一种用于化学气相沉积装置的端盖的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于化学气相沉积装置的端盖。


背景技术：

2.化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底(如晶圆)表面上进行化学反应生成薄膜的方法。因此，化学气相沉积普遍运用于薄膜沉积工艺领域中。
3.在衬底的薄膜沉积工艺中，需要向化学气相沉积装置内注入反应气体，以使反应气体能够与衬底表面接触并在衬底表面上进行化学反应后沉积，使衬底表面形成薄膜。然而，相关技术中，由于反应气体在衬底表面的分布不均匀，导致衬底表面形成的薄膜的均匀性较差。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种用于化学气相沉积装置的端盖，用于解决相关技术中由于反应气体在衬底表面的分布不均匀，导致衬底表面形成的薄膜的均匀性较差的问题。所述技术方案如下：
5.第一方面，本技术实施例提供了一种用于化学气相沉积装置的端盖，端盖用于覆盖晶圆的外围，端盖包括：
6.安装部；
7.覆盖部，覆盖部具有中轴线，覆盖部与安装部沿平行于中轴线方向分布，覆盖部与安装部连接且形成用于放置晶圆的安装区间，覆盖部沿中轴线方向的投影为第一投影，晶圆沿中轴线方向的投影为第二投影，第一投影具有内边缘线和外边缘线，第二投影具有外轮廓线，外轮廓线位于内边缘线和外边缘线之间，内边缘线包括绕中轴线分布的第一部分和第二部分，第一部分与安装部连接，第一部分至外轮廓线的径向尺寸小于第二部分至外轮廓线的径向尺寸。
8.通过采用上述技术方案，端盖包括安装部和覆盖部，覆盖部和安装部连接且形成放置晶圆的安装区间，以用于安装晶圆。覆盖部具有中轴线，沿覆盖部的中轴线方向上看，覆盖部的投影为第一投影，而第一投影具有内边缘线和外边缘线，使得覆盖部可大致绕中轴线环设，以达到覆盖晶圆外围的目的。内边缘线又包括绕覆盖部的中轴线分布的第一部分和第二部分，其中，第一部分与安装部连接会使经由覆盖部的内侧进入到安装区间内的反应气体受到安装部的阻碍，导致安装区间内靠近第一部分处的气体浓度比安装区间内靠近第二部分处气体浓度小，本技术采取将第一部分至外轮廓线的径向尺寸设置为小于第二部分至外轮廓线的径向尺寸，可以使覆盖部在第一部分处覆盖晶圆的面积小于在第二部分处覆盖晶圆的面积，使得反应气体更容易进入到安装区间的第一部分处，，从而提升在第一部分处晶圆外围上反应气体的浓度，达到和在第二部分处晶圆外围上反应气体的浓度相同，实现晶圆外围薄膜沉积均匀。
9.在其中一些实施例中，第一部分为沿背离中轴线方向凸设的曲线。
10.通过采用上述技术方案，将第一部分设为沿背离中轴线方向凸设的曲线，即曲线是面向安装部凸设的。随着曲线上各处离安装部的距离的变化，该区间可堆积的反应气体也随着变化。离安装部越近，对应区域堆积的反应气体的量变多；离安装部越远，对应区域内堆积的反应气体的量变少。最终保证在曲线各处区间上反应气体的浓度可大致相同，使在曲线处晶圆外围表面薄膜的均匀性满足了第一部分至外轮廓线的径向尺寸小于第二部分至外轮廓线的径向尺寸的条件，且可以使在曲线弯曲处安装区间上的晶圆能获得更多的反应气体，以提高安装部处晶圆外围上薄膜的均匀性。
11.在其中一些实施例中，第一部分关于第一直线对称，第一直线垂直于中轴线且与第一部分的中心及中轴线相交。
12.通过采用上述技术方案，将第一部分关于第一直线对称，可使第一直线两侧区间的体积保持一致，从而使该区间处反应气体的浓度相等，以进一步提高在安装部处晶圆外围表面薄膜沉积的均匀性。
13.在其中一些实施例中，晶圆的外围上设置有缺口，外轮廓线包括第三部分和与缺口对应的第四部分，内边缘线还包括：
