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CN116716590A - 一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备 - Google Patents

一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备 Download PDF

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CN116716590A
CN116716590A CN202310365398.8A CN202310365398A CN116716590A CN 116716590 A CN116716590 A CN 116716590A CN 202310365398 A CN202310365398 A CN 202310365398A CN 116716590 A CN116716590 A CN 116716590A
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CN
China
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gas distribution
gas
cavity
flow channel
deposition chamber
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CN202310365398.8A
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刘振
魏有雯
吴凤丽
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Tuojing Technology Shanghai Co ltd
Original Assignee
Tuojing Technology Shanghai Co ltd
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Publication date
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Abstract

本申请公开了一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备,涉及半导体处理设备技术领域,本申请的背面沉积腔室,应用于背面沉积应力薄膜,包括壳体,壳体内部形成有空腔,空腔内相对设置有第一分气组件和第二分气组件,第一分气组件和第二分气组件之间用于设置待镀晶圆,空腔内包围第一分气组件和第二分气组件设置有衬套组件,衬套组件上设置有抽气孔。本申请提供的背面沉积腔室及化学气相沉积设备能够抑制等离子体外散,从而提高等离子体的利用率,避免对空腔的污染。

Description

一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备
技术领域
本申请涉及半导体处理设备技术领域,具体而言,涉及一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)是指在低压化学气相沉积过程进行的同时,利用辉光放电产生的等离子体对沉积过程施加影响的技术。PECVD具有沉积速率高、沉积温度低、容易获得比较均匀的组分,成膜质量高,以及通过改变气流比可以使薄膜组分连接变化等等优点。
前道沉积有薄膜的晶圆会发生翘曲,晶圆翘曲会影响晶圆与加热装置的接触,从而影响后道沉积其他薄膜时晶圆表面的温度分布,进而影响后道薄膜性能的均匀性,以及光刻时临界尺寸的均匀性等。正常在反应腔内消除翘曲的方法是用静电卡盘或者真空吸附等方法来实现,但是,由于某些来自前道的晶圆的弯曲程度较大,上述两种方法会将晶圆上的薄膜拉坏或者有剥离风险。利用背面的应力薄膜表现出的应力来消除晶圆正面成膜时所带来的翘曲问题,一般背面的应力薄膜与正面的工作薄膜表现出相同方向的应力,由于晶圆的正面具有工作薄膜,在晶圆背面沉积应力薄膜时需要对正面的工作薄膜进行保护,但是现有技术中针对在晶圆背面沉积应力薄膜的设备,通常存在等离子体外散的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种背面沉积腔室及化学气相沉积设备,能够抑制等离子体外散,从而提高等离子体的利用率。
