一种双腔式晶圆沉积装置及其沉积方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言，涉及一种双腔式晶圆沉积装置及其沉积方法。

背景技术：

1、目前，在半导体生产过程中，需要对晶圆进行沉积，其不仅能够在晶圆表面形成薄膜材料、填充电介质、改变电学特性等方面提供支持，还能够提高晶圆表面的质量，从而提升产品的性能和寿命。现在的晶圆沉积一般都是单腔沉积，即每次只能对一个晶圆进行沉积，沉积效率低，经济效益差，并且在沉积过程中容易形成难以接受的温度梯度，导致沉积腔内温度分布不均，影响沉积效果和产品质量。

2、有鉴于此，设计出一种沉积效率高，沉积效果好的双腔式晶圆沉积装置及其沉积方法特别是在半导体生产中显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双腔式晶圆沉积装置，能够同时对两个晶圆进行沉积，沉积效率高，经济效益好，并且能够避免不可接受的温度梯度的形成，保证沉积空腔温度的均匀性，提高沉积效果，提升产品质量。

2、本发明的另一目的在于提供一种双腔式晶圆沉积装置的沉积方法，能够同时对两个晶圆进行沉积，沉积效率高，经济效益好，并且能够避免不可接受的温度梯度的形成，保证沉积空腔温度的均匀性，提高沉积效果，提升产品质量。

3、本发明是采用以下的技术方案来实现的。

4、一种双腔式晶圆沉积装置，包括沉积台、盖板和两个加热平台，沉积台间隔设置有两个沉积空腔，盖板盖设于沉积台上，以同时封闭两个沉积空腔，盖板开设有两个进气口，每个进气口与一个沉积空腔连通，进气口用于供反应气体通入沉积空腔，两个加热平台均与沉积台连接，每个加热平台设置于一个沉积空腔内，加热平台用于承载晶圆并对其进行加热；沉积空腔相对设置有第一侧壁和第二侧壁，加热平台间隔设置于第一侧壁和第二侧壁之间，加热平台与第一侧壁之间形成第一空隙，加热平台与第二侧壁之间形成第二空隙，两个沉积空腔中的两个第二侧壁均设置于两个沉积空腔中的两个第一侧壁之间；第一侧壁上依次设置有第一保温涂层和第一漫反射涂层，第一漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至第一侧壁的第一热辐射的波长，第一漫反射涂层用于对第一热辐射进行漫反射，以补偿第一空隙的温度，第一保温涂层用于隔绝外界环境温度；第二侧壁上设置有第二漫反射涂层，第二漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至第二侧壁的第二热辐射的波长，第二漫反射涂层用于对第二热辐射进行漫反射，以补偿第二空隙的温度。

5、可选地，加热平台呈圆台状，沉积空腔呈圆形，第一侧壁和第二侧壁均呈半圆形，加热平台与沉积空腔同轴设置。

6、可选地，沉积台呈矩形体状，两个沉积空腔在沉积台的长度方向上间隔设置，第一侧壁和第二侧壁的分界线垂直于沉积台的长度方向设置，第一侧壁在其延伸方向上与沉积台的外壁之间的间距先增大再减小后增大再减小，第二侧壁在其延伸方向上与沉积台的外壁之间的间距先增大后减小。

7、可选地，第一漫反射涂层的表面粗糙度在第一侧壁的延伸方向上先减小再增大后减小再增大，第二漫反射涂层的表面粗糙度在第二侧壁的延伸方向上先减小后增大。

8、可选地，沉积空腔还设置有底壁，底壁上依次设置有第二保温涂层和第三漫反射涂层，第三漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至底壁的第三热辐射的波长，第三漫反射涂层用于对第三热辐射进行漫反射，第二保温涂层用于隔绝外界环境温度。

9、可选地，盖板上依次设置有第三保温涂层和第四漫反射涂层，第四漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至盖板的第四热辐射的波长，第四漫反射涂层用于对第四热辐射进行漫反射，第三保温涂层用于隔绝外界环境温度。

10、可选地，双腔式晶圆沉积装置还包括两组温度传感器，每组中的多个温度传感器呈环形阵列地设置于一个沉积空腔外，以实现对沉积空腔的分区温度检测。

11、可选地，加热平台包括多个加热部，每个加热部的位置与一个温度传感器的位置相对应，加热部用于根据与其相对应的温度传感器检测得到的实时温度对加热功率进行调节，以使实时温度等于预设温度。

12、可选地，双腔式晶圆沉积装置还包括两个支撑架，两个支撑架间隔设置，且均与沉积台连接，每个支撑架伸入一个沉积空腔设置，且与一个加热平台连接。

13、一种双腔式晶圆沉积装置的沉积方法，应用于上述的双腔式晶圆沉积装置，该双腔式晶圆沉积装置的沉积方法包括：分别将两个晶圆运送至两个沉积空腔内的两个加热平台上；将盖板盖设于沉积台上，以封闭两个沉积空腔；通过两个进气口同时向两个沉积空腔内通入反应气体，并控制两个加热平台同时加热，以同时对两个晶圆进行沉积；打开盖板，将沉积完成的两个晶圆取出。

