1.本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种均匀抽气结构、一种真空腔室、一种薄膜制备装置、一种薄膜制备方法、一种晶圆，以及一种电子器件。
背景技术：2.薄膜沉积是芯片制造的重要环节，其沉积质量直接影响后道工序及最终芯片的质量。在薄膜沉积过程中，进气和抽气的均匀性是非常重要的。如果进气和抽气不均匀，可能导致薄膜在晶圆上的厚度不一，进而导致薄膜的质量下降。
3.为了提高薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，现有技术提出了一种改进方案，通过将进气的喷淋孔板和抽气的出气环做成一体，以减小进气和抽气部件由于装配原因导致的对中性误差，从而提高抽气效率并改善抽气均匀性。然而，这种改进方案仍无法完全消除由加热盘和抽气环装配不对中而导致的抽气不均匀问题，而且在每次拆装加热盘或喷淋孔板后都会带来不可控的装配误差，因而导致每次工艺复机的重复性较差，工艺难以被等效复制。
4.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种均匀抽气技术，用于提升薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，并克服装配误差的问题，从而提升制备的芯片质量。
技术实现要素：5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
6.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种均匀抽气结构、一种真空腔室、一种薄膜制备装置、一种薄膜制备方法、一种晶圆，以及一种电子器件，能够通过简单的出气结构改进来克服装配误差的问题，从而进一步提升薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，以提升制备的芯片质量。
7.具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述均匀抽气结构包括晶圆支撑座及抽气挡板。所述晶圆支撑座安装于真空腔室内部，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构。抽气挡板设于所述真空腔室的抽气口，其横向尺寸为所述弯折结构的外侧横向尺寸与内侧横向尺寸的均值。所述抽气挡板伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段弯折的抽气通道。所述真空腔室内部的气体依次经过所述两段弯折的抽气通道以排出所述真空腔室。
8.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述晶圆支撑座包括加热盘及晶圆定位环。所述晶圆定位环安装于所述加热盘的外围，其下部边缘设有向上翻起的环形弯折结构。所述抽气挡板为环形抽气挡板，其直径为所述环状弯折结构的外径与内径的均值。
9.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述晶圆定位环由陶瓷材料制成。
10.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述向上翻起的弯折结构为u形结构，包括
一段竖直的内壁、一段竖直的外壁，以及一段平整或弯曲的底面。所述抽气挡板竖直向下伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段宽度之和守恒的抽气通道。
11.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述抽气挡板固定安装或集成于所述真空腔室的内壁，与所述晶圆支撑座上方的气体喷头保持对中设置。
12.此外，根据本发明的第二方面提供的上述真空腔室包括喷淋头、晶圆支撑座、抽气口及抽气挡板。所述喷淋头设于所述真空腔室的上部，用于均匀输入反应气体。所述晶圆支撑座安装于真空腔室内部及所述喷淋头的下方，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构。所述抽气口设于所述晶圆支撑座的下方。所述抽气挡板设于所述抽气口，其横向尺寸为所述弯折结构的外侧横向尺寸与内侧横向尺寸的均值。所述抽气挡板伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段弯折的抽气通道。所述真空腔室内部的气体依次经过所述两段弯折的抽气通道，以经由所述抽气口排出所述真空腔室。
