半导体制造设备及方法技术

本发明专利技术涉及半导体生产技术领域，具体公开了一种半导体制造设备及方法，该半导体制造设备包括真空反应腔体和控制器；真空反应腔体内设置有反应气体的喷淋组件、反应台和膜厚监测组件；控制器能获取膜厚监测组件测得反应台上外延衬底的生长膜厚分布信息，并控制喷淋组件调控反应气体在真空反应腔体内的分布；喷淋组件中，若干调气孔分散设于喷淋壳体面向反应台的一侧；调节组件包括安装板、阵列驱动电路和若干气体微控器件；安装板设有若干安装孔，气体微控器件设于安装孔处，气体微控器件能够被阵列驱动电路分别控制，调控安装孔的出气面积；安装孔连通喷淋腔与调气孔。上述设置有利于提高外延晶片厚度的均匀性。于提高外延晶片厚度的均匀性。于提高外延晶片厚度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
半导体制造设备及方法


[0001]本专利技术涉及半导体生产
，尤其涉及一种半导体制造设备及方法。

技术介绍

[0002]半导体制造设备用于制造半导体薄片单晶，通过将承载于载气中的气态金属有机化合物通入反应器中，在被加热的基片衬底上进行分解、氧化、还原等反应，最后生成物沉积到衬底上进而形成薄膜。
[0003]有机金属化学气相沉积加热系统通过加热衬底载物台，来为晶体外延的生长提供均匀、稳定的温度边界，并为外延晶片的生长所需的物理化学反应提供相应的能量。其中，温度的均匀性直接影响外延晶片的厚度，但是，在大尺寸的外延晶片生长时，衬底的温差对外沿晶片的厚度产生较大的影响，存在膜厚不均匀的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种半导体制造设备及方法，以解决温差对大尺寸的外延晶片产生较大影响，导致外延晶片膜厚不均匀的情况。
[0005]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种半导体制造设备，该半导体制造设备包括：真空反应腔体和控制器，所述真空反应腔体内设置有反应气体的喷淋组件、反应台和膜厚监测组件；所述控制器能获取所述膜厚监测组件测得所述反应台上外延衬底的生长膜厚分布信息，并控制所述喷淋组件调控所述反应气体在所述真空反应腔体内的分布；所述喷淋组件包括：喷淋壳体，内部设有喷淋腔；进气管，所述进气管设于所述喷淋壳体，所述进气管的出口与所述喷淋腔连通；调气孔，所述调气孔设有若干个，分散设于所述喷淋壳体面向所述反应台的一侧；调节组件，所述调节组件包括安装板、阵列驱动电路和若干气体微控器件；所述安装板设有若干安装孔，所述气体微控器件设于所述安装孔处，所述气体微控器件能够被所述阵列驱动电路分别控制，调控所述安装孔的出气面积；所述安装孔的一端与所述喷淋腔连通，另一端与所述调气孔的入口连通。
[0006]优选地，所述安装板设有限位台阶，所述限位台阶设于所述安装孔外周，所述气体微控器件嵌入设置在所述限位台阶内。
[0007]优选地，所述气体微控器件包括压电陶瓷，且设于所述限位台阶，所述压电陶瓷能够根据驱动电压伸缩，在初始状态下能遮挡所述安装孔第一面积，所述压电陶瓷膨胀到最大状态时能遮挡所述安装孔第二面积，所述第二面积小于等于所述安装孔的面积且大于所述第一面积。
[0008]优选地，所述限位台阶为环状，所述压电陶瓷呈扇形，所述压电陶瓷能沿所述限位台阶的周向或径向伸缩。
[0009]优选地，所述安装板设有安装槽，所述安装槽呈长条状，所述压电陶瓷呈长条状，所述压电陶瓷能沿所述安装槽的延伸方向伸缩。
[0010]优选地，所述压电陶瓷在初始状态时能覆盖所述安装孔的长度为L1，且0≤L1≤D/2；所述压电陶瓷膨胀到最大状态时能覆盖所述安装孔的长度为L2，且D/2＜L2≤D，其中，D为所述安装孔的内径尺寸。
[0011]优选地，所述气体微控器件包括压电陶瓷，所述压电陶瓷呈筒状，设于所述安装板，且两端分别与所述安装孔和所述调气孔连通，所述压电陶瓷的内径尺寸沿靠近所述反应台的方向先减小后增加，所述压电陶瓷的内径最小处的尺寸能变化。
[0012]另一方面，本专利技术提供一种半导体制备方法，应用于上述任一项技术方案所述的半导体制造设备，包括以下步骤：S1、获得外延衬底的生长膜厚分布信息；S2、通过计算得到每个调气孔所需要的出气面积；S3、通过调节组件调节安装孔的出气面积。