14、本发明提供的双腔式晶圆沉积装置及其沉积方法具有以下有益效果：

15、本发明提供的双腔式晶圆沉积装置，沉积台间隔设置有两个沉积空腔，盖板盖设于沉积台上，以同时封闭两个沉积空腔，盖板开设有两个进气口，每个进气口与一个沉积空腔连通，进气口用于供反应气体通入沉积空腔，两个加热平台均与沉积台连接，每个加热平台设置于一个沉积空腔内，加热平台用于承载晶圆并对其进行加热；沉积空腔相对设置有第一侧壁和第二侧壁，加热平台间隔设置于第一侧壁和第二侧壁之间，加热平台与第一侧壁之间形成第一空隙，加热平台与第二侧壁之间形成第二空隙，两个沉积空腔中的两个第二侧壁均设置于两个沉积空腔中的两个第一侧壁之间；第一侧壁上依次设置有第一保温涂层和第一漫反射涂层，第一漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至第一侧壁的第一热辐射的波长，第一漫反射涂层用于对第一热辐射进行漫反射，以补偿第一空隙的温度，第一保温涂层用于隔绝外界环境温度；第二侧壁上设置有第二漫反射涂层，第二漫反射涂层的表面粗糙度大于从加热平台投射至第二侧壁的第二热辐射的波长，第二漫反射涂层用于对第二热辐射进行漫反射，以补偿第二空隙的温度。与现有技术相比，本发明提供的双腔式晶圆沉积装置由于采用了依次设置有第一保温涂层和第一漫反射涂层的第一侧壁以及设置有第二漫反射涂层的第二侧壁，所以能够同时对两个晶圆进行沉积，沉积效率高，经济效益好，并且能够避免不可接受的温度梯度的形成，保证沉积空腔温度的均匀性，提高沉积效果，提升产品质量。

16、本发明提供的双腔式晶圆沉积装置的沉积方法，应用于双腔式晶圆沉积装置，能够同时对两个晶圆进行沉积，沉积效率高，经济效益好，并且能够避免不可接受的温度梯度的形成，保证沉积空腔温度的均匀性，提高沉积效果，提升产品质量。

技术特征：

1.一种双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，包括沉积台、盖板和两个加热平台，所述沉积台间隔设置有两个沉积空腔，所述盖板盖设于所述沉积台上，以同时封闭两个所述沉积空腔，所述盖板开设有两个进气口，每个所述进气口与一个所述沉积空腔连通，所述进气口用于供反应气体通入所述沉积空腔，两个所述加热平台均与所述沉积台连接，每个所述加热平台设置于一个所述沉积空腔内，所述加热平台用于承载晶圆并对其进行加热；

2.根据权利要求1所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述加热平台呈圆台状，所述沉积空腔呈圆形，所述第一侧壁和所述第二侧壁均呈半圆形，所述加热平台与所述沉积空腔同轴设置。

3.根据权利要求2所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述沉积台呈矩形体状，两个所述沉积空腔在所述沉积台的长度方向上间隔设置，所述第一侧壁和所述第二侧壁的分界线垂直于所述沉积台的长度方向设置，所述第一侧壁在其延伸方向上与所述沉积台的外壁之间的间距先增大再减小后增大再减小，所述第二侧壁在其延伸方向上与所述沉积台的外壁之间的间距先增大后减小。

4.根据权利要求3所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述第一漫反射涂层的表面粗糙度在所述第一侧壁的延伸方向上先减小再增大后减小再增大，所述第二漫反射涂层的表面粗糙度在所述第二侧壁的延伸方向上先减小后增大。

5.根据权利要求1所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述沉积空腔还设置有底壁，所述底壁上依次设置有第二保温涂层和第三漫反射涂层，所述第三漫反射涂层的表面粗糙度大于从所述加热平台投射至所述底壁的第三热辐射的波长，所述第三漫反射涂层用于对所述第三热辐射进行漫反射，所述第二保温涂层用于隔绝外界环境温度。

6.根据权利要求1所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述盖板上依次设置有第三保温涂层和第四漫反射涂层，所述第四漫反射涂层的表面粗糙度大于从所述加热平台投射至所述盖板的第四热辐射的波长，所述第四漫反射涂层用于对所述第四热辐射进行漫反射，所述第三保温涂层用于隔绝外界环境温度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述双腔式晶圆沉积装置还包括两组温度传感器，每组中的多个所述温度传感器呈环形阵列地设置于一个所述沉积空腔外，以实现对所述沉积空腔的分区温度检测。

8.根据权利要求7所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述加热平台包括多个加热部，每个所述加热部的位置与一个所述温度传感器的位置相对应，所述加热部用于根据与其相对应的所述温度传感器检测得到的实时温度对加热功率进行调节，以使所述实时温度等于预设温度。

9.根据权利要求1-6任一项所述的双腔式晶圆沉积装置，其特征在于，所述双腔式晶圆沉积装置还包括两个支撑架，两个所述支撑架间隔设置，且均与所述沉积台连接，每个所述支撑架伸入一个所述沉积空腔设置，且与一个所述加热平台连接。

10.一种双腔式晶圆沉积装置的沉积方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的双腔式晶圆沉积装置，所述双腔式晶圆沉积装置的沉积方法包括：

技术总结本发明公开了一种双腔式晶圆沉积装置及其沉积方法，涉及半导体技术领域。该双腔式晶圆沉积装置包括沉积台、盖板和两个加热平台。沉积台间隔设置有两个沉积空腔，盖板盖设于沉积台上，以同时封闭两个沉积空腔，盖板开设有两个进气口，每个进气口与一个沉积空腔连通，两个加热平台均与沉积台连接，每个加热平台设置于一个沉积空腔内，加热平台用于承载晶圆并对其进行加热。本发明提供的双腔式晶圆沉积装置能够同时对两个晶圆进行沉积，沉积效率高，经济效益好，并且能够避免不可接受的温度梯度的形成，保证沉积空腔温度的均匀性，提高沉积效果，提升产品质量。技术研发人员：黄善发,蒋天赐,高昕受保护的技术使用者：盛吉盛半导体科技（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29