【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體薄膜沉積，進一步地涉及一種硅片托舉環、薄膜沉積設備及薄膜沉積方法。
技術介紹
1、薄膜制備工藝在超大規模集成電路技術中有著非常廣泛的應用，按照其成膜方法可分為兩大類：物理氣相沉積pvd(physical?vapor?deposition)和化學氣相沉積cvd(chemical?vapor?deposition)。等離子增強型化學氣相沉積pecvd(plasma?enhancedchemical?vapor?deposition)是化學氣相沉積的一種，其最突出的優點是沉積溫度低。pecvd沉積的薄膜具有優良的電學性能、良好的襯底附著性以及極佳的臺階覆蓋性，正由于這些優點使其在超大規模集成電路、光電器件等領域具有廣泛的應用。
2、薄膜沉積設備在半導體芯片生產過程中用來沉積各種介質層、金屬層等。硅片通過真空機械手臂(vacuum?robot)搬入腔體(chamber)內，且放置在腔體內的加熱臺(heater)上，之后反應氣體通過位于加熱臺正上方的噴淋頭(shower?head)進入腔體，反應氣體在射頻作用下形成等離子體(plasma)，等離子體遷移至硅片表面進行反應，形成硅化物薄膜。
3、硅片表面薄膜沉積過程中，薄膜厚度的均勻性是考量機臺性能的關鍵因素。其中噴淋頭與加熱臺的距離、噴淋頭的出氣口分布、加熱臺的溫度均勻性、抽氣泵(pump)的抽氣口位置都會對薄膜的均勻性產生影響。以上影響因素屬于機臺構造造成的硬件影響，會使硅片的固定位置產生固定的厚度差異，例如薄膜厚度的偏單邊問題。
5、在申請號為201710086741.x，專利名稱為“薄膜沉積方法”的中國專利中，公開了一種基片薄膜沉積方法，該方法首先通過在薄膜沉積腔室內完成基片第一厚度薄膜沉積，再使用機械手將基片從薄膜沉積腔室取出后旋轉180°后，重新放入薄膜沉積腔室進行第二厚度薄膜沉積，借助多次重復以上步驟，可改變基片周向上的各個區域所處的不同的工藝環境，以補償基片周向上的各個區域沉積的薄膜厚度差，從而能夠提高薄膜的厚度均勻性。但該專利方案將基片反復在薄膜沉積腔室內外移動，無疑增加了硅片薄膜沉積工藝周期，影響生產效率。
6、而在申請號為201580013445.6，專利名稱為“在半導體腔室中的晶片旋轉”的中國專利中，公開了一種用于處理基板的設備，該設備在薄膜沉積腔室內配置有旋轉機構和邊緣環，邊緣環位于硅片與加熱臺之間且與硅片底部邊緣接觸。邊緣環可選擇地與旋轉機構傳動連接，以在硅片完成一次薄膜沉積后，邊緣環可旋轉硅片角度進行第二次薄膜沉積。即該專利方案通過采用邊緣環可在薄膜沉積腔室內完成硅片的旋轉，從而避免了硅片薄膜沉積周期的延長，保證生產效率。
7、在后一專利方案中，雖然在薄膜沉積腔室內可通過邊緣環完成硅片旋轉，但由于邊緣環內徑需小于硅片直徑，且邊緣環始終介于硅片和加熱臺之間，導致硅片接觸的加熱臺直徑小于硅片直徑，不能實現熱量完全覆蓋整個硅片的效果，硅片邊緣因不接觸加熱臺，溫度會低于硅片中心，從而對硅片表面薄膜沉積厚度的均勻性再次產生影響。
8、因此，在硅片薄膜沉積工藝中，如何既可以提高生產效率，又能夠保障硅片薄膜沉積厚度的均勻性，是本領域技術人員渴望解決的技術難題。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術的目的在于提高硅片薄膜沉積工藝效率，保障硅片薄膜沉積厚度的均勻性。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種硅片托舉環，所述硅片托舉環可裝設于薄膜沉積腔室內，所述薄膜沉積腔室內設有用于承載硅片進行薄膜沉積的加熱臺，所述硅片托舉環具有可伸縮內徑；在薄膜沉積期間，所述硅片托舉環被配置為：所述可伸縮內徑擴張至大于硅片直徑和加熱臺直徑的第一內徑，并不接觸所述硅片和所述加熱臺；在托舉硅片期間，所述硅片托舉環被配置為：所述第一內徑收縮至小于所述硅片直徑的第二內徑，并被移動至所述硅片的底部，以托舉所述硅片。
3、本專利技術還提供了一種薄膜沉積設備，包括上述硅片托舉環，還包括：薄膜沉積腔室，用于容納硅片；加熱臺，位于所述薄膜沉積腔室內；噴淋頭，位于所述加熱臺上方，用于向所述薄膜沉積腔室內輸入反應氣體；若干支撐柱，用于支撐所述硅片。
4、本專利技術還提供了一種薄膜沉積方法，包括：