[0013]优选地，在步骤S3中，通过阵列驱动电路控制每个气体微控器件的开度，且气体微控器件的开度越大，相同时间内通过安装孔的气体越多。
[0014]优选地，在步骤S1中，通过膜厚监测组件对外延衬底的生长膜厚分布信息实时监测。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种半导体制造设备及方法，该半导体制造设备包括调节组件，能够利用调节组件对安装孔的出气面积进行调整，进而使得每个调气孔的出气量不同，上述设置结合已经完成的外延晶片各处的厚度重新调整各调气孔的出气面积，有利于提高制造的外延晶片厚度的均匀性，降低设备出厂后的膜厚和真空腔体匹配性的调校周期。
[0016]通过阵列驱动电路与气体微控器件的结合，使得调节组件能够处理大规模的气孔的实时控制，膜厚监测组件能够根据对外延生长的情况进行动态监控，通过控制器的拟合计算，实现万级以上数量的气体微控器件超小间距的扫描式控制，实现MOCVD的反应腔体内多组外延片的精准化供气，进一步实现衬底的均匀化外延生长。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中半导体制造设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例中半导体制造设备的仰视结构示意图；图3为本专利技术实施例中半导体制造设备的内部结构示意图；图4为本专利技术实施例中压电陶瓷处于初始状态的结构示意图；图5为本专利技术实施例中压电陶瓷处于初始状态的俯视结构示意图；图6为本专利技术实施例中压电陶瓷处于膨胀到最大状态的结构示意图；图7为本专利技术实施例中筒状结构的压电陶瓷的结构示意图；图8为不同配比的压电陶瓷的电场
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应变曲线图。
[0018]图中：100、反应台；1、喷淋壳体；11、喷淋腔；
2、进气管；3、调气孔；4、调节组件；41、安装板；411、安装孔；412、限位台阶；42、压电陶瓷；43、膜厚监测组件；44、阵列驱动电路。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半导体制造设备，其特征在于，包括：真空反应腔体和控制器，所述真空反应腔体内设置有反应气体的喷淋组件、反应台（100）和膜厚监测组件（43）；所述控制器能获取所述膜厚监测组件（43）测得所述反应台（100）上外延衬底的生长膜厚分布信息，并控制所述喷淋组件调控所述反应气体在所述真空反应腔体内的分布；所述喷淋组件包括：喷淋壳体（1），内部设有喷淋腔（11）；进气管（2），所述进气管（2）设于所述喷淋壳体（1），所述进气管（2）的出口与所述喷淋腔（11）连通；调气孔（3），所述调气孔（3）设有若干个，分散设于所述喷淋壳体（1）面向所述反应台（100）的一侧；调节组件（4），所述调节组件（4）包括安装板（41）、阵列驱动电路（44）和若干气体微控器件；所述安装板（41）设有若干安装孔（411），所述气体微控器件设于所述安装孔（411）处，所述气体微控器件能够被所述阵列驱动电路（44）分别控制，调控所述安装孔（411）的出气面积；所述安装孔（411）的一端与所述喷淋腔（11）连通，另一端与所述调气孔（3）的入口连通。2.根据权利要求1所述的半导体制造设备，其特征在于，所述安装板（41）设有限位台阶（412），所述限位台阶（412）设于所述安装孔（411）外周，所述气体微控器件嵌入设置在所述限位台阶（412）内。3.根据权利要求2所述的半导体制造设备，其特征在于，所述气体微控器件包括压电陶瓷（42），且设于所述限位台阶（412），所述压电陶瓷（42）能够根据驱动电压伸缩，在初始状态下能遮挡所述安装孔（411）第一面积，所述压电陶瓷（42）膨胀到最大状态时能遮挡所述安装孔（411）第二面积，所述第二面积小于等于所述安装孔（411）的面积且大于所述第一面积。4.根据权利要求3所述的半导体制造设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁舰，张正杰，王智伟，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：