半导体处理设备的制作方法

文档序号:11811096阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体处理设备,其可以用于进行原子层沉积和等离子增强化学气相沉积;所述半导体处理设备包括反应腔和射频发生器;所述反应腔包括腔体和设置在所述腔体内的气体分配装置和衬底托盘;所述衬底托盘与所述气体分配装置相对设置并限定反应空间,反应气体从所述气体分配装置输出到所述反应空间;所述射频发生器用于在所述反应空间形成等离子体;其特征在于:

当所述半导体处理设备进行原子层沉积时,第一反应气体和第二反应气体通过所述气体分配装置交替地通入到所述反应空间中,从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行原子层沉积处理;

当所述半导体处理设备进行等离子增强化学气相沉积时,一种或一种以上反应气体同时通过所述气体分配装置进入所述反应空间,所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体,从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行等离子增强化学气相沉积处理。

2.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:进行原子层沉积时,在通入第一反应气体和通入第二反应气体之间和在通入第二反应气体和通入第一反应气体之间还包括通入不与所述第一反应气体和第二反应气体反应的第三气体。

3.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:通入所述第一反应气体的时间长度为大于等于0.1秒,通入所述第二反应气体的时间长度为大于等于0.1秒。

4.如权利要求2所述的半导体处理设备,其特征在于:通入所述第三气体的时间长度为大于等于0.1秒。

5.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:所述气体分配装置包括面向所述衬底托盘的出气面,所述出气面包括至少一个第一出气口和至少一个第二出气口。

6.如权利要求5所述的半导体处理设备,其特征在于:进行原子层沉积时,所述第一反应气体和所述第二反应气体通过所述第一出气口和第二出气口输出到所述反应空间;进行等离子增强化学气相沉积时,所述反应气体也从所述第一出气口和第二出气口通入到所述反应空间。

7.如权利要求6所述的半导体处理设备,其特征在于:所述第一出气口包括窄缝、出气孔或在一个区域分布的多个窄缝或出气孔,所述第二出气口包括窄缝、出气孔或在一个区域分布的多个窄缝或出气孔,所述多个第一出气口和所述第二出气口在所述出气面相互间隔排列。

8.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:所述第一出气口包括一个出气孔,所述第二出气口包括一个出气孔。

9.如权利要求1~8中任一项所述的半导体处理设备,其特征在于:所述半导体处理设备还具有升降装置,可以改变衬底托盘与所述气体分配装置出气面的相对距离。

10.如权利要求9所述的半导体处理设备,其特征在于:进行原子层沉积时,所述衬底托盘到所述出气面的距离大于等于0.5mm,小于等于50mm。

11.如权利要求8所述的半导体处理设备,其特征在于:在进行等离子体增强化学气相沉积时,所述衬底托盘到所述出气面的距离大于等于5mm小于等于80mm。

12.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:所述半导体处理设备具有驱动装置,所述驱动装置驱动所述衬底托盘相对于气体分配装置转动。

13.所述如权利要求12所述的半导体处理设备,其特征在于:所述驱动装置驱动衬底托盘的转动速度范围为0-1000转。

14.如权利要求1~8中任一项所述的半导体处理设备,其特征在于:所述半导体处理设备进一步包括一个加热单元;进行原子层沉积时,所述加热单元将所述衬底托盘加热到大于等于50℃小于等于1000℃。

15.如权利要求14所述的半导体处理设备,其特征在于:在进行等离子体增强化学气相沉积时,所述加热单元将所述衬底托盘加热到大于等于200℃小于等于800℃。

16.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:进行原子层沉积时,所述第一反应气体为TMAI或TEAI与氢气或者氮气或者氩气的混合物,所述第二反应气体为H2O、O3和NH3中至少一种,或H2O、O3和NH3中至少一种与N2或者氩气或者氢气中至少一种的混合气体。

17.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:进行等离子体增强化学气相沉积时,所述反应气体包括两种气体,其中一种包括SiH4,SiHCl4 和SiH2Cl2中的一种或者SiH4,SiHCl4和SiH2Cl2中的一种与氮气或者氩气的混合气体,另一种包括氨气、N2O和O2中的一种或者氨气、N2O和O2中的一种与氮气或者氩气的混合气体。

18.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:所述待处理衬底为单晶硅、多晶硅、非晶硅、玻璃、氮化镓或蓝宝石中的一种。

19.如权利要求1所述的半导体处理设备,其特征在于:所述半导体处理设备还可以用于进行在位衬底表面处理,所述半导体处理设备进一步包括一衬底偏压装置,所述衬底偏压装置作用于所述衬底托盘上,在衬底托盘上形成负的电压;当所述半导体处理设备进行在位衬底表面处理时,衬底偏压装置使所述衬底托盘产生负电压,反应气体通过所述气体分配装置进入所述反应空间,所述射频发生器在所述反应空间形成等离子体,从而对支撑在衬底托盘上的衬底进行在位表面处理。

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