薄膜制备设备以及薄膜制备方法技术

本发明专利技术公开一种薄膜制备设备以及薄膜制备方法，其包括：反应腔室；竖直设置在所述反应腔室内的第一注入管，设置有多个沿所述第一注入管依次排列的第一注入孔；设置在所述反应腔室内的第二注入管，包括沿竖直方向延伸的第一管段，设置有多个沿所述第一管段依次排列的多个第二注入孔；第二管段，其一端连通于所述第一管段的顶端、其另一端用于通入第一反应气体；其中，所述第一注入管的底端用于通入第一反应气体。采用这种薄膜制备设备在多个晶圆上生成薄膜，位于反应腔室上部的晶圆和位于反应腔室底部的晶圆其表面上生长出的薄膜的厚度趋于一致。

【技术实现步骤摘要】
薄膜制备设备以及薄膜制备方法
本专利技术涉及半导体加工
，具体而言，涉及一种薄膜制备设备以及薄膜制备方法。
技术介绍
在半导体制造过程中，化学气相沉积(CVD)作为薄膜制程已经被广泛使用。化学气相沉积在薄膜制备设备的反应腔室中进行。先将晶圆置于密闭的反应腔室中，再将反应气体输送至薄膜制备设备内，反应气体与晶圆在高温环境下发生化学反应能在晶圆表面沉积一层薄膜。以氮化硅层的沉积为例，二氯硅烷(SiH2Cl2)、臭氧(O3)等反应气体注入到反应腔室内后能与晶圆发生反应以在晶圆表面形成氧化硅层。现有的一种反应腔室，为直立的圆柱形结构，例如为炉管。在该反应腔室内，多块晶圆从下至上依次排布。气体输入管从反应腔室的底部向上伸入到反应腔室内，且沿竖直方向延伸。气体输入管位于晶圆的一侧。气体输入管上设置有多个沿竖直方向均匀排布的多个进气口。气体输入管的下端连通入反应气体，反应气体从这些进气口进入到反应腔室内以在晶圆表面成膜。在通过气体输入管向反应腔室内输入气体时，反应腔室内的反应气体气压从上至下压力逐渐减小，造成反应腔室上端和下端的反应气体通入量不相等，导致了位于反应腔室上端的晶圆其表面生长出的薄膜厚度大于位于反应腔室下端的晶圆其表面生长出的薄膜厚度。这会对最终生产出的半导体器件的稳定性造成不良影响。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种薄膜制备设备，其包括：反应腔室；竖直设置在所述反应腔室内的第一注入管，设置有多个沿所述第一注入管依次排列的第一注入孔；设置在所述反应腔室内的第二注入管，包括沿竖直方向延伸的第一管段，设置有多个沿所述第一管段依次排列的多个第二注入孔；第二管段，其一端连通于所述第一管段的顶端、其另一端用于通入第一反应气体；其中，所述第一注入管的底端用于通入第一反应气体。根据本专利技术的一个实施例，第二管段包括竖直延伸的竖直段以及拱形的连接段；其中，所述连接段的两端分别连通于所述竖直段的顶端和所述第一管段的顶端，所述第一管段与所述竖直段均与所述连接段相切。根据本专利技术的一个实施例，所述第一注入管和所述第二注入管均为石英管。根据本专利技术的一个实施例，所述第一注入管设置有多根。根据本专利技术的一个实施例，所述第一注入管的顶端封闭，所述第一管段的底端封闭。根据本专利技术的一个实施例，相邻两个所述第一注入孔之间的间距相等，相邻两个所述第二注入孔的间距相等。根据本专利技术的一个实施例，所述薄膜制备设备还包括竖直布置在所述反应腔室外的第三注入管；所述第三注入管的侧壁上设置有在竖直方向上依次排布的多个第三注入孔，所述第三注入管的底端用于通入第二反应气体；所述反应腔室的侧壁上还设置有多个连接孔，多个所述连接孔沿竖直方向依次排布，所述连接孔与所述第三注入孔一一对应连通。根据本专利技术的一个实施例，所述反应腔室为顶端封闭的圆筒结构。根据本专利技术的一个实施例，所述反应腔室的底端还设置有开口；所述薄膜制备设备还包括晶舟，所述晶舟包括基座、从所述基座向上延伸的支架以及设置在所述支架上且沿所述支架的延伸方向依次排布的多组托架；其中，所述托架能从所述开口伸入到所述反应腔室内，每组托架用于托住一块晶圆。本专利技术还提出了一种薄膜制备方法，基于上述的薄膜制备设备实施，包括：将多块晶圆置于反应腔室的内部；通过所述第一注入管和所述第二注入管同时向所述反应腔室内注入第一反应气体，以使得所述第一反应气体在反应腔室内分布均匀；向所述反应腔室内输入第二反应气体，以使得所述第一反应气体与所述第二反应气体发生反应而在所述晶圆表面均匀地沉积薄膜。