本申请的实施例一方面提供了一种背面沉积腔室,应用于背面沉积应力薄膜,包括壳体,壳体内部形成有空腔,空腔内相对设置有第一分气组件和第二分气组件,第一分气组件和第二分气组件之间用于设置待镀晶圆,空腔内包围第一分气组件和第二分气组件设置有衬套组件,衬套组件上设置有抽气孔。
作为一种可实施的方式,衬套组件内形成有环形腔,环形腔的内壁和底壁设置有多个抽气孔,环形腔的底壁的抽气孔与空腔的排气口连通。
作为一种可实施的方式,第一分气组件设置于第二分气组件的上方,第二分气组件包括第二分气盘,环形腔的内壁上的多个抽气孔设置在内壁的同一平面,且平面与第二分气盘所在的平面平齐。
作为一种可实施的方式,环形腔的底壁上的多个抽气孔中相邻两个抽气孔之间的距离与其和排气口之间的距离成反比,和/或,环形腔的底壁上的多个抽气孔的孔径与其和排气口之间的距离成反比。
作为一种可实施的方式,第一分气组件包括第一分气盘,环形腔的内壁与第一分气盘的边缘,以及环形腔的内壁与第二分气盘的边缘之间的距离小于2mm。
作为一种可实施的方式,第一分气组件还包括第一流道,第一分气盘上开设有多个调节孔,第一流道与多个调节孔连通,以使第一流道内的气体通过调节孔流入空腔;第二分气组件还包括第二流道,第二分气盘上设置有多个出气孔,以使第二流道内的气体通过出气孔流入空腔。
作为一种可实施的方式,多个调节孔的流阻根据其与待镀晶圆之间的距离设置,其中,调节孔与待镀晶圆之间的距离越大调节孔的流阻越大。
作为一种可实施的方式,第一分气组件还包括第三流道和第三分气盘,第三分气盘为环形盘,且设置于第一流道的外周,第三流道内流通有清洗气体,第三分气盘上设置有多个清洗孔,清洗孔的孔径与其和第三流道之间的距离成反比。
作为一种可实施的方式,第一分气组件还固定设置有陶瓷加热器,第二分气组件还固定设置有金属加热器。
本申请的实施例另一方面提供了一种化学气相设备,包括上述任一项背面沉积腔室。
本申请实施例的有益效果包括:
本申请提供的背面沉积腔室,包括壳体,壳体内部形成有空腔,空腔内相对设置有第一分气组件和第二分气组件,第一分气组件和第二分气组件之间用于设置待镀晶圆,待镀晶圆包括沉积有薄膜的工作面和与工作面相对的背面,第一分气组件向工作面施加吹扫气体的同时,第二分气组件流出的反应气体在电场的作用下电离形成反应等离子体并沉积于背面,形成应力薄膜,空腔内包围第一分气组件和第二分气组件设置有衬套组件,衬套组件上设置抽气孔,衬套组件将第一分气组件和第二分气组件包围在其内部,这样,第一分气组件和第二分气组件通入的气体形成的等离子体在衬套内部运动,并吹扫工作面和沉积于背面,形成的废气由抽气孔排出,从而避免了等离子体外散,提高等离子体的利用率,避免对空腔的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种背面沉积腔室的结构示意图之一;
图2为本申请实施例提供的一种背面沉积腔室内吹扫气体流向示意图;
图3为本申请实施例提供的一种背面沉积腔室内反应气体流向示意图;
图4为本申请实施例提供的一种背面沉积腔室内清洗气体流向示意图;
图5为本申请实施例提供的一种第一分气盘的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种衬套的结构示意图之一;
图7为本申请实施例提供的一种衬套的结构示意图之二;
图8为本申请实施例提供的一种第三分气盘的结构示意图。
图标:10-背面沉积腔室;11-空腔;12-第一分气组件;121-第一流道;122-第一分气盘;123-调节孔;124-第三流道;125-第三分气盘;126-清洗孔;13-第二分气组件;131-第二流道;132-第二分气盘;16-衬套组件;161-抽气孔;17-陶瓷加热器;18-金属加热器;19-排气口。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
半导体设备制造经常涉及多层薄膜在衬底的一侧表面进行堆叠形成晶圆,当多层薄膜采用化学气相沉积的方法时,在沉积部分薄膜时,可能会在晶圆中引入应力,这种应力会导致晶圆弯曲,以至于后续薄膜的质量变差,现有技术中,可以在晶圆的背面沉积应力薄膜,应力薄膜具有与部分薄膜相同的应力,这样,在后续沉积薄膜的过程中,即可形成质量良好的薄膜。
本申请提供了一种背面沉积腔室10,应用于背面沉积应力薄膜,如图1、图2和图3所示,包括壳体,壳体内部形成有空腔11,空腔11内相对设置有第一分气组件12和第二分气组件13,第一分气组件12和第二分气组件13之间用于设置待镀晶圆,空腔11内包围第一分气组件12和第二分气组件13设置有衬套组件16,衬套组件16上设置有抽气孔161。
