薄膜沉积装置、薄膜沉积方法及薄膜沉积设备制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种薄膜沉积装置，包括：处理腔室；气体供应组件，设置于处理腔室顶壁；加热托盘，设置于气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源；旋转机构，控制基板旋转或者加热托盘旋转或者基板与加热托盘同步旋转，旋转的旋转轴垂直且穿过基板；旋转时，保持射频源为打开状态。本发明专利技术补偿了基板上沉积的薄膜厚度的不均匀，实现了PECVD层堆栈结构薄膜沉积的均匀性和稳定性，避免了基板上沉积的薄膜在后续刻蚀工艺过程中刻蚀通孔偏离垂直方向的现象，从而进一步保证了半导体器件性能的稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
薄膜沉积装置、薄膜沉积方法及薄膜沉积设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种薄膜沉积装置、薄膜沉积方法及薄膜沉积设备。

技术介绍

[0002]在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的真空处理腔室中，不同材料的层堆栈结构沉积至基板上。其中，将基板放到真空处理腔室中，首先将第一处理气体通入，用于在基板上形成第一层的第一材料；然后进行等离子体净化及气体净化，继而，再将第二处理气体通入，用于在基板上形成第二层的第二材料。重复上述的等离子体净化及气体净化，并且将第一材料和第二材料堆叠沉积在基板上，形成层堆栈结构的薄膜。其中，三维(3D)存储可由沉积在基板上的交替薄膜材料的层堆栈结构制成。
[0003]目前，3D储存使用氧化物与氮化物膜的交替层通过相关工艺实现在三维结构中达到储存数据的目的。这些堆栈结构可包括多层第一材料和第二材料，例如超过300层甚至500层的持续堆栈。
[0004]具体地，有些情况下3D储存堆栈的薄膜材料中的第一材料和第二材料堆栈结构可以是氧化物和硅、硅和掺杂硅、或者硅和氮化物。相应地，这些材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述基板旋转或者所述加热托盘旋转或者基板与加热托盘同步旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；其中在所述旋转机构驱动所述基板旋转或者所述加热托盘旋转或者所述基板与加热托盘同步旋转时，所述射频源保持为打开状态。2.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述基板旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；支撑件和升降机构；所述支撑件，用于支撑基板；所述升降机构，与所述支撑件连接，用于驱动所述支撑件沿竖直方向上升或下降，以托起基板离开所述加热托盘或放置基板于所述加热托盘上；所述旋转机构设置于所述升降机构底端，用于驱动所述支撑件和所述升降机构沿水平圆周方向同步旋转，以带动基板旋转。3.如权利要求2所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述支撑件为沿竖直方向和水平圆周方向运动的顶针；所述加热托盘上开有第一通孔，所述顶针设置在所述第一通孔内；所述第一通孔在水平面的截面为弧形或圆形，所述弧形或圆形的圆心与基板的圆心在一条铅垂线上；需要旋转基板时，所述升降机构驱动所述顶针沿竖直方向向上升起并从所述第一通孔中伸出，将基板顶起，使得所述基板脱离所述加热托盘，所述旋转机构驱动所述顶针在所述第一通孔中沿弧形轨迹移动，使基板旋转一设定角度；待基板旋转设定角度后，基板停止旋转，所述升降机构驱动所述顶针沿竖直方向向下移动，将基板放置在加热托盘上以进行薄膜沉积。4.如权利要求3所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述顶针为至少三个，所述第一通孔为至少三个，且与所述顶针一一对应。5.如权利要求2所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述支撑件为设置在基板边缘底部的支撑环；所述支撑环沿竖直方向升降以及以基板的中心线为旋转轴旋转；需要旋转基板时，所述升降机构驱动支撑环沿竖直方向向上升起，将基板托起，使基板
脱离加热托盘，所述旋转机构驱动所述支撑环旋转以带动基板旋转一设定角度；基板旋转设定角度后停止旋转，所述升降机构驱动支撑环沿竖直方向向下移动，将基板放置在加热托盘上以进行薄膜沉积。6.如权利要求5所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述支撑环为带有缺口的圆形环，或所述支撑环包括位于同一个圆上的多段圆弧。7.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述基板旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；支撑件、第一升降机构和第二升降机构；所述支撑件，用于支撑基板，所述支撑件包括顶针和支撑环；所述第一升降机构，与所述顶针连接，用于驱动所述顶针沿竖直方向上升或下降，以装载或卸载基板；所述第二升降机构，与所述支撑环连接，用于驱动所述支撑环沿竖直方向上升或下降，以托起基板离开所述加热托盘或放置基板于所述加热托盘上；所述旋转机构设置于所述第二升降机构底部，用于驱动所述支撑环和所述第二升降机构旋转，以带动基板旋转；所述加热托盘上开有第一通孔，所述顶针设置于所述第一通孔内。8.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述基板与加热托盘同步旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；所述旋转机构与所述加热托盘连接，用于驱动所述加热托盘以所述基板中心的轴线为旋转轴，带动基板同步旋转。9.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于驱动所述加热托盘旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；支撑件和升降机构，