14.第五部分，第五部分对应于第四部分设置且位于第四部分靠近中轴线的一侧，第四部分和第三部分相交的点至第五部分的径向尺寸大于第二部分至外轮廓线的径向尺寸。
15.通过采用上述技术方案，晶圆外围上设置的缺口起到定位作用，以便将晶圆安装在安装区间内。将第四部分和第三部分相交的点至第五部分的径向尺寸设置为大于第二部分至外轮廓线的径向尺寸，可以使覆盖部在第五部分处覆盖晶圆的面积比在第二部分处覆盖晶圆的面积大，可减少安装区间在靠近第五部分处反应气体的浓度，使堆积在晶圆缺口处的反应气体的浓度大致与第二部分处堆积的反应气体的浓度相同，保证晶圆外围上薄膜的均匀性。
16.在其中一些实施例中，
17.第一部分至外轮廓线的径向尺寸小于1.55mm；和/或
18.第二部分至外轮廓线的径向尺寸等于1.55mm；和/或
19.第四部分和第三部分相交的点至第五部分的径向尺寸大于1.55mm。
20.通过采用上述技术方案，将第一部分至外轮廓线的径向尺寸具体的设置为小于1.55mm、第二部分至外轮廓线的径向尺寸具体的设置为等于1.55mm以及第四部分和第三部分相交的点至第五部分的径向尺寸具体的设置大于1.55mm，以便于端盖的统一制造，达到提高制造效率、减少零件的制造成本的效果。
21.在其中一些实施例中，第五部分为垂直于中轴线的直线。
22.通过采用上述技术方案，将第五部分设置为垂直覆盖部的中轴线的直线可减少端盖在第五部分上的制造工序，便于端盖的统一制造，且由于直线的加工方式较为简单，有利于提升盖板的生产效率以及减少端盖的制造成本。
23.在其中一些实施例中，安装部有多个，多个安装部绕中轴线间隔分布，内边缘线包括与安装部数量相等的第一部分，且每个安装部对应一个第一部分设置。
24.通过采用上述技术方案，将安装部的数量设置为多个，内边缘线的第一部分与安装部的数量保持一致，可便于端盖的安装和固定，保证端盖在长期的使用过程中的稳定。
25.在其中一些实施例中，第五部分位于相邻两个第一部分之间，且与相邻两个第一部分连接。
26.通过采用上述技术方案，相比于随机将第五部分设置在覆盖部上，将第五部分设为位于相邻两个第一部分之间且与相邻两个第一部分连接更适于统一的端盖的制造工序，可提高端盖的制造效率。
27.第二方面，本技术实施例提供了一种化学气相沉积装置，包括平台以及上述的端盖，平台与端盖的覆盖部间隔设置，且与端盖的安装部连接，以使平台、安装部与覆盖部之间共同形成用于放置晶圆的安装区间。
28.本技术的化学气相沉积装置，该化学气相沉积装置上的平台可以支撑晶圆进行薄膜沉积工艺，并提供晶圆进行薄膜沉积工艺所需的反应环境；化学气相沉积装置具有上述的端盖，具有上述端盖所能够产生的可使衬底表面沉积的薄膜更加均匀的效果。
29.在其中一些实施例中，覆盖部与晶圆之间沿中轴线方向存在第一间隙，安装部与晶圆之间沿径向存在第二间隙，第一间隙和第二间隙连通，平台设置有出气口，出气口位于安装部和晶圆之间且围绕覆盖部的中轴线环设，出气口和第二间隙连通。
30.通过采用上述技术方案，覆盖部与晶圆沿覆盖部的中轴线方向存在第一间隙，安装部与晶圆之间沿径向存在第二间隙，第一间隙和第二间隙连通，以供在第一间隙和第二间隙内气体的流动。平台上设置有绕覆盖部的中轴线环设的出气口，出气口位于安装部和晶圆之间且与第二间隙连通，出气口可用于向第一间隙和第二间隙内喷出惰性气体，减少第一间隙和第二间隙处反应气体的堆积，使晶圆外围处反应气体的浓度保持在规定的浓度范围，确保晶圆表面薄膜的均匀性以及晶圆的质量。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
32.图1是本技术实施例提供的第一种端盖与晶圆的立体图；
33.图2是图1示出的端盖与晶圆的剖视图；