13.此外，根据本发明的第三方面提供的上述薄膜制备装置包括本发明的第一方面提供的上述均匀抽气结构。
14.此外，根据本发明的第四方面提供的上述薄膜制备方法包括以下步骤：将待制备薄膜的晶圆放置于本发明的第一方面提供的上述均匀抽气结构的晶圆支撑座；以及经由喷淋头向真空腔室内部输入反应气体，并经由所述均匀抽气结构的两段弯折的抽气通道，将废气排出所述真空腔室。
15.此外，根据本发明的第五方面提供的上述晶圆，其表面附有本发明的第四方面提供的上述薄膜制备方法所制备的薄膜。
16.此外，根据本发明的第六方面提供的上述电子器件，其中包括本发明的第五方面提供的上述晶圆。
附图说明
17.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
18.图1a示出了根据本发明的一些实施例提供的均匀抽气结构的侧向剖面示意图。
19.图1b示出了根据本发明的一些实施例提供的均匀抽气结构的俯视剖面示意图。
20.图2示出了根据本发明的一些实施例提供的真空腔室的结构示意图。
21.图3示出了根据本发明的一些实施例提供的晶圆定位环的结构示意图。
22.图4示出了根据本发明的一些实施例提供的薄膜制备方法的流程示意图。
具体实施方式
23.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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发明中的具体含义。
25.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
26.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
27.如上所述，虽然现有的改进方案通过将进气的喷淋孔板和抽气的出气环做成一体，以减小进气和抽气部件由于装配原因导致的对中性误差，从而提高抽气效率并改善抽气均匀性。然而，这种改进方案仍无法完全消除由加热盘和抽气环装配不对中而导致的抽气不均匀问题，而且在每次拆装加热盘或喷淋孔板后都会带来不可控的装配误差，因而导致每次工艺复机的重复性较差，工艺难以被等效复制。
28.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种均匀抽气结构、一种真空腔室、一种薄膜制备装置、一种薄膜制备方法、一种晶圆，以及一种电子器件，能够通过简单的出气结构改进来克服装配误差的问题，从而进一步提升薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，以提升制备的芯片质量。
29.在一些非限制性的实施例中，本发明的第四方面提供的上述薄膜制备方法，可以经由本发明的第三方面提供的上述薄膜制备装置来实施。该薄膜制备装置中配置有本发明的第二方面提供的上述真空腔室。该真空腔室中又进一步配置有本发明的第一方面提供的上述均匀抽气结构。
30.请结合参考图1a及图1b。图1a示出了根据本发明的一些实施例提供的均匀抽气结构的侧向剖面示意图。图1b示出了根据本发明的一些实施例提供的均匀抽气结构的俯视剖面示意图。
31.如图1a及图1b所示，在本发明的一些实施例中，均匀抽气结构可以包括晶圆支撑座11及抽气挡板12。该晶圆支撑座11安装于真空腔室内部，用于承载晶圆，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构111。该抽气挡板12设于真空腔室的抽气口，其横向尺寸d0为弯折结构111的外侧横向尺寸d1与内侧横向尺寸d2的均值，即该抽气挡板12伸入该弯折结构111，以将该弯折结构111分为两段弯折的抽气通道112、113。在从真空腔室抽气的过程中，真空腔室内部的气体将依次经过抽气通道112和抽气通道113，再经由抽气口排出真空腔室。
32.通过设置上述弯折结构111，并采用抽气挡板12将该弯折结构111分为两段弯折的抽气通道112、113，真空腔室的实际抽气路径宽度w将取决于抽气通道112和抽气通道113中
