【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及等离子体增强化学气相沉积设备以及沉积方法。
技术介绍
1、在半导体制造过程中，需要使用等离子增强化学气相沉积(pecvd)设备沉积形成导电层或绝缘层薄膜，从而能发挥阻挡污染物及杂质渗透、提高吸光率、阻挡刻蚀等重要作用。由于芯片的线宽越来越窄、结构越来越复杂，薄膜性能参数精细化要求也随之提高，如先进制程的前段工艺对薄膜均匀性、颗粒数量控制的要求逐步提高。
2、现有技术中的pecvd设备射频电源通常在喷淋头一侧而非中心位置馈入，使得在喷淋头与晶圆之间的等离子体场分布不均匀，从而影响在圆形晶圆上的薄膜沉积速度的均匀性。
3、因此，如何提供一种等离子体增强化学气相沉积设备以及方法，以改善等离子体分布均匀性以及成膜均匀性，已成为业内亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种等离子增强化学气相沉积设备，其包括反应腔、反应腔盖、射频屏蔽罩、气体缓冲腔、晶圆基台、射频发生器以及射频匹配器，所述晶圆基台设置在所述反应腔中，所述反应腔、反应腔盖、气体缓冲腔以及射频屏蔽罩由下至上依次层叠设置，所述气体缓冲腔包括上下设置的顶盖、喷淋头以及形成在两者之间的缓冲腔，所述射频屏蔽罩底部覆盖所述气体缓冲腔且其顶部设置与所述射频发生器电性连接的射频匹配器，所述等离子增强化学气相沉积设备还包括射频馈入棒以及连接在所述气体缓冲腔中部的输入模块，所述射频馈入棒一端与所述射频匹配器电性连接，另一端从所述射频屏蔽罩中部穿过
2、在一实施例中，所述射频馈入棒、输入模块、气体缓冲腔以及晶圆基台自上而下同轴设置且各自均为中心对称结构。
3、在一实施例中，所述射频馈入棒为铜棒。
4、在一实施例中，所述输入模块包括顶部凹槽以及气道，所述顶部凹槽设置在所述输入模块的顶部中央且与所述射频馈入棒相匹配，所述射频馈入棒设置在所述顶部凹槽中，所述气道穿过所述输入模块用于将沉积反应气体送入所述气体缓冲腔中。
5、在一实施例中，所述气体缓冲腔与所述反应腔盖之间设置有绝缘环。
6、在一实施例中，所述射频匹配器包括接地的壳体，所述反应腔以及反应腔盖通过射频屏蔽罩与所述壳体相接触而接地，所述晶圆基台通过其伸缩杆外侧的波纹管与所述反应腔接触而接地。
7、本专利技术还提供一种等离子增强化学气相沉积方法，所述方法包括以下步骤：
8、步骤一、提供包括反应腔、反应腔盖、射频屏蔽罩、气体缓冲腔、晶圆基台、射频发生器、射频匹配器、射频馈入棒以及输入模块的等离子增强化学气相沉积设备，所述气体缓冲腔包括上下设置的顶盖、喷淋头以及形成在两者之间的缓冲腔；
9、步骤二、将所述晶圆基台设置在所述反应腔中，将所述反应腔盖设置在反应腔上，将所述气体缓冲腔设置在所述反应腔盖上且将所述输入模块连接在所述气体缓冲腔中部，将所述射频屏蔽罩设置在所述反应腔盖上且使所述射频屏蔽罩底部覆盖所述气体缓冲腔且其顶部设置与所述射频发生器电性连接的射频匹配器；
10、步骤三、将所述射频馈入棒一端与所述射频匹配器电性连接，另一端从所述射频屏蔽罩中部穿过而与所述输入模块电性连接；
11、步骤四、由所述射频匹配器将射频电流通过所述射频馈入棒、输入模块以及顶盖馈入到作为射频上电极的所述喷淋头，在所述喷淋头与晶圆基台之间形成中心对称分布的等离子体，由所述输入模块将反应气体输送至所述缓冲腔并经缓冲处理后输送至所述反应腔，从而在由所述晶圆基台承载的晶圆上沉积薄膜，并通过所述晶圆基台、反应腔、以及接地的所述射频屏蔽罩形成射频电流回路。
12、在一实施例中，步骤一中提供的所述射频馈入棒为铜棒。
13、在一实施例中，步骤三还包括将均为中心对称结构的所述射频馈入棒、输入模块、气体缓冲腔以及晶圆基台自上而下同轴设置。
14、在一实施例中，步骤一中所提供的输入模块包括顶部凹槽以及气道，所述顶部凹槽设置在所述输入模块的顶部中央且与所述射频馈入棒相匹配，所述气道穿过所述输入模块；步骤二中将所述输入模块连接在所述气体缓冲腔中部包括将所述输入模块连接在所述气体缓冲腔中部且使输入模块的所述气道与所述气体缓冲腔联通以将沉积反应气体送入所述气体缓冲腔中，步骤三中将所述射频馈入棒的另一端与所述输入模块电性连接包括将所述射频馈入棒的另一端设置在所述顶部凹槽中。
15、在一实施例中，步骤二将所述气体缓冲腔设置在所述反应腔盖上包括将绝缘环设置在所述反应腔盖上并且将所述气体缓冲腔的喷淋头设置在所述绝缘环上。
16、在一实施例中，步骤一中提供的所述射频匹配器包括接地的壳体，所述反应腔以及反应腔盖通过射频屏蔽罩与所述壳体相接触而接地，所述晶圆基台通过其伸缩杆外侧的波纹管与所述反应腔接触而接地。
17、与现有技术中相比，本专利技术的等离子增强化学气相沉积设备还包括射频馈入棒以及连接在所述气体缓冲腔中部的输入模块，所述射频馈入棒一端与所述射频匹配器电性连接，另一端从所述射频屏蔽罩中部穿过而与所述输入模块电性连接，所述射频匹配器将射频电流通过所述射频馈入棒、输入模块以及顶盖馈入到作为射频上电极的所述喷淋头，在所述喷淋头与晶圆基台之间形成中心对称分布的等离子体，然后通过所述晶圆基台、反应腔、以及接地的所述射频屏蔽罩形成射频电流回路。本专利技术能改善等离子体分布均匀性以及成膜均匀性。
