所述衬底托盘15上的衬底14。所述衬底偏压装置18用于在衬底托盘15上产生负电压。所述衬底托盘15包括面向所述气体分配装置11的承载面，衬底14支撑在所述承载面。所述气体分配装置11包括面向所述衬底托盘15的出气面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体处理设备，其可以用于进行原子层沉积和等离子增强化学气相沉积；所述半导体处理设备包括反应腔、射频发生器和驱动装置，所述反应腔包括腔体和设置在所述腔体内的气体分配装置和衬底托盘；所述衬底托盘与所述气体分配装置相对设置并限定其二者之间反应空间；所述射频发生器用于在所述反应空间形成等离子体；所述驱动装置用于驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置移动；所述气体分配装置具有面向所述衬底托盘的出气面，所述出气面包括多个出气口；其特征在于：所述多个出气口包括至少一个第一出气口和至少一个第二出气口，所述多个出气口在所述出气面的排布，使得所述衬底托盘发生相对于气体分配装置的移动时，支撑在所述衬底托盘的衬底依次通过所述第一出气口和第二出气口正对的区域，当所述半导体处理设备进行原子层沉积时，所述驱动装置驱动所述衬底托盘移动，第一反应气体通过所述第一出气口进入所述反应空间，第二反应气体通过所述第二出气口进入所述反应空间，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行原子层沉积处理；当所述半导体处理设备进行等离子增强化学气相沉积时，反应气体通过所述多个出气口中的至少一个出气口进入所述反应空间，所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行等离子增强化学气相沉积处理。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体处理设备，其可以用于进行原子层沉积和等离子增强化学气相沉积；所述半导体处理设备包括反应腔、射频发生器和驱动装置，所述反应腔包括腔体和设置在所述腔体内的气体分配装置和衬底托盘；所述衬底托盘与所述气体分配装置相对设置并限定其二者之间反应空间；所述射频发生器用于在所述反应空间形成等离子体；所述驱动装置用于驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置移动；所述气体分配装置具有面向所述衬底托盘的出气面，所述出气面包括多个出气口；其特征在于：所述多个出气口包括至少一个第一出气口和至少一个第二出气口，所述多个出气口在所述出气面的排布，使得所述衬底托盘发生相对于气体分配装置的移动时，支撑在所述衬底托盘的衬底依次通过所述第一出气口和第二出气口正对的区域，当所述半导体处理设备进行原子层沉积时，所述驱动装置驱动所述衬底托盘移动，第一反应气体通过所述第一出气口进入所述反应空间，第二反应气体通过所述第二出气口进入所述反应空间，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行原子层沉积处理；当所述半导体处理设备进行等离子增强化学气相沉积时，反应气体通过所述多个出气口中的至少一个出气口进入所述反应空间，所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体，从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行等离子增强化学气相沉积处理。2.如权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于：所述第一出气口包括窄缝或在带状区域分布的多个窄缝或出气孔，所述第二出气口包括窄缝或在一个带状区域分布的多个窄缝或出气孔。3.如权利要求2所述的半导体处理设备，所述驱动装置驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置在同平面内相对移动；其移动范围保证衬底面向所述气体分配装置一侧全部面积都能至少依次通过依次通过一个所述第一出气口和一个第二出气口正对的区域。4.如权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于：所述驱动装置驱动所述衬底托盘相对所述气体分配装置旋转。5.如权利要求4所述的半导体处理设备，其特征在于：所述第一出气口和所述第二出气口在所述出气面相互平行排列。6.如权利要求5所述的半导体处理设备，其特征在于：所述多个出气口包括多个第一出气口和多个第二出气口，所述多个第一出气口和多个第二出气口相互间隔设置。7.如权利要求4所述的半导体处理设备，其特征在于：所述第一出气口和所述第二出气口在所述出气面上呈放射状排列。8.如权利要求2～7中任一项所述的半导体处理设备，其特征在于：所述多个出气口还包括第三出气口，所述第三出气口设置在相邻的第一出气口和第二出气口之间，所述第三出气口用于在进行原子层沉积时，向所述反应空间输出不与所述第一反应气体和第二反应气体反应的第三气体。9.如权利要求8所述的半导体处理设备，其特征在于：所述第三出气口包括窄缝或在带状区域分布的多个出气孔。10.如权利要求8所述的半导体处理设备，其特征在于：进行原子层沉积时所述第一反应气体通过第一出气口，第二反应气体通过第二出气口，第三气体通过第三出气口喷向所述反应空间；所述第三气体在所述反应空间分隔所述第一反应气体和所述第二反应气体。11.如权利要求2-7任意一项所述的半导体处理设备，其特征在于：在进行等离子体增强化学气相沉积时，所需不同反应气体在气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚明，吴红星，胡兵，黄占超，马悦，
申请(专利权)人：理想晶延半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31