半导体处理设备制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体处理设备，包括：处理腔室；位于所述处理腔室内的至少一个基座，所述基座用于放置待处理晶圆，所述基座能够在所述处理腔室内进行圆周运动；至少一个管状喷头，位于所述处理腔室内，设置于所述基座上方，用于向所述晶圆表面喷洒工艺气体，所述管状喷头包括管体和沿所述管体分布的气孔；随着与所述圆周运动的旋转圆心之间的距离逐渐增大，基座表面各处和所述管状喷头之间的垂直距离逐渐减小。上述半导体处理设备可以提高半导体处理均匀性。

Semiconductor processing equipment

The invention relates to a semiconductor processing device, which comprises a processing chamber, at least one base located in the processing chamber for placing a wafer to be processed, the base capable of circular motion in the processing chamber, and at least one tubular sprinkler located in the processing chamber above the base for spraying workers on the surface of the wafer. Art gas, the tubular nozzle includes a tube body and a pore distributed along the tube body; as the distance between the revolving center moving around the circle increases gradually, the vertical distance between the base surface and the tubular nozzle decreases gradually. The semiconductor processing equipment mentioned above can improve the uniformity of semiconductor processing.

【技术实现步骤摘要】
半导体处理设备
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体处理设备。
技术介绍
原子层沉积(ALD)是一种先进薄膜制作工艺，其阶梯覆盖率高，薄膜致密并且容易控制薄膜元素比例，在集成电路先进工艺中应用广泛。三维存储器(3DNAND)制备中，ALD工艺几乎覆盖了栅极叠层、通孔填充层、高K介质层等重要功能层的制备过程，其工艺稳定性对存储器性能有决定性影响。在单腔室原子层沉积设备中对晶圆进行薄膜沉积过程中，晶圆在腔室内的转动平台上顺时针旋转，不断循环经过吸附区和反应区，完成原子沉积。在其他工艺的半导体处理设备中，例如离子注入机台等，也会存在需要晶圆不断进行旋转的需要。而晶圆在旋转过程中，边缘容易发生磨损或破损问题，造成颗粒污染，并且，还容易发生薄膜沉积厚度不均匀的问题，影响后续工艺甚至产品良率。如何避免晶圆在半导体处理过程中的边缘破损问题，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种半导体处理设备，减少晶圆的损伤，提高半导体处理的均匀性。本专利技术的技术方案提供另一种半导体处理设备，包括：处理腔室；位于所述处理腔室内的至少一个基座，所述基座用于放置待处理晶圆，所述基座能够在所述处理腔室内进行圆周运动；至少一个管状喷头，位于所述处理腔室内，设置于所述基座上方，用于向所述晶圆表面喷洒工艺气体，所述管状喷头包括管体和沿所述管体分布的气孔；随着与所述圆周运动的旋转圆心之间的距离逐渐增大，基座表面各处和所述管状喷头之间的垂直距离逐渐减小。可选的，所述基座表面倾斜，且随着与所述旋转圆心之间的距离逐渐增大，所述基座表面各处高度逐渐增高。可选的，所述基座表面的法线与所述圆周运动旋转轴线位于同一平面内。可选的，所述基座表面的倾斜角度大于0°，小于90°。可选的，所述基座底部设置有至少两根可升降支柱，用于调整所述基座表面的倾斜度。可选的，所述管状喷头水平设置。可选的，所述管状喷头倾斜设置，且随着与所述旋转圆心之间的距离逐渐增大，所述管状喷头高度逐渐降低。可选的，所述管状喷头的倾斜角度大于0°，小于90°。可选的，随着与所述旋转圆心之间的距离逐渐增大，所述管状喷头的气孔的分布密度逐渐增大。可选的，所述气孔沿所述管状喷头的长度方向均匀分布。可选的，所述处理腔室包括吸附区域、吹扫区域和反应区域；所述吸附区域用于通入吸附于晶圆表面的吸附气体，所述吹扫区域用于通入吹扫气体以对晶圆表面进行吹扫去除晶圆表面多余的吸附气体，所述反应区域用于通入反应气体，与所述晶圆表面吸附的气体进行反应，在晶圆表面形成沉积膜层。可选的，所述吸附区域内至少设置有一个所述管状喷头。可选的，所述半导体处理设备用于进行原子层沉积工艺。本专利技术的半导体处理设备，包括处理腔室和基座，以及位于基座上方的壮壮喷头，基座表面各处和所述管状喷头之间的垂直距离逐渐减小。晶圆表面与所述管状喷头的距离随着与旋转圆心距离的变化，产生梯度差异，可以补偿与气体接触时间不同带来的差异，从而补偿最终半导体处理效果的差异，例如补偿最终形成的沉积薄膜的厚度差异，在晶圆表面形成厚度均匀的薄膜。进一步，所述基座倾斜放置，晶圆放置于所述基座表面时倾斜放置，与水平放置相比，晶圆上各点与旋转圆心之间的距离缩小，在晶圆围绕旋转圆心进行圆周运动角速度不变的情况下，晶圆各位置处受到的向心力变小，减少向心力对晶圆造成损伤的可能性。并且，由于晶圆倾斜放置时，晶圆受到的向心力作用可分解为部分沿平行晶圆表面方向，部分沿垂直晶圆表面方向，因此，由于向心力产生的部分应力会分散于整个晶圆整体，进而减少晶圆边缘受到的应力作用，从而避免晶圆边缘发生破损，进而减少处理腔室内的颗粒污染问题，提高产品的良率。