的较小者。如此，即使晶圆支撑座111与真空腔室内壁、抽气口存在未对中的装配问题，其也不会影响晶圆各方向的抽气速率(取决于实际的抽气路径宽度d)，因而能够通过简单的出气结构改进来克服装配误差的问题，从而进一步提升薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，以提升制备的芯片质量。
33.请进一步参考图2及图3。图2示出了根据本发明的一些实施例提供的真空腔室的结构示意图。图3示出了根据本发明的一些实施例提供的晶圆定位环的结构示意图。
34.如图2所示，在本发明的一些实施例中，真空腔室中可以包括喷淋头21、晶圆支撑座22、抽气口23及抽气挡板24。该喷淋头21设于真空腔室的上部，用于均匀输入反应气体。该晶圆支撑座22安装于真空腔室内部及喷淋头21的下方，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构。该抽气口23设于晶圆支撑座22的下方，用于从真空腔室内部抽出反应尾气。该抽气挡板24设于抽气口23的位置，其横向尺寸d0为弯折结构的外侧横向尺寸d1与内侧横向尺寸d2的均值。在一些实施例中，该抽气挡板24可以优选地经由腔内衬套固定安装于真空腔室的内壁，或一体集成于真空腔室的内壁，以确保其与晶圆支撑座22上方的气体喷头21保持对中设置。
35.进一步地，在一些实施例中，晶圆支撑座22包括加热盘221及晶圆定位环222。该加热盘221设于晶圆的下方，用于向晶圆提供热量，以促进晶圆表面的薄膜生长。该晶圆定位环222安装于加热盘221的外围，用于盛放、定位和/或支撑晶圆，其下部边缘设有向上翻起的环形弯折结构223。在一些实施例中，该晶圆定位环222可以优选地由陶瓷材料制成，以防止晶圆定位环222受热损坏、受热变形或发生打火。
36.对应地，上述抽气挡板23可以优选为环形抽气挡板，其直径d0可以为晶圆定位环222的环状弯折结构223的外径d1与内径d2的均值。该抽气挡板24伸入该弯折结构223，以将该弯折结构223分为两段弯折的抽气通道112、113。在从真空腔室抽气的过程中，真空腔室内部的气体将依次经过抽气通道112和抽气通道113，再经由抽气口排出真空腔室。
37.更进一步地，如图1a、图1b及图3所示，在一些实施例中，该向上翻起的弯折结构223可以优选为u形结构，包括一段竖直的内壁31、一段竖直的外壁32，以及一段平整或弯曲的底面33。对应地，上述抽气挡板24可以竖直向下伸入弯折结构223，以将弯折结构223分为两段宽度之和守恒的抽气通道112、113，即其中，w
112
为抽气通道112的宽度，w
113
为抽气通道113的宽度，t为抽气挡板24的厚度。
38.如此，在制备薄膜的过程中，加热盘221将带着晶圆定位环222升起，以使抽气挡板23插入u形弯折结构223内。此时，若抽气通道112的宽度w
112
因加热盘221和抽气挡板24装配不对中而大于标准值(即)，其同侧的抽气通道113的宽度w
113
将等幅度地减小。反之，若抽气通道112的宽度w
112
因加热盘221和抽气挡板24装配不对中而小于标准值(即)，其同侧的抽气通道113的宽度w
113
将等幅度地增大。由于晶圆定位环222各方向上的抽气通道宽度都为其两段抽气通道112、113中的较小者，即使晶圆定位环222与真空腔室内壁、抽气口24存在未对中的装配问题，其也不会影响晶圆各方向的抽气速率(取决于实际的抽气路径宽度w)，因而能够通过简单的出气结构改进来克服装配误差的问题。因此，通过设置上述弯折结构111，并采用抽气挡板12将该弯折结构111分为两段弯折的抽气通道
112、113，本发明能够进一步提升薄膜制备装置中真空腔室的抽气均匀性，以提升制备的芯片质量。
39.此外，根据本发明的另一方面，本文还提供了薄膜制备方法。请结合参考图2及图4，图4示出了根据本发明的一些实施例提供的薄膜制备方法的流程示意图。
40.如图2及图4所示，在制备薄膜的过程中，技术人员可以首先将待制备薄膜的晶圆放置于均匀抽气结构的晶圆支撑座22。之后，技术人员可以启动薄膜制备装置，经由喷淋头21向真空腔室内部输入反应气体，并经由均匀抽气结构的两段弯折的抽气通道112、113，将废气经由抽气口23排出真空腔室，从而在晶圆表面制备厚度均匀的薄膜。在此，经由本发明的第四方面提供的上述薄膜制备方法制备了厚度均匀的薄膜的晶圆，即为本发明的第五方面提供的上述晶圆，其表面附有本发明的第四方面提供的上述薄膜制备方法所制备的薄膜。进一步地，由一个或多个该晶圆组成的芯片、处理器、控制器、微控制器、微处理器等电子器件，即为本发明的第六方面提供的上述电子器件，其中包括一个或多个本发明的第五方面提供的上述晶圆。