5、步驟s10：所述加熱臺可升降地位于所述硅片托舉環下方，所述支撐柱貫穿加熱臺且上升至高于所述硅片托舉環，機械手將硅片移動至所述薄膜沉積腔室內，并使所述硅片由所述支撐柱支撐；
6、步驟s11：所述支撐柱高度不變，所述加熱臺上升，以使所述硅片放置在所述加熱臺上；
7、步驟s12：通過所述噴淋頭輸入反應氣體，實施一次薄膜沉積；
8、步驟s13：控制所述支撐柱與所述硅片保持高度不變，所述加熱臺下降至低于所述硅片托舉環；
9、步驟s14：控制所述硅片托舉環的可伸縮內徑減小至小于所述硅片直徑的第二內徑；
10、步驟s15：控制所述支撐柱帶動所述硅片下降，直至所述硅片由所述硅片托舉環承載，所述支撐柱與所述硅片分離；
11、步驟s16：所述加熱臺靜止不動，所述硅片托舉環帶動所述硅片旋轉至預設角度；或者，承載有所述硅片的所述硅片托舉環靜止不動，所述加熱臺旋轉至預設角度；
12、步驟s17：控制所述支撐柱上升，直至將所述硅片從所述硅片托舉環上頂起；
13、步驟s18：控制所述硅片托舉環的可伸縮內徑擴張至大于所述硅片直徑和所述加熱臺直徑的第一內徑；
14、步驟s19：控制所述支撐柱與所述硅片保持高度不變，所述加熱臺上升，直至所述硅片放置在所述加熱臺上以實施下一次薄膜沉積。
15、在一個實施例中，該薄膜沉積方法，包括：
16、步驟s20：所述硅片托舉環可升降地位于所述加熱臺下方，所述支撐柱貫穿所述加熱臺且上升至高于所述加熱臺，機械手將硅片移動至所述薄膜沉積腔室內，并使所述硅片由所述支撐柱支撐；
17、步驟s21：所述加熱臺高度不變，所述支撐柱下降，以使所述硅片放置在所述加熱臺上，或者，所述支撐柱高度不變，所述加熱臺上升，以使所述硅片放置在所述加熱臺上；
18、步驟s22：通過所述噴淋頭輸入反應氣體，實施一次薄膜沉積；
19、步驟s23：控制所述支撐柱帶動所述硅片上升，所述硅片托舉環上升至所述硅片和所述加熱臺之間，或者，所述支撐柱支撐所述硅片，所述加熱臺下降，所述硅片托舉環上升至所述硅片和所述加熱臺之間；
20、步驟s24：控制所述硅片托舉環的可伸縮內徑減小至小于所述硅片直徑的第二內徑；
21、步驟s25：控制所述支撐柱帶動所述硅片下降，直至所述硅片由所述硅片托舉環承載，所述支撐柱與所述硅片分離，或者，所述硅片托舉環上升直至托舉所述硅片并帶動所述硅片繼續本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種硅片托舉環，所述硅片托舉環可裝設于薄膜沉積腔室內，所述薄膜沉積腔室內設有用于承載硅片進行薄膜沉積的加熱臺，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的硅片托舉環，其特征在于，包括：
3.根據權利要求2所述的硅片托舉環，其特征在于，
4.根據權利要求2所述的硅片托舉環，其特征在于，
5.根據權利要求2-4任一所述的硅片托舉環，其特征在于，
6.一種薄膜沉積設備，其特征在于，包括權利要求1-5任一所述硅片托舉環，還包括：
7.根據權利要求6所述的薄膜沉積設備，其特征在于，
8.一種薄膜沉積方法，其特征在于，適用于權利要求6或7所述的薄膜沉積設備，包括：
9.一種薄膜沉積方法，其特征在于，適用于權利要求6或7所述的薄膜沉積設備，包括：
10.一種薄膜沉積方法，其特征在于，適用于權利要求6或7所述的薄膜沉積設備，包括：
【技術特征摘要】
1.一種硅片托舉環，所述硅片托舉環可裝設于薄膜沉積腔室內，所述薄膜沉積腔室內設有用于承載硅片進行薄膜沉積的加熱臺，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的硅片托舉環，其特征在于，包括：
3.根據權利要求2所述的硅片托舉環，其特征在于，
4.根據權利要求2所述的硅片托舉環，其特征在于，
5.根據權利要求2-4任一所述的硅片托舉環，其特征在于，
6.一種薄膜沉...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張山，金京俊，王暉，謝素蘭，陳宇，
申請(專利權)人：盛美半導體設備上海股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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