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1.一种等离子增强化学气相沉积设备，其包括反应腔、反应腔盖、射频屏蔽罩、气体缓冲腔、晶圆基台、射频发生器以及射频匹配器，所述晶圆基台设置在所述反应腔中，所述反应腔、反应腔盖、气体缓冲腔以及射频屏蔽罩由下至上依次层叠设置，所述气体缓冲腔包括上下设置的顶盖、喷淋头以及形成在两者之间的缓冲腔，所述射频屏蔽罩底部覆盖所述气体缓冲腔且其顶部设置与所述射频发生器电性连接的射频匹配器，其特征在于，所述等离子增强化学气相沉积设备还包括射频馈入棒以及连接在所述气体缓冲腔中部的输入模块，所述射频馈入棒一端与所述射频匹配器电性连接，另一端从所述射频屏蔽罩中部穿过而与所述输入模块电性连接，所述射频匹配器将射频电流通过所述射频馈入棒、输入模块以及顶盖馈入到作为射频上电极的所述喷淋头，在所述喷淋头与晶圆基台之间形成中心对称分布的等离子体，然后通过所述晶圆基台、反应腔、以及接地的所述射频屏蔽罩形成射频电流回路。
2.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述射频馈入棒、输入模块、气体缓冲腔以及晶圆基台自上而下同轴设置且各自均为中心对称结构。
3.根据权利要求1所述
4.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述气体缓冲腔与所述反应腔盖之间设置有绝缘环，所述射频馈入棒为铜棒。
5.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述射频匹配器包括接地的壳体，所述反应腔以及反应腔盖通过射频屏蔽罩与所述壳体相接触而接地，所述晶圆基台通过其伸缩杆外侧的波纹管与所述反应腔接触而接地。
6.一种等离子增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的等离子增强化学气相沉积方法，其特征在于，步骤三还包括将均为中心对称结构的所述射频馈入棒、输入模块、气体缓冲腔以及晶圆基台自上而下同轴设置。
8.根据权利要求6所述的等离子增强化学气相沉积方法，其特征在于，步骤一中所提供的输入模块包括顶部凹槽以及气道，所述顶部凹槽设置在所述输入模块的顶部中央且与所述射频馈入棒相匹配，所述气道穿过所述输入模块；步骤二中将所述输入模块连接在所述气体缓冲腔中部包括将所述输入模块连接在所述气体缓冲腔中部且使输入模块的所述气道与所述气体缓冲腔联通以将沉积反应气体送入所述气体缓冲腔中，步骤三中将所述射频馈入棒的另一端与所述输入模块电性连接包括将所述射频馈入棒的另一端设置在所述顶部凹槽中。
9.根据权利要求6所述的等离子增强化学气相沉积方法，其特征在于，步骤二将所述气体缓冲腔设置在所述反应腔盖上包括将绝缘环设置在所述反应腔盖上并且将所述气体缓冲腔的喷淋头设置在所述绝缘环上，步骤一中提供的所述射频馈入棒为铜棒。
10.根据权利要求6所述的等离子增强化学气相沉积方法，其特征在于，步骤一中提供的所述射频匹配器包括接地的壳体，所述反应腔以及反应腔盖通过射频屏蔽罩与所述壳体相接触而接地，所述晶圆基台通过其伸缩杆外侧的波纹管与所述反应腔接触而接地。
...【技术特征摘要】
1.一种等离子增强化学气相沉积设备，其包括反应腔、反应腔盖、射频屏蔽罩、气体缓冲腔、晶圆基台、射频发生器以及射频匹配器，所述晶圆基台设置在所述反应腔中，所述反应腔、反应腔盖、气体缓冲腔以及射频屏蔽罩由下至上依次层叠设置，所述气体缓冲腔包括上下设置的顶盖、喷淋头以及形成在两者之间的缓冲腔，所述射频屏蔽罩底部覆盖所述气体缓冲腔且其顶部设置与所述射频发生器电性连接的射频匹配器，其特征在于，所述等离子增强化学气相沉积设备还包括射频馈入棒以及连接在所述气体缓冲腔中部的输入模块，所述射频馈入棒一端与所述射频匹配器电性连接，另一端从所述射频屏蔽罩中部穿过而与所述输入模块电性连接，所述射频匹配器将射频电流通过所述射频馈入棒、输入模块以及顶盖馈入到作为射频上电极的所述喷淋头，在所述喷淋头与晶圆基台之间形成中心对称分布的等离子体，然后通过所述晶圆基台、反应腔、以及接地的所述射频屏蔽罩形成射频电流回路。
2.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述射频馈入棒、输入模块、气体缓冲腔以及晶圆基台自上而下同轴设置且各自均为中心对称结构。
3.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述输入模块包括顶部凹槽以及气道，所述顶部凹槽设置在所述输入模块的顶部中央且与所述射频馈入棒相匹配，所述射频馈入棒设置在所述顶部凹槽中，所述气道穿过所述输入模块用于将沉积反应气体送入所述气体缓冲腔中。
4.根据权利要求1所述的等离子增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述气体缓冲腔与所述反应腔盖之间设置有绝缘环，所述射频馈入棒为铜棒。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈有生，张印奇，刘传生，董家伟，
申请(专利权)人：理想万里晖半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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