41.尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
42.结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
43.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
技术特征：1.一种均匀抽气结构，其特征在于，包括：晶圆支撑座，安装于真空腔室内部，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构；以及抽气挡板，设于所述真空腔室的抽气口，其横向尺寸为所述弯折结构的外侧横向尺寸与内侧横向尺寸的均值，其中，所述抽气挡板伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段弯折的抽气通道，所述真空腔室内部的气体依次经过所述两段弯折的抽气通道以排出所述真空腔室。2.如权利要求1所述的均匀抽气结构，其特征在于，所述晶圆支撑座包括加热盘及晶圆定位环，其中，所述晶圆定位环安装于所述加热盘的外围，其下部边缘设有向上翻起的环形弯折结构，所述抽气挡板为环形抽气挡板，其直径为所述环状弯折结构的外径与内径的均值。3.如权利要求2所述的均匀抽气结构，其特征在于，所述晶圆定位环由陶瓷材料制成。4.如权利要求1或2所述的均匀抽气结构，其特征在于，所述向上翻起的弯折结构为u形结构，包括一段竖直的内壁、一段竖直的外壁，以及一段平整或弯曲的底面，所述抽气挡板竖直向下伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段宽度之和守恒的抽气通道。5.如权利要求1所述的均匀抽气结构，其特征在于，所述抽气挡板固定安装或集成于所述真空腔室的内壁，与所述晶圆支撑座上方的气体喷头保持对中设置。6.一种真空腔室，其特征在于，包括：喷淋头，设于所述真空腔室的上部，用于均匀输入反应气体；晶圆支撑座，安装于真空腔室内部及所述喷淋头的下方，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构；抽气口，设于所述晶圆支撑座的下方；以及抽气挡板，设于所述抽气口，其横向尺寸为所述弯折结构的外侧横向尺寸与内侧横向尺寸的均值，其中，所述抽气挡板伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段弯折的抽气通道，所述真空腔室内部的气体依次经过所述两段弯折的抽气通道，以经由所述抽气口排出所述真空腔室。7.一种薄膜制备装置，其特征在于，包括如权利要求1～5中任一项所述均匀抽气结构。8.一种薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将待制备薄膜的晶圆放置于如权利要求1～5中任一项所述均匀抽气结构的晶圆支撑座；以及经由喷淋头向真空腔室内部输入反应气体，并经由所述均匀抽气结构的两段弯折的抽气通道，将废气排出所述真空腔室。9.一种晶圆，其特征在于，所述晶圆的表面附有如权利要求8所述的薄膜制备方法所制备的薄膜。10.一种电子器件，其特征在于，所述电子器件中包括如权利要求9所述的晶圆。
技术总结本发明提供了一种均匀抽气结构、一种真空腔室、一种薄膜制备装置、一种薄膜制备方法、一种晶圆，以及一种电子器件。所述均匀抽气结构包括晶圆支撑座及抽气挡板。所述晶圆支撑座安装于真空腔室内部，其下部边缘设有向上翻起的弯折结构。抽气挡板设于所述真空腔室的抽气口，其横向尺寸为所述弯折结构的外侧横向尺寸与内侧横向尺寸的均值。所述抽气挡板伸入所述弯折结构，以将所述弯折结构分为两段弯折的抽气通道。所述真空腔室内部的气体依次经过所述两段弯折的抽气通道以排出所述真空腔室。两段弯折的抽气通道以排出所述真空腔室。两段弯折的抽气通道以排出所述真空腔室。
技术研发人员：杨华龙 野沢俊久 吴凤丽
受保护的技术使用者：拓荆科技股份有限公司
技术研发日：2022.08.04
技术公布日：2022/12/1