所述支撑件，用于支撑基板；所述升降机构，与所述支撑件连接，用于驱动所述支撑件沿竖直方向上升或下降，以托起基板离开所述加热托盘或放置基板于所述加热托盘上；所述旋转机构与所述加热托盘连接，用于驱动所述加热托盘以过所述基板中心的轴线为旋转轴旋转。10.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述加热托盘旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；支撑件，用于支撑所述基板；升降机构，所述升降机构与所述加热托盘连接，用于驱动所述加热托盘上升或下降；所述旋转机构与所述升降机构连接，用于驱动所述升降机构与所述加热托盘以过所述基板中心的轴线为旋转轴旋转。11.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，与所述加热托盘连接，用于控制所述加热托盘旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；支撑件、第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构，与所述旋转机构连接，用于驱动所述旋转机构和所述加热托盘上升或下降；所述第二升降机构，分别与所述支撑件和所述第一升降机构连接，用于驱动所述支撑件和所述第一升降机构沿竖直方向上升或下降。12.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，用于控制所述基板旋转，所述旋转的旋转轴垂直且穿过所述基板；升降机构，与所述加热托盘连接，用于驱动所述加热托盘沿竖直方向上升或下降；支撑件，用于支撑基板；所述旋转机构，驱动所述支撑件与所述基板同步旋转。
13.如权利要求12所述的薄膜沉积装置，其特征在于：所述支撑件为设置在基板边缘底部的支撑环；需要旋转基板时，所述升降机构驱动所述加热托盘沿竖直方向下降，所述支撑环托起基板，使基板脱离所述加热托盘，所述旋转机构驱动所述支撑环旋转设定角度。14.如权利要求12所述的薄膜沉积装置，其特征在于：所述支撑件为水平圆周方向运动的顶针；所述加热托盘上开有第一通孔，所述顶针设置在所述第一通孔内；所述第一通孔在水平面的截面为弧形或圆形，所述弧形或圆形的圆心与基板的圆心在一条铅垂线上；需要旋转基板时，所述升降机构驱动所述加热托盘沿竖直方向下降，所述顶针托起基板，使基板脱离所述加热托盘，所述旋转机构驱动所述顶针旋转设定角度。15.如权利要求12所述的薄膜沉积装置，其特征在于：所述升降机构为第一升降机构，所述支撑件为支撑环，进一步包括第二升降机构和顶针；所述第二升降机构与所述顶针连接，用于驱动所述顶针沿竖直方向上升或下降，以装载或卸载基板。16.如权利要求15所述的薄膜沉积装置，其特征在于：进一步包括第三升降机构；所述第三升降机构与所述支撑环连接，用于驱动所述支撑环沿竖直方向上升或下降，以托起基板离开所述加热托盘或放置基板于所述加热托盘上。17.如权利要求12所述的薄膜沉积装置，其特征在于：所述升降机构为第一升降机构，所述支撑件为支撑环，且所述薄膜沉积装置进一步包括第二升降机构、顶针和底座；所述第二升降机构，与所述支撑环连接，用于驱动所述支撑环沿竖直方向上升或下降；所述加热托盘上开有第一通孔，所述顶针设置在所述第一通孔内，所述底座设置在所述处理腔室的底部，所述顶针活动设置在所述底座上，接收所述基板时，所述顶针的下端抵接所述底座，所述顶针的上端伸出于所述加热托盘的上端面；所述加热托盘向上移动时，所述顶针的上端收容于加热托盘并随所述加热托盘共同移动并脱离所述底座。18.如权利要求2、7或12所述的薄膜沉积装置，其特征在于，在所述旋转机构驱动所述基板旋转时，所述射频源保持为打开状态。19.如权利要求18所述的薄膜沉积装置，其特征在于，调整所述基板与所述加热托盘之间的间隙小于设定值，所述设定值为m,0＜m≤5mm。20.如权利要求9、10或11所述的薄膜沉积装置，其特征在于，在所述旋转机构驱动所述加热托盘旋转时，所述射频源保持为打开状态。21.如权利要求20所述的薄膜沉积装置，其特征在于，调整所述基板与所述加热托盘之间的间隙小于设定值，所述设定值为m,0＜m≤5mm。22.如权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，调整所述基板与所述加热托盘之间的间隙小于设定值，所述设定值为m,0＜m≤5mm。23.如权利要求1、2、7、8、9、10、11或12所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述加热托盘上设置有第二通孔，在所述基板或者所述加热托盘旋转时，保持所述射频源为打开状态，通过所述第二通孔向所述基板与所述加热托盘之间的间隙中通入非工艺气体。
24.如权利要求23所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述非工艺气体为氮气或惰性气体。25.如权利要求1、2、7、8、9、10、11或12所述的薄膜沉积装置，其特征在于，在所述基板旋转或者所述加热托盘旋转或者基板与加热托盘同步旋转时，保持所述射频源为打开状态，调节所述射频源的射频功率小于薄膜沉积工艺时的射频功率。26.如权利要求1、2、7、8、9、10、11或12所述的薄膜沉积装置，其特征在于，在所述基板旋转或者所述加热托盘旋转或者基板与加热托盘同步旋转之前，调整所述射频源为关闭状态，并对处理腔室进行净化处理。27.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，与所述气体供应组件连接，用于驱动所述气体供应组件旋转。28.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；旋转机构，与所述加热托盘连接，用于驱动所述加热托盘以过基板中心的轴线为旋转轴，带动基板同步旋转；其中在所述旋转机构驱动所述加热托盘带动基板同步转动时，所述射频源调整为关闭状态。29.一种薄膜沉积装置，其特征在于，包括：处理腔室，用于进行薄膜沉积；气体供应组件，设置于所述处理腔室顶壁，用于向所述处理腔室内部供应工艺气体；加热托盘，设置于所述气体供应组件下方，用于承载并加热基板；射频源，用于提供射频功率，激发所述处理腔室内部的工艺气体解离为等离子体气体，等离子体气体在所述基板上进行薄膜沉积；支撑件，用于支撑基板；升降机构，与所述支撑件连接，用于驱动所述支撑件沿竖直方向上升或下降...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，张山，王俊，张晓燕，贾社娜，沈辉，王坚，金京俊，李翰相，白晛祐，金在鹤，金泳律，
申请(专利权)人：盛美半导体设备韩国有限公司清芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：