由上述技术方案可知，本专利技术的薄膜制备设备的优点和积极效果在于：在向反应腔室内注入第一反应气体时，第一注入孔越靠近反应腔室的底端其输出流量越小，第二注入孔越靠近反应腔室的底端其输出流量越大，因此，在第一注入孔和第二注入孔同时输送第一反应气体时，第二注入孔能对第一注入孔所输送的第一反应气体进行补偿使得第一反应气体在竖向上分布更均衡。由于整个反应腔室内的第一反应气体的浓度趋于一致，在进行反应后，位于反应腔室上部的晶圆和位于反应腔室底部的晶圆其表面上生长出的薄膜的厚度也趋于一致。这样就能提升最终生产出的半导体器件的稳定性。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施例的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种薄膜制备设备的立体示意图；图2是根据一示例性实施方式示出的一种薄膜制备设备的半剖示意图；图3是根据一示例性实施方式示出的一种薄膜制备设备的剖视的俯视示意图；图4是根据一示例性实施方式示出的一种薄膜制备设备的局部示意图。其中，附图标记说明如下：1、薄膜制备设备；11、反应腔室；111、内腔；112、出气口；113、开口；114、连接孔；115、第三注入口；12、晶舟；121、基座；122、支架；123、托架；13、第一注入管；130、第一注入孔；14、第二注入管；141、第一管段；142、第二管段；143、第二注入孔；145、竖直段；146、连接段；15、第三注入管；151、第三注入孔；152、等离子体发生器；2、第一反应气体气源；3、抽气泵；5、晶圆。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。参照图1、2，图1、2公开了本实施例中的一种薄膜制备设备1。该薄膜制备设备1包括反应腔室11、第一注入管13、第三注入管15、第二注入管14和晶舟12。晶舟12用于承载多块晶圆5，并将多块晶圆5一同送入和送出反应腔室11。第一注入管13、第三注入管15和第二注入管14均连通于反应腔室11的内腔111。第一注入管13、第三注入管15和第二注入管14均用于向反应腔室11内充入反应气体。反应腔室11通常由耐高温的材料制成，例如石英材料。反应腔室11为大致的圆桶形。反应腔室11竖直设置。反应腔室11内设置有一内腔111，晶圆5在该内腔111内成膜。反应腔室11的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜制备设备，其特征在于，包括：/n反应腔室；/n竖直设置在所述反应腔室内的第一注入管，设置有多个沿所述第一注入管均匀排布的第一注入孔；/n设置在所述反应腔室内的第二注入管，包括/n沿竖直方向延伸的第一管段，设置有多个沿所述第一管段均匀排布的多个第二注入孔；/n第二管段，其一端连通于所述第一管段的顶端、其另一端用于通入第一反应气体；/n其中，所述第一注入管的底端用于通入第一反应气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜制备设备，其特征在于，包括：
反应腔室；
竖直设置在所述反应腔室内的第一注入管，设置有多个沿所述第一注入管均匀排布的第一注入孔；
设置在所述反应腔室内的第二注入管，包括
沿竖直方向延伸的第一管段，设置有多个沿所述第一管段均匀排布的多个第二注入孔；
第二管段，其一端连通于所述第一管段的顶端、其另一端用于通入第一反应气体；
其中，所述第一注入管的底端用于通入第一反应气体。


2.根据权利要求1所述的薄膜制备设备，其特征在于，第二管段包括竖直延伸的竖直段以及拱形的连接段；
其中，所述连接段的两端分别连通于所述竖直段的顶端和所述第一管段的顶端，所述第一管段与所述竖直段均与所述连接段相切。


3.根据权利要求1所述的薄膜制备设备，其特征在于，所述第一注入管和所述第二注入管均为石英管。


4.根据权利要求1所述的薄膜制备设备，其特征在于，所述第一注入管设置有多根。


5.根据权利要求1所述的薄膜制备设备，其特征在于，所述第一注入管的顶端封闭，所述第一管段的底端封闭。


6.根据权利要求1所述的薄膜制备设备，其特征在于，相邻两个所述第一注入孔之间的间距相等，相邻两个所述第二注入孔的间距相等。


7.根据权利要求1至6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耿豪，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34