本申请的背面沉积腔室10应用于背面沉积应力薄膜,待镀晶圆包括沉积有薄膜的工作面和与工作面相对的背面,第一分气组件12连接设置有第一射频电极,第二分气组件13连接设置有第二射频电极,第一射频电极和第二射频电极相对设置形成电场,第一分气组件12向工作面施加吹扫气体的同时,第二分气组件13流出的气体在电场的作用下电离形成反应等离子体并沉积于背面,形成应力薄膜。
在背面沉积薄膜的过程中,如图3所示,在第二分气组件13内通入反应气体,反应气体通过第二分气组件13均匀的向背面运动,在此过程中,反应气体在电场的作用下电离,形成反应等离子体,反应等离子在第二分气组件13与待镀晶圆的背面之间扩散并沉积至背面,最终形成应力薄膜。与此同时,如图2所示,在第一分气组件12内通入吹扫气体,第一分气组件12将吹扫气体分气,使其能够吹扫至待镀晶圆的工作面,吹扫气体在电场的作用下形成吹扫等离子体,吹扫等离子体沿着待镀晶圆的工作面运动,由于吹扫等离子体在流动过程中具有较大压力,从而避免了反应等离子体扩散至待镀晶圆的侧面或者工作面,从而在保护待镀晶圆的工作面的前提下,在待镀晶圆的背面沉积应力薄膜,从而在待镀晶圆正面沉积薄膜翘曲带来的问题,提高后道工序薄膜的质量。
另外,为了进一步减少反应等离子体在待镀晶圆侧面的沉积,如图2所示,还可以在第二分气组件13的一侧同时输入吹扫气体,吹扫气体沿着第二分气组件13的侧面吹至待镀晶圆的侧面,避免了反应等离子体在待镀晶圆侧面的沉积。
由前述可知,吹扫气体用于避免反应气体形成的反应等离子体在待镀晶圆的工作面沉积,所以,吹扫气体的流速可以设置稍微大一些,这样在待镀晶圆的工作面和侧面形成的气压较大,更有利于将反应等离子体压至在待镀晶圆的背面。其中,吹扫气体的具体材料本申请实施例不做具体限定,只要不参与化学气相沉积的反应并且不与待镀晶圆的工作面的薄膜结合即可,示例的,可以是惰性气体,氩气等。
本申请实施例在空腔11内包围第一分气组件12和第二分气组件13设置有衬套组件16,第一分气组件12和第二分气组件13设置于衬套组件16内,一方面,吹扫气体和反应气体在电场的作用下形成的等离子体也必然限制在衬套组件16的内部,从而避免了等离子体外散,造成对空腔11内其余部件的污染。另一方面,衬套组件16设置于第一分气组件12和第二分气组件13的外周,由于第一射频电极与第一分气组件12连接,第二射频电极与第二分气组件13连接,从而使得第一射频电极和第二射频电极位于衬套组件16围合的空间内,从而将第一射频电极和第二射频电极与空腔11的壳体隔离开,避免了第一射频电极和第二射频电极之间的放电,提高背面沉积腔室10的安全性。
需要说明的是,本申请实施例中的第一分气组件12和第二分气组件13是同时工作的,为了更清楚的展示吹扫气体和反应气体的流向,将吹扫气体的流向和反应气体的流向分别展示于图2和图3中,在实际应用中,两种气体是同时工作。另外,为了进一步避免反应等离子体扩散至待镀晶圆的侧面和背面,可以先通入吹扫气体形成气压后在通入反应气体,同理,在沉积结束后,先关闭反应气体,后关闭吹扫气体。
其中,为了使得待镀晶圆能够架空设置于第一分气组件12和第二分气组件13之间,可以在第二分气组件13的靠近第一分气组件12的一侧设置支架,支架与待镀晶圆背面的边缘接触,以使待镀晶圆架空设置,另外,为了更一步减小支架与待镀金属的接触面积,支架可以采用多点支撑。
可选的,如图6、图7所示,衬套组件16内形成有环形腔,环形腔的内壁和底壁设置有多个抽气孔161,环形腔的底壁的抽气孔161与空腔11的排气口19连通。
环形腔底壁的抽气孔161用于与空腔11的排气口19连通,排气口19处设置有抽气泵,用于在抽气孔161处形成负压,这样,能够使得反应等离子体的废气以及吹扫等离子体由衬套内壁的抽气孔161进入环形腔,再由环形腔底壁的抽气孔161和排气口19排出。
内壁上的抽气孔161设置多个,能够便于废气进入环形腔内,进而由底壁上的抽气孔161排出。
另外,如图1所示,当空腔11内环绕第一分气组件12和第二分气组件13设置有衬套组件16时,可以在同一空腔11内设置两套第一分气组件12和第二分气组件13,对应设置两个衬套组件16,这样在一次沉积过程中,可以同时对两个待镀晶圆的背面进行沉积应力薄膜,从而提高化学沉积设备的沉积效率。其中,图1中的两个衬套组件16只是背面沉积腔室10的一种示例,本领域技术人员可以根据实际的使用环境和空间布局对衬套组件16的个数进行具体设定。