34.图3是图1示出的端盖与晶圆的投影图；
35.图4是图1示出的端盖的一种可替换方案与晶圆的投影图；
36.图5是图4示出的端盖的立体图；
37.图6是本技术实施例提供的一种化学气相沉积装置的立体图；
38.图7是图6示出的化学气相沉积装置中部分结构的剖视图。
具体实施方式
39.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例方式作进一步地详细描述。
40.下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方
式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
41.相关技术中，处于化学气相沉积装置里的晶圆在进行薄膜沉积时，会出现端盖覆盖晶圆外围处反应气体的浓度不一致的现象，导致晶圆外围沉积的薄膜不均匀，从而影响晶圆薄膜沉积的质量，因此需要保证端盖覆盖处晶圆上的化学气的浓度。
42.请参阅图1和图2，为了解决上述技术方案，本技术实施例提供了一种用于化学气相沉积装置的端盖1，端盖1用于覆盖晶圆2的外围。端盖1包括安装部11和覆盖部12，覆盖部12具有中轴线121，覆盖部12和安装部11沿平行于中轴线121方向分布，覆盖部12与安装部11连接且形成用于放置晶圆2的安装区间a。
43.在晶圆2进行薄膜沉积工艺时，反应气体会通过覆盖部12的内孔朝向安装区间a内喷射以与晶圆2接触，在安装区间a内堆积的反应气体最终能够在晶圆2表面上沉积薄膜。其中，安装区间a可以分为靠近安装部11处的第一区间和其他区域的第二区间，由于安装部11的阻碍，在第一区间内堆积的反应气体的量比第二区间内堆积的反应气体的量要少，即第一区间内的反应气体的浓度比第二区间内反应气体的浓度要低，则会导致第一区间处的晶圆2外围上沉积的薄膜厚度小于第二区间处晶圆2外围上沉积的薄膜厚度，使整个晶圆2外围薄膜变得不均匀，严重影响晶圆2的质量。
44.参阅图3，为解决上述问题，可以改变第一区间的体积来增加在第一区间处堆积的反应气体的量。在本技术实施例中，将覆盖部12沿覆盖部12的中轴线121方向的投影设为第一投影，晶圆2沿覆盖部12的中轴线121方向的投影设为第二投影。其中，第一投影具有内边缘线122和外边缘线123，第二投影具有外轮廓线21，外轮廓线21位于内边缘线122和外边缘线123之间，即利用端盖1和晶圆2投影的轮廓线来体现端盖1覆盖晶圆2外围的情况。内边缘线122又包括绕中轴线121分布的第一部分1221和第二部分1222，第一部分1221与安装部11连接。为使第一区间内堆积的反应气体的量达到和第二区间内堆积的反应气体的量相同，则需要减小端盖1在安装部11处覆盖晶圆2的面积，以增大第一区间的体积，使第一区间能堆积更多的反应气体。因此，沿覆盖部12的中轴线121方向看，使第一部分1221至外轮廓线21的径向尺寸小于第二部分1222至外轮廓线21的径向尺寸，可以让比原来要多的反应气体堆积在第一区间内，从而使第一区间处堆积的反应气体的量与第二区间处堆积的反应气体的量相同，即保证第一区间内堆积的反应气体的浓度达到和第二区间内反应气体的浓度相同，以增加晶圆2外围上薄膜沉积的均匀性，提高晶圆2的质量。可选地，第一部分1221为沿背离覆盖部12的中轴线121方向凸设的曲线，随曲线上各处距安装部11距离的变化，该区域内堆积的反应气体的量也随着距离的变化而变化。离安装部11越近，对应区域内堆积的反应气体的量变多；离安装部11越远，对应区域内堆积的反应气体的量变少，从而使得在曲线各处晶圆2外围表面上反应气体的浓度相同，以提高在曲线处晶圆2外围表面薄膜的均匀性。
