抽氣環及沉積設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種抽氣環及沉積設備，所述抽氣環包括圓形的環體及設置在環體上的多個抽氣孔，抽氣環包括快速抽氣區域和慢速抽氣區域，慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于快速抽氣區域的抽氣孔的密度。由于慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于快速抽氣區域的抽氣孔的密度，能夠改變抽氣時氣體的分布情況，使氣體能夠均勻的分布在晶圓的表面。在提出的沉積設備中，將快速抽氣區域設置于抽氣口正對處，因此在進行抽氣時，能夠起到平衡氣體抽走速率的作用，改善氣體在晶圓表面的分布情況，使晶圓沉積的薄膜均勻性保持良好。
【專利說明】抽氣環及沉積設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體制造領域，尤其涉及一種抽氣環及沉積設備。
【背景技術】
[0002]半導體器件在制造過程中，需要在晶圓上形成不同的薄膜，例如絕緣薄膜(Dielectric film)和金屬薄膜(Metal film),以形成最終的半導體器件。
[0003]在半導體領域，通常形成薄膜的方式有多種，主要包括原子層沉積(Atomic LayerDeposit1n, ALD)和化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)。無論上述哪種方式，在形成薄膜時，均是先將晶圓放置在沉積設備的反應腔室內的加熱器上，再對晶圓的表面進行薄膜沉積。通常，沉積設備還包括一抽氣泵，用于抽空反應腔室內的殘留氣體以及反應產生的副產物。反應腔室一側設有抽氣口(Pumping port)，抽氣泵是通過管路與反應腔室的抽氣口相連通，抽氣泵能夠通過設在反應腔室一側的抽氣口將反應腔室內的氣體抽空。
[0004]在晶圓薄膜沉積時或薄膜沉積完畢后，抽氣泵會開始進行抽氣工作。此時打開抽氣口，反應腔室內的氣體從抽氣口被抽氣泵抽走。由于在進行薄膜沉積時，反應腔室內的氣體在晶圓表面均勻分布，因而形成的薄膜厚度的均勻性一致，然而，打開抽氣口時會使反應腔室內靠近抽氣口處的氣體迅速被抽走，因此，靠近抽氣口處的區域也成為快速抽氣區域，反應腔室的其他區域稱之為慢速抽氣區域。由于快速抽氣區域的氣體被迅速抽走，慢速抽氣區域還未被抽空，因此導致慢速抽氣區域還會繼續沉積形成薄膜，而快速抽氣區域卻無法形成薄膜，這就使形成在晶圓表面的薄膜均勻性變差。
[0005]在進入28nm節點之后，薄膜均勻性已成為影響半導體器件良率的重要因素之一。上述原因造成的薄膜均勻性差將直接影響半導體器件的良率，因此，本領域人員急需解決抽氣造成沉積的薄膜均勻性差的問題。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種抽氣環及沉積設備，用于改善抽氣時反應腔室內氣體在晶圓表面的分別均勻性，進而形成均勻性良好的薄膜。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型提出了一種抽氣環，包括圓形的環體及設置在所述環體上的多個抽氣孔，所述環體包括快速抽氣區域和慢速抽氣區域，所述快速抽氣區域與一反應腔室的抽氣口的位置相對應，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于所述快速抽氣區域的抽氣孔的密度。
[0008]可選的，在所述的抽氣環中，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是3mm?8mm ο
[0009]可選的，在所述的抽氣環中，所述快速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是7mm?12mm。
[0010]可選的，在所述的抽氣環中，所述快速抽氣區域和慢速抽氣區域的抽氣孔的直徑范圍是2mm?4mmη
[0011]本實用新型還提出了一種沉積設備，包括一側設有抽氣口的反應腔室及設于所述反應腔室內的抽氣環，所述抽氣環包括快速抽氣區域和慢速抽氣區域，所述快速抽氣區域與一反應腔室的抽氣口的位置相對應，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于所述快速抽氣區域的抽氣孔的密度。
[0012]可選的，在所述的沉積設備中，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是3mm?8mm η
[0013]可選的，在所述的沉積設備中，所述快速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是7mm?12mm。
[0014]可選的，在所述的沉積設備中，所述快速抽氣區域和慢速抽氣區域的抽氣孔的直徑范圍是2mm?4mm η
[0015]可選的，在所述的沉積設備中，還包括設于所述反應腔室內的加熱器，所述抽氣環圍繞所述加熱器。
[0016]可選的，在所述的沉積設備中，所述快速抽氣區域與所述抽氣口的大小一致。
[0017]與現有技術相比，本實用新型的有益效果主要體現在:抽氣環包括慢速抽氣區域和快速抽氣區域，由于慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于快速抽氣區域的抽氣孔的密度，能夠改變抽氣時氣體的分布情況，使氣體能夠均勻的分布在晶圓的表面。在提出的沉積設備中，將快速抽氣區域設置于抽氣口正對處，因此在進行抽氣時，能夠起到平衡氣體抽走速率的作用，改善氣體在晶圓表面的分布情況，使晶圓沉積的薄膜均勻性保持良好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一實施例中抽氣環的立體結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型一實施例中抽氣環的主視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合示意圖對本實用新型的抽氣環及沉積設備進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本實用新型，而仍然實現本實用新型的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0021]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須做出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。