其中,为了方便待镀晶圆进入衬套组件16内部,设置于衬套组件16内的第一分气组件12和第二分气组件13之间,可以在衬套组件16的侧壁设置出入口,出入口内填充堵塞,在将待镀晶圆放置于衬套组件16内时,移除堵塞,待镀晶圆通过出入口进入衬套组件16内,然后将堵塞放置于出入口处;背面薄膜沉积完成后,移除堵塞,待镀晶圆通过出入口移出衬套组件16。
本申请实施例的一种可实现的方式中,如图2、图3和图4所示,第一分气组件12设置于第二分气组件13的上方,第二分气组件13包括第二分气盘132,环形腔的内壁上的多个抽气孔161设置在内壁的同一平面,且平面与第二分气盘132所在的平面平齐。
为了避免反应等离子体污染待镀晶圆的侧面以及空腔11,使得反应等离子体的废气快速排出空腔11,本申请实施例将环形腔的内壁上的多个抽气孔161设置在内壁的同一平面,且平面与第二分气盘132所在的平面位于同一平面。这样使得的反应等离子体的废气与抽气孔161的距离较近,从而更容易排出。
可选的,如图7所示,环形腔的底壁上的多个抽气孔161中相邻两个抽气孔161之间的距离与其和排气口19之间的距离成反比,和/或,环形腔的底壁上的多个抽气孔161的孔径与其和排气口19之间的距离成反比。
其中,环形腔底壁的抽气孔161用于与空腔11的排气口19连通,排气口19处设置有抽气泵,用于在抽气孔161处形成负压,这样,能够使得反应等离子体的废气以及吹扫等离子体由环形腔的内壁的抽气孔161进入环形腔,再由环形腔底壁的抽气孔161和排气口19排出。本领域技术人员应当知晓,空腔11的排气口19设置为一个,这样,排气口19与每个底壁的抽气孔161的距离不同,使得排气口19处负压在每个抽气孔161处的形成的压力不同,进而使得远离排气口19的抽气孔161处的反应等离子体的废气以及吹扫等离子体不能即时排出,为了避免上述情况的发生,本申请实施例将环形腔的底壁上的多个抽气孔161中相邻两个抽气孔161之间的距离与其和排气口19之间的距离成反比,和/或,环形腔的底壁上的多个抽气孔161的孔径与其和排气口19之间的距离成反比,来达到调节流阻,使得反应等离子体的废气以及吹扫等离子体即时排出。
本申请实施例的一种可实现的方式中,如图1所示,第一分气组件12包括第一分气盘122,环形腔的内壁与第一分气盘122的边缘,以及环形腔的内壁与第二分气盘132的边缘之间的距离小于2mm。
当反应等离子体沿着待镀晶圆的背面流动至衬套组件16的抽气孔161处时,为了使得反应等离子体的废气能够快速被沿抽气孔161排出,本申请实施例将环形腔的内壁与第二分气盘132,以及环形腔的内壁与第一分气盘122的边缘的距离设置较小,这样,反应等离子体的废气距离抽气口的距离较近,当抽气孔161在抽气泵的作用下形成负压时,能够快速的将反应等离子体的废气较快的抽走,避免其在空腔11内扩散,污染空腔11或者待镀晶圆。示例的,可以是1mm、1.5mm、2mm等等。
可选的,如图1所示,第一分气组件12还包括第一流道121,第一分气盘122上开设有多个调节孔123,第一流道121与多个调节孔123连通,以使第一流道121内的气体通过调节孔123流入工作面侧空腔11;第二分气组件13还包括第二流道131,第二分气盘132上设置有多个出气孔,以使第二流道131内的气体通过出气孔流入背面侧的空腔11。
本申请实施例的一种可实现的方式中,如图5所示,多个调节孔123的流阻根据其与待镀晶圆之间的距离设置,其中,调节孔123与待镀晶圆之间的距离越大调节孔123的流阻越大。
本申请实施例将多个调节孔123的流阻根据待镀晶圆的翘曲程度进行设置,具体的,多个调节孔123的流阻根据其与待镀晶圆之间的距离设置,更具体的,待镀晶圆与调节孔123之间的距离越大,说明待镀晶圆的翘曲程度越小,在此处的调节孔123的流阻越大,使得吹扫气体不容易到达此处;相反的,待镀晶圆与调节孔123之间的距离越近,说明待镀晶圆的翘曲程度越大,对应此处的调节孔123的流阻越消,使得吹扫气体比较容易到达此处。
其中,可以通过调控调节孔123的个数、设置位置,以及调节孔123的结构来进行流阻的调节。具体的设置方式本申请实施例不做限制,示例的,如图5所示,设置三圈调节孔123,每圈设置至少4个调节孔123。
需要说明的是,这里的调节孔123与待镀晶圆之间的距离是指沿竖直方向调节孔123与待镀晶圆之间的距离。
可选的,如图1、图4所示,第一分气组件12还包括第三流道124和第三分气盘125,第三分气盘125为环形盘,且设置于第一流道121的外周,第三流道124内流通有清洗气体,第三分气盘125上设置有多个清洗孔126,清洗孔126的孔径与其和第三流道124之间的距离成反比。