45.在一些申请实施例中，所述第一部分1221设置为不规则的曲线，可以减少端盖1的加工难度，也可以减少制造端盖1的成本，然而将第一部分1221设置为不规则的曲线会影响在曲线处晶圆2外围表面上堆积的反应气体的含量，从而导致该区域内晶圆2外围表面上反应气体的浓度不同，最终造成晶圆2外围表面上沉积的薄膜不均匀。
46.因此，在本技术实施例中，将第一部分1221设置为关于第一直线对称，而该第一直
线垂直于覆盖部12的中轴线121且与第一部分1221的中心及覆盖部12的中轴线121相交。将第一部分1221设置为对应第一直线对称的曲线，可使第一直线两侧处空间的大小保持一致，从而保证堆积在该空间处的反应气体的量相等，以保证在第一直线两侧处的区间内反应气体的浓度保持一致，以进一步提高在安装部11处晶圆2外围薄膜的均匀性。又由于直线的设计比较简单，在加工的过程中可简化端盖1的制造过程，并提高端盖1的制造效率，减少端盖1的制造成本。
47.可选地，晶圆2的外轮廓线21可以大致呈圆形。参阅图4，在一些申请实施例中，晶圆2的外围上设置有缺口22，在安装晶圆2的过程中，该缺口22起到定位的作用，以便于晶圆2的安装。然而，在晶圆2进行薄膜沉积工艺的过程中，反应气体会集中沉积在晶圆2的缺口22处，导致该区域内晶圆2外围的薄膜厚度相比其他区域内晶圆2外围的薄膜厚度要大，导致整个晶圆2外围薄膜不均匀，影响晶圆2的质量。为解决上述问题，将外轮廓线21设为包括与所述缺口22对应设置的第四部分212和连接第四部分212的第三部分211，覆盖部12的内边缘线122可以包括第五部分1223，第五部分1223对应于第四部分212设置且位于第四部分212靠近覆盖部12的中轴线121的一侧，以使覆盖部12能够将晶圆2的缺口22完全覆盖。此外，为减少晶圆2的缺口22处的反应气体的含量，可使在第五部分1223处反应气体可堆积的区间体积比在第二部分1222处反应气体可堆积的区间体积小。具体地，可以使覆盖部12在第五部分1223处覆盖晶圆2外围的面积比在第二部分1222处覆盖晶圆2外围的面积大。覆盖部12在第五部分1223处覆盖晶圆2外围的面积可以表现为第四部分212和第三部分211相交的点至第五部分1223的径向尺寸，如此，可通过第四部分212与第三部分211相交的点至第五部分1223的径向尺寸大于第二部分1222至外轮廓线21的径向尺寸，来实现第五部分1222处晶圆2表面上堆积的反应气体的量变小且能够大致与在第二部分1222处晶圆2表面上堆积的反应气体的量相同，以降低堆积在晶圆2的缺口22处的反应气体的浓度，使晶圆2的缺口22处反应气体的浓度与第二部分1222处反应气体的浓度相同，保证晶圆2外围上薄膜的均匀性。
48.具体地，可将端盖1在安装部11处覆盖晶圆2的面积小于端盖1在第二部分处1222处覆盖晶圆2的面积表现为第一部分1221至外轮廓线21的径向尺寸设置为小于1.55mm，端盖1在第二部分1222处覆盖晶圆2外围的面积表现为第二部分1222至外轮廓线21的径向尺寸设置为等于1.55mm，端盖1在晶圆2的缺口22处覆盖晶圆2外围的面积大于在端盖1第二部分1222处覆盖晶圆2外围的面积表现为第四部分212和第三部分211相交的点至第五部分1223的径向尺寸大于1.55mm，以便于端盖1的制造，且可以达到提高端盖1地制造效率、减少端盖1制造成本的效果。
49.其中，第五部分1223设置为垂直于覆盖部12地中轴线121的直线，可减少端盖1在第五部分1223处的制造工序。在端盖1的加工过程中，直线加工比任何曲线加工都简单，从而有利于端盖1的快速生产制造和减少端盖1的制造成本，进而提高端盖1的生产效率。
