一种改善双腔室薄膜沉积设备两腔膜厚差异的抽气陶瓷环的制作方法

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种改善双腔室薄膜沉积设备两腔膜厚差异的抽气陶瓷环。

背景技术：

绝缘薄膜沉积在半导体领域中是非常重要的一道工序，而原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)和等离子增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)等沉积装置都是在反应腔室形成等离子体来对载物台及所载物进行薄膜沉积。通常，这些沉积设备腔体都连接真空泵，在薄膜沉积构成中及完成后，通过真空泵进行抽气工作，这时反应腔室内的气体通过抽气陶瓷环上小孔被真空泵抽走，腔体达到所需压力。那么，针对双腔薄膜沉积设备，沉积厚膜时，往往存在两腔沉积的薄膜厚度不一致的情况，导致片间膜厚差异较大，在实际生产过程中是不允许的，因此，本领域人员急需解决厚膜沉积时存在的两腔膜厚差异较大的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种改善双腔室薄膜沉积设备两腔膜厚差异的抽气陶瓷环，通过增加抽气陶瓷环上抽气孔的孔径，增大抽气速率，使得两腔室中待处理晶片上的薄膜均匀沉积。

本发明是这样实现的，提供了一种改善双腔室薄膜沉积设备两腔膜厚差异的抽气陶瓷环，通过增大双腔室薄膜沉积设备中抽气陶瓷环的抽气孔孔径，提高气体抽走速率，从而避免抽气孔被薄膜堵塞。

进一步地，抽气陶瓷环的抽气孔直径增加1～8mm。

进一步地，抽气陶瓷环上的一圈抽气孔在抽气陶瓷环上均匀分布。

与现有技术相比，本发明的优点在于：相对于普通的双腔室薄膜沉积设备，本发明通过将抽气陶瓷环上抽气孔的孔径变大，增加了抽气速率，有效的改善了沉积设备两个腔室中的膜厚差异。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明抽气陶瓷环与承载台位置关系及结构示意图；

图2为在安装不同孔径抽气孔的抽气陶瓷环条件下，双腔室薄膜沉积设备中随着膜厚的增加，两腔膜厚的差异示意图(实心圆表示抽气孔孔径为5mm；空心圆表示抽气孔孔径为3mm)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明根据现有技术中双腔室薄膜沉积设备经常出现两个腔室相同条件下薄膜沉积厚度不同的问题，提供了一种改善双腔室薄膜沉积设备两腔膜厚差异的抽气陶瓷环，通过增大抽气陶瓷环抽气孔的孔径，来增加抽气的速率，从而简单有效的改善沉积设备两腔膜厚的差异。如图1所示，为承载台1和抽气陶瓷环2的位置关系及结构示意图，抽气陶瓷环2环绕在承载台1的上表面周围，上面设置有一圈抽气孔21，每个抽气孔21到抽气陶瓷环2下表面的垂直距离相等，相邻两个抽气孔21之间的弧度距离也相等。

实施例

本实施例采用等离子增强化学气相沉积双腔设备

选用孔径分别为3mm(普通抽气陶瓷环)和5mm的抽气陶瓷环进行双腔室薄膜沉积，抽气陶瓷环处于反应腔室上盖及承载台组合围成一个相对独立的孔间中，抽气陶瓷环外侧与抽气管路相连，在薄膜沉积完成后，通过真空泵进行抽气工作，这时反应腔室内的气体通过抽气陶瓷环上小孔被真空泵抽走，腔体达到所需压力。

双腔室薄膜沉积设备在薄膜沉积过程中，两个腔室的沉积厚度会产生差异(mismatch)，计算公式为：

两腔膜厚差异＝(A腔膜厚-B腔膜厚)/0.5(A腔膜厚+B腔膜厚)*100。即两腔膜厚的差/两腔膜厚的均值*100。

由图2可以看出，当使用普通孔径(3mm)抽气陶瓷环时，随着沉积膜厚的增加，两腔膜厚的差异是逐渐增大的。当换成大孔径(5mm)抽气陶瓷环时，随着沉积薄膜厚度的增加，两腔膜厚的差异基本是稳定的。计算结果可知，当沉积薄膜厚度为3um时，使用小孔径抽气陶瓷环两腔膜厚的差异为7.4％，而使用大孔径抽气陶瓷环两腔膜厚的差异为0.4％，由此可见，利用大孔径抽气孔的抽气陶瓷环对于双腔室薄膜沉积设备中两个腔室薄膜厚度的差异存在明显的改善，分析是由于大孔径的抽气陶瓷环比小孔径的抽气陶瓷环气体抽走的速率高，特别是当沉积薄膜较厚时，大孔径的抽气陶瓷环有效避免了薄膜堵塞在孔内及边缘，改善了两腔膜厚的差异。