清洗气体进入空腔11后用于对空腔11的内壁进行冲击清洗,避免反应等离子体扩散至空腔11内壁造成空腔11内壁的污染。
第三流道124用于与远程等离子体系统连通,远程等离子系统产生的等离子体通过第三分气盘125输送至空腔11内,如图4所示,当空腔11内设置两个衬套组件16时,一个远程等离子体系统与空腔11连接,并在空腔11臂上分流至第三流道124,第三流道124与第三分气盘125上的清洗孔126连通,使得第三流道124不能与第三分气盘125的中心连通,这样,使得清洗气体不能均匀的流向腔体内部,如图8所示,本申请实施例将清洗孔126的孔径与其和第三流道124之间的距离成反比。这样使得距离第三流道124输出口越近的清洗孔126的孔径越小,这样使得清洗气体沿着第三分气盘125向远离第三流道124输出口的方向流动,而将距离第三流道124输出口越远的清洗孔126的孔径设置的较大,能够方便清洗气体的快速流至空腔11内,从而提高清洗气体的均匀性。
本申请实施例的一种可实现的方式中,第一分气组件12还固定设置有陶瓷加热器17,第二分气组件13还固定设置有金属加热器18。
当吹扫气体的温度越高,进入空腔11后越容易被电离,迅速形成吹扫等离子体,为了提高吹扫气体的温度,可以在第一分气组件12的第一流道121内设置陶瓷加热器17,陶瓷加热器17用于对吹扫气体进行加热。同理,为了提高反应气体的温度,可以在第二分气组件13上设置金属加热器18,金属加热器18能够提高反应气体的温度,使得进入空腔11的反应气体快速电离形反应等离子体。
另外,陶瓷加热器17和金属加热器18的具体材料本申请实施例不做具体限制,示例的,陶瓷加热器17可以采用正的温度系数(Positive Temperature Coefficient,PTC)加热器,因为PCT加热器具有加热效率高、使用寿命长等优点;金属加热器18可以采用铝制加热器,因为铝具有较高的热传导效率。
本申请实施例还公开了一种化学气相沉积设备,包括上述任一项的背面沉积腔室10。该化学气相沉积设备包含与前述实施例中的背面沉积腔室10相同的结构和有益效果。背面沉积腔室10的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述,在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背面沉积腔室(10),应用于背面沉积应力薄膜,其特征在于,包括:壳体,所述壳体内部形成有空腔(11),所述空腔(11)内相对设置有第一分气组件(12)和第二分气组件(13),所述第一分气组件(12)和所述第二分气组件(13)之间用于设置待镀晶圆,所述空腔(11)内包围所述第一分气组件(12)和第二分气组件(13)设置有衬套组件(16),所述衬套组件(16)上设置有抽气孔(161)。
2.根据权利要求1所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述衬套组件(16)内形成有环形腔,所述环形腔的内壁和底壁设置有多个所述抽气孔(161),所述环形腔的底壁的抽气孔(161)与所述空腔(11)的排气口(19)连通。
3.根据权利要求2所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述第一分气组件(12)设置于所述第二分气组件(13)的上方,所述第二分气组件(13)包括第二分气盘(132),所述环形腔的内壁上的多个所述抽气孔(161)设置在所述内壁的同一平面,且所述平面与所述第二分气盘(132)所在的平面平齐。
4.根据权利要求2所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述环形腔的底壁上的多个所述抽气孔(161)中相邻两个所述抽气孔(161)之间的距离与其和所述排气口(19)之间的距离成反比,和/或,所述环形腔的底壁上的多个所述抽气孔(161)的孔径与其和所述排气口(19)之间的距离成反比。
5.根据权利要求3所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述第一分气组件(12)包括第一分气盘(122),所述环形腔的内壁与所述第一分气盘(122)的边缘,以及所述环形腔的内壁与所述第二分气盘(132)的边缘之间的距离小于2mm。