50.参阅图5，在一些申请实施例中，安装部11的数量为多个，多个安装部11绕覆盖部12的中轴线121间隔分布，且内边缘线122包括与安装部11数量相同的第一部分1221，每个安装部11对应一个第一部分1221设置。在一些申请实施例中，安装部11的数量为两个，两个安装部11绕覆盖部12的中轴线121间隔分布，只设置两个安装部11可以稳定的支撑整个端盖1，并简化了端盖1的制造工序，提高端盖1的制造效率，减少端盖1的制造成本。在本技术
实施例中，安装部11的数量优选为三个，相比只设置两个安装部11，设置三个安装部11可更加稳定的支撑整个端盖1，提高端盖1长期使用的稳定性。其中，第五部分1223位于相邻的两个第一部分1221之间，且将第五部分1223与相邻的两个第一部分1221连接，相比与将第五部分1223随机设置在覆盖部12上，使得端盖1更适于统一的制造，以达到提高制造端盖1的效率、减少制造端盖1的成本的效果。可选地，内边缘线122可以大致呈中心对称图形。外边缘线123可以大致呈圆形。
51.第二方面，参阅图6，本技术实施例提供一种化学气相沉积装置3，该化学气相沉积装置3包括平台4和端盖1，平台4与端盖1的覆盖部12间隔设置，而且平台4与端盖1的安装部11连接，以使平台4、安装部11与覆盖部12之间共同形成用于放置晶圆2的安装区间a。其中，化学气相沉积装置3的平台4用于支撑晶圆2和端盖1，且为晶圆2在化学气相沉积装置3内进行薄膜沉积工艺提供所需的反应环境，确保工艺的顺利进行。
52.在一些申请实施例中，平台4可以具有对晶圆2定位的凹槽，端盖1的第五部分1223可对应凹槽设置。在晶圆2放置在平台4上时，可将晶圆2的缺口22对准凹槽来进行放置，可使晶圆2的缺口22正好对应于端盖1的第五部分1223放置，以保证晶圆2外围薄膜沉积均匀。
53.参阅图7，本技术实施例中，覆盖部12与晶圆2之间沿覆盖部12的中轴线121方向存在第一间隙b，安装部11与晶圆2之间沿径向存在第二间隙c，第一间隙b和第二间隙c连通，以保证在第一间隙b和第二间隙c内气体的堆积和气体的流动。然而，在化学气相沉积装置3工作的过程中，随时间的推移，在第一间隙b和第二间隙c内的反应气体浓度会越来越大且无法排出，而超过规定的气体浓度，使晶圆2外围薄膜的厚度变得过大，造成晶圆2的质量不达标。因此，平台4可以设置有与第二间隙c连通的出气口41，出气口41可以位于安装部11和晶圆2之间且围绕覆盖部12的中轴线121环设，出气口41可用于向所述第二间隙c喷出不会与反应气体发生化学反应的惰性气体，减少第一间隙b和第二间隙c内反应气体的堆积，降低反应气体的浓度，以保证晶圆2外围薄膜的均匀性。
54.在一些申请实施例中，平台4上可以设置有滑槽，端盖1可以位于滑槽内且可在滑槽内移动。在晶圆2进行薄膜沉积工艺中，通过移动端盖1来改变第一间隙b和第二间隙c的大小，使处于第一间隙b和第二间隙c内的反应气体的浓度均达到规定的反应气体的浓度，以确保晶圆2表面薄膜沉积的质量。
55.在另一些申请实施例中，化学气相沉积装置3包括有螺钉，平台4安装晶圆2的表面上设置有对应螺钉的第一安装孔，安装部11面向平台的面上设置有第二安装孔，螺钉穿设在第一安装孔和第二安装孔内，平台4和端盖1通过螺钉连接，使得两者之间的连接关系更加稳定。可避免端盖1在长期的使用过程中，端盖1与平台4之间的连接出现松动，导致端盖1倾斜，影响晶圆2表面薄膜的沉积效果。
56.在另外一些申请实施例中，平台4上还设置有加热器，晶圆安装在加热器上。加热器用于加热晶圆2，使晶圆2达到满足进行薄膜沉积工艺的温度条件。
57.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对
象是一种“或”的关系。
58.以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。