进一步的，晶圆背面朝向远离旋转圆心的方向，使得向心力产生的应力由晶圆背面加持，可以减少对晶圆正面的影响，避免晶圆正面形成的器件或膜层受影响。进一步，所述管状喷头倾斜设置，使得随着与所述旋转圆心之间的距离逐渐增大，离旋转圆心较近位置距离气孔较远，气体丰度较低；离旋转圆心较远位置距离气孔较远，气体丰度较大，可以补偿与气体接触时间不同带来的差异，从而补偿最终形成的沉积膜层的差异。附图说明图1为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的结构示意图；图2为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的基座上方式晶圆后侧视示意图；图3为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的结构示意图；图4为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备基座以及管状喷头的侧视示意图；图5为本专利技术一具体实施方式的管状喷头的结构示意图；图6为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的基座与管状喷头的侧视示意图；图7为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的基座与管状喷头的侧视示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，现有技术中的半导体处理设备中，晶圆边缘容易受到损伤。专利技术人发现，这一现在晶圆需要旋转的半导体处理设备中较为常见。研究发现，由于晶圆在半导体处理过程中，不断进行圆周运动，在圆周运动过程中，会受到向心力的作用，距离旋转圆心最远处的晶圆边缘与旋转圆心处距离最大，受到向心力作用最大，由于晶圆的转速通常较大，容易在边缘处造成较大应力，使得该边缘处发生形变，从而发生破损等问题，造成处理腔室内的颗粒污染。并且，当所述半导体处理设备为原子层沉积设备等，进一步需要向旋转中的晶圆表面喷洒工艺气体时，对于径向设置的气体喷头，由于晶圆不同位置相对于喷头的运动角速度相同，而线速度则随着晶圆位置与旋转圆心距离不同而逐渐变化。晶圆离旋转圆心较远边缘转动线速度较大，相对喷头移动速度更快，接收气体的时间更短，导致晶圆远离旋转圆心位置沉积薄膜厚度较低，导致晶圆表面沉积的薄膜厚度不均匀，影响厚度工艺甚至良率。因此，专利技术人提出新的半导体处理设备以解决上述问题。下面结合附图对本专利技术提供的半导体处理设备的具体实施方式做详细说明。请参考图1为本专利技术一具体实施方式的半导体处理设备的结构示意图。该具体实施方式中，所述半导体处理设备包括处理腔室100和位于所述处理腔室100内的至少一个基座101。所述基座101用于放置待处理晶圆，所述基座101能够在所述处理腔室100内进行圆周运动。所述基座101表面倾斜，且随着与所述圆周运动的旋转圆心之间的距离逐渐增大，所述基座101表面各处高度逐渐增大。所述半导体处理设备可以为原子层沉积设备、离子注入设备等晶圆在处理过程中不断进行圆周运动的设备。该具体实施方式中，所述半导体处理设备内包括6个基座101，可以同时放置6片晶圆，同时对6片晶圆进行半导体工艺处理。各个基座101可围绕所述处理腔室的中心，进行顺时针或逆时针的圆周运动，各基座101运动方向和速度一致，避免发生碰撞。所述基座101可以为石英材料，表面具有与晶圆尺寸对应的凹槽，用于放置晶圆并固定所述晶圆位置。在其他具体实施方式中，所述基座101表面还可以设置有静电吸附单元，用于通过静电吸附放置于基座101表面的晶圆。在其他具体实施方式中，所述基座101表面还可以具有气孔，通过抽真空单元将晶圆吸附与所述基座101表面。本领域的技术人员也可以通过其他方式将晶圆固定，避免基座101在旋转过程中，晶圆脱落基座101表面。为了避免晶圆从基座101表面脱离，还需要对所述基座101的旋转速率进行控制。在一个具体实施方式中，所述基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：处理腔室；位于所述处理腔室内的至少一个基座，所述基座用于放置待处理晶圆，所述基座能够在所述处理腔室内进行圆周运动；至少一个管状喷头，位于所述处理腔室内，设置于所述基座上方，用于向所述晶圆表面喷洒工艺气体，所述管状喷头包括管体和沿所述管体分布的气孔；随着与所述圆周运动的旋转圆心之间的距离逐渐增大，基座表面各处和所述管状喷头之间的垂直距离逐渐减小。

【技术特征摘要】
1.一种半导体处理设备，其特征在于，包括：处理腔室；位于所述处理腔室内的至少一个基座，所述基座用于放置待处理晶圆，所述基座能够在所述处理腔室内进行圆周运动；至少一个管状喷头，位于所述处理腔室内，设置于所述基座上方，用于向所述晶圆表面喷洒工艺气体，所述管状喷头包括管体和沿所述管体分布的气孔；随着与所述圆周运动的旋转圆心之间的距离逐渐增大，基座表面各处和所述管状喷头之间的垂直距离逐渐减小。2.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述基座表面倾斜，且随着与所述旋转圆心之间的距离逐渐增大，所述基座表面各处高度逐渐增高。3.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述基座表面的法线与所述圆周运动旋转轴线位于同一平面内。4.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述基座表面的倾斜角度大于0°，小于90°。5.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述基座底部设置有至少两根可升降支柱，用于调整所述基座表面的倾斜度。6.根据权利要求1或2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述管状喷头水平设置。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启光，程诗垚，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42