6.根据权利要求5所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述第一分气组件(12)还包括第一流道(121),所述第一分气盘(122)上开设有多个调节孔(123),所述第一流道(121)与多个所述调节孔(123)连通,以使所述第一流道(121)内的气体通过所述调节孔(123)流入所述空腔(11);所述第二分气组件(13)还包括第二流道(131),所述第二分气盘(132)上设置有多个出气孔,所述第二流道(131)内的气体通过出气孔流入所述空腔(11)。
7.根据权利要求6所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,多个所述调节孔(123)的流阻根据其与所述待镀晶圆之间的距离设置,其中,所述调节孔(123)与所述待镀晶圆之间的距离越大所述调节孔(123)的流阻越大。
8.根据权利要求6所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述第一分气组件(12)还包括第三流道(124)和第三分气盘(125),所述第三分气盘(125)为环形盘,且设置于所述第一流道(121)的外周,所述第三流道(124)内流通有清洗气体,第三分气盘(125)上设置有多个清洗孔(126),所述清洗孔(126)的孔径与其和所述第三流道(124)之间的距离成反比。
9.根据权利要求1所述的背面沉积腔室(10),其特征在于,所述第一分气组件(12)还固定设置有陶瓷加热器(17),所述第二分气组件(13)还固定设置有金属加热器(18)。
10.一种化学气相沉积设备,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的背面沉积腔室(10)。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264515A (ja) * 1994-04-20 1996-10-11 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、処理装置及びエッチング処理装置
KR20070026986A (ko) * 2005-08-29 2007-03-09 주성엔지니어링(주) 월라이너를 포함하는 기판제조장치
US20190062918A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Lam Research Corporation PECVD Deposition System for Deposition on Selective Side of the Substrate
KR20200122808A (ko) * 2019-04-19 2020-10-28 주식회사 테스 박막증착방법
CN114258436A (zh) * 2019-08-16 2022-03-29 朗姆研究公司 空间可调沉积以在晶片差异弯曲中进行补偿
CN115354303A (zh) * 2022-08-25 2022-11-18 拓荆科技(上海)有限公司 反应腔装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264515A (ja) * 1994-04-20 1996-10-11 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置、処理装置及びエッチング処理装置
KR20070026986A (ko) * 2005-08-29 2007-03-09 주성엔지니어링(주) 월라이너를 포함하는 기판제조장치
US20190062918A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Lam Research Corporation PECVD Deposition System for Deposition on Selective Side of the Substrate
KR20200122808A (ko) * 2019-04-19 2020-10-28 주식회사 테스 박막증착방법
CN114258436A (zh) * 2019-08-16 2022-03-29 朗姆研究公司 空间可调沉积以在晶片差异弯曲中进行补偿
CN115354303A (zh) * 2022-08-25 2022-11-18 拓荆科技(上海)有限公司 反应腔装置

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