[0022]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實用新型。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0023]請參考圖1和圖2，在本實施例中提出了一種抽氣環，包括圓形的環體10及設置在所述環體10上的多個抽氣孔11，所述抽氣環包括慢速抽氣區域和快速抽氣區域20，所述快速抽氣區域20與一反應腔室的抽氣口的位置相對應，所述慢速抽氣區域的抽氣孔11的密度大于所述快速抽氣區域20的抽氣孔11的密度，即所述慢速抽氣區域的抽氣孔11之間的第一間距LI小于所述快速抽氣區域20的抽氣孔之間的第二間距L2。
[0024]在本實施例中，慢速抽氣區域內的抽氣孔11的直徑相同且均勻排列，即，慢速抽氣區域內的抽氣孔11的直徑和第一間距LI是相同的，這樣比較有利于保證同一區域內的抽氣均勻；同樣，快速抽氣區域20內的抽氣孔11直徑相同且均勻排列，即，快速抽氣區域20內的抽氣孔11的直徑和第二間距L2是相同的。并且，快速抽氣區域20內的抽氣孔11的直徑與慢速抽氣區域內的抽氣孔11的直徑相同。具體的，所述第一間距LI范圍是3_?8mm,例如是5mm。所述第二間距L2范圍是7mm?12mm,例如是10mm。所述抽氣孔11的直徑范圍是2mm?4mm,例如是3mm。
[0025]將所述抽氣環除快速抽氣區域20之外的部分定義為慢速抽氣區域，所述慢速抽氣區域由于設置的抽氣孔11第一間距LI小，即設置較為密集的抽氣孔11，有利于快速排出位于反應腔室與慢速抽氣區域接近的氣體。由于快速抽氣區域20的抽氣孔11的第二間距L2較大，即設置較為疏松的抽氣孔11，因此快速抽氣區域11的抽氣速率較慢速抽氣區域的抽氣速率低，，起到平衡的作用，從而能夠改善反應腔室內部氣體在進行抽氣時的分布情況。
[0026]在本實施例的另一方面，還提出了一種沉積設備，包括一側設有抽氣口的反應腔室及設于所述反應腔室內的抽氣環，所述抽氣環包括慢速抽氣區域和快速抽氣區域20，所述慢速抽氣區域的抽氣孔之間的第一間距LI小于所述快速抽氣區域20的抽氣孔之間的第二間距L2，所述快速抽氣區域20與所述抽氣口的位置相對。
[0027]其中，沉積設備還包括設于所述反應腔室內的加熱器，所述抽氣環圍繞所述加熱器。所述快速抽氣區域20與所述抽氣口的大小一致。晶圓在進行反應時會放在所述加熱器的表面，因此所述抽氣環也會圍繞所述晶圓。
[0028]將所述快速抽氣區域20與所述抽氣口相對設置是為了防止氣體大量堆積在所述抽氣口處的晶圓表面，由于整個反應腔室內只能夠通過一個抽氣口進行抽氣，因此會造成此處的氣體聚集，在晶圓外圍設有抽氣環，一方面抽氣環能夠擋住部分氣體，另一方面設置在抽氣環上的抽氣孔能夠控制晶圓表面氣體的分布情況。快速抽氣區域20靠近抽氣較快的抽氣口，而慢速抽氣區域遠離抽氣口，從而能夠平衡晶圓表面全部氣體的抽氣速率，在進行抽氣處理時，使氣體均勻分布在晶圓的表面，從而確保沉積在晶圓表面的薄膜均勻性更好。
[0029]綜上，在本實用新型實施例提供的抽氣環及沉積設備中，抽氣環包括慢速抽氣區域和快速抽氣區域，由于慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于快速抽氣區域的抽氣孔的密度，能夠改變抽氣時氣體的分布情況，使氣體能夠均勻的分布在晶圓的表面。在提出的沉積設備中，將快速抽氣區域設置于抽氣口正對處，因此在進行抽氣時，能夠起到平衡氣體抽走速率的作用，改善氣體在晶圓表面的分布情況，使晶圓沉積的薄膜均勻性保持良好。
[0030]上述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不對本實用新型起到任何限制作用。任何所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本實用新型的技術方案的范圍內，對本實用新型揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本實用新型的技術方案的內容，仍屬于本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種抽氣環，其特征在于，包括圓形的環體及設置在所述環體上的多個抽氣孔，所述環體包括快速抽氣區域和慢速抽氣區域，所述快速抽氣區域與一反應腔室的抽氣口的位置相對應，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于所述快速抽氣區域的抽氣孔的密度。
2.如權利要求1所述的抽氣環，其特征在于，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是 3mm ?8mm η
3.如權利要求1所述的抽氣環，其特征在于，所述快速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是 7mm ?12mm。
4.如權利要求1至3中任一項所述的抽氣環，其特征在于，所述快速抽氣區域和慢速抽氣區域的抽氣孔的直徑范圍是2mm?4mm。
5.一種沉積設備，其特征在于，包括一側設有抽氣口的反應腔室及設于所述反應腔室內的抽氣環，所述抽氣環包括快速抽氣區域和慢速抽氣區域，所述快速抽氣區域與一反應腔室的抽氣口的位置相對應，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的密度大于所述快速抽氣區域的抽氣孔的密度。
6.如權利要求5所述的沉積設備，其特征在于，所述慢速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是3_?8_。
7.如權利要求5所述的沉積設備，其特征在于，所述快速抽氣區域的抽氣孔的間距范圍是7mm?12mm。
8.如權利要求5至7中任一項所述的沉積設備，其特征在于，所述快速抽氣區域和慢速抽氣區域的抽氣孔的直徑范圍是2mm?4_。
9.如權利要求5所述的沉積設備，其特征在于，還包括設于所述反應腔室內的加熱器，所述抽氣環圍繞所述加熱器。
10.如權利要求5所述的沉積設備，其特征在于，所述快速抽氣區域與所述抽氣口的大小一致。
【文檔編號】C23C16/44GK204080101SQ201420454466
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】徐建華 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司