一种盖板及半导体设备的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种盖板及半导体设备。


背景技术：

2.在工艺薄膜沉积过程中，半导体设备的腔室内部工艺气体流动的均匀性对产品质量有着较大影响。
3.现有在工艺气体通入半导体设备的腔室内部时，大量工艺气体分布在腔室中心，导致腔室中心气体浓度高，而腔室边缘气体浓度低，针对上述半导体设备的腔室内工艺气体分布不均匀的问题，目前暂无有效的解决方法。


技术实现要素：

4.本技术的目的包括，例如，提供了一种盖板及半导体设备，其能够提升半导体设备的腔室内工艺气体分布的均匀性。
5.本技术的实施例可以这样实现：
6.本技术的实施例提供了一种盖板，所述盖板具有相对的第一表面和第二表面，所述盖板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一通孔；
7.所述盖板上位于第一通孔处设置有导流块，所述导流块能够使工艺气体远离半导体设备中的腔室的中心。
8.可选的，所述第一表面设置有固定块，所述固定块上开设有与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述导流块连接于所述固定块的底部。
9.可选的，所述第二通孔的内部设置有固定柱，所述固定柱与所述第二通孔的内壁相连接，所述固定柱沿所述第二通孔的开设方向延伸；
10.所述导流块具有顶面、底面以及连接于顶面和底面之间的侧面，所述顶面和所述底面均为圆形，所述顶面的直径小于所述底面的直径；所述第二表面上设置有锥形槽，所述锥形槽的内壁为圆锥面，所述圆锥面的顶端与所述第一通孔的内壁相连接，所述圆锥面的顶端开口圆心、所述顶面的圆心以及所述底面的圆心在竖直方向上重合，所述圆锥面的直径在由自身顶端到底端的方向上逐渐增大。
11.可选的，在经过所述顶面的圆心且垂直于所述顶面的截面上，所述圆锥面的开口角度为90
°‑
140
°
，所述顶面的边缘与所述底面的边缘之间的连线方向与竖直方向的夹角为40
°‑
70
°
。
12.可选的，所述侧面与所述圆锥面之间的最小距离为4-15mm。
13.可选的，所述顶面与所述底面之间的距离为所述第一表面与所述第二表面之间的距离的25％-50％。
14.可选的，所述顶面与所述底面之间的距离为20-40mm，所述第一表面与所述第二表面之间的距离为40-160mm。
15.可选的，所述底面的直径为所述圆锥面的底端开口直径的10％-25％。
16.可选的，所述底面的直径为35-55mm，所述圆锥面的底端开口直径为270-350mm。
17.可选的，在经过所述顶面的圆心且垂直于所述顶面的截面上，所述侧面包括依次连接的多段直线，或依次连接的多段曲线，或依次连接的多段直线和多段曲线。
18.可选的，所述固定柱上沿竖向开设有第三通孔，所述导流块上开设有贯穿所述顶面和所述底面的第四通孔，所述第三通孔与所述第四通孔相连通。
19.本技术的实施例还提供了一种半导体设备，包括壳体以及上述的盖板，所述盖板设置于所述壳体上，所述盖板与所述壳体围合形成腔室。
20.本技术实施例的盖板及半导体设备的有益效果包括，例如：当工艺气体经盖板上的第一通孔通入半导体设备中的腔室内时，导流块能够使工艺气体远离腔室的中心，使得腔室中心气体浓度降低，腔室边缘气体浓度增加，从而较好地解决了半导体设备的腔室内工艺气体分布不均匀的问题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
22.图1为本技术实施例一中用于展示盖板、固定块和导流块的剖视图；
23.图2为本技术实施例一中用于展示晶圆表面膜层厚度变化的示意图；
24.图3为本技术实施例二中用于展示盖板、固定块和导流块的剖视图；
25.图4为本技术实施例二中用于展示晶圆表面膜层厚度变化的示意图。
26.图标：100-盖板；110-第一表面；120-第二表面；130-第一通孔；140-圆锥面；200-固定块；210-第二通孔；220-固定柱；221-第三通孔；300-导流块；310-顶面；320-底面；330-侧面；340-第四通孔。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
29.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。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明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技术和简化描述，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技术的限制。
31.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的特征可以相互结合。
33.本技术的发明人发现，现有在工艺气体通入半导体设备的腔室内部时，大量工艺气体分布在腔室中心，导致腔室中心气体浓度高，而腔室边缘气体浓度低，工艺气体在通入腔室内部后会沉积于腔室内部的晶圆上，从而在晶圆的表面上沉积形成膜层，在腔室中心气体浓度高，而腔室边缘气体浓度低的情况下，晶圆的表面中心的膜层厚度较大，而晶圆的表面边缘的膜层厚度较小，导致晶圆表面的膜层厚度不均匀。本技术的实施例提供了一种半导体设备，至少用于解决半导体设备的腔室内工艺气体分布不均匀的问题，进而解决晶圆表面的膜层厚度不均匀的问题。
34.实施例一：
35.请参考图1，本技术的实施例提供的半导体设备包括壳体(图未示)、盖板100、固定块200和导流块300，盖板100设置于壳体上，盖板100与壳体围合形成腔室，盖板100具有相对的第一表面110和第二表面120，盖板100上开设有贯穿第一表面110和第二表面120的第一通孔130；固定块200设置于第一表面110，固定块200上开设有与第一通孔130相连通的第二通孔210；导流块300连接于固定块200的底部，以使工艺气体远离腔室的中心。
36.需要说明的是，盖板100设置于壳体的顶部，第一表面110和第二表面120分别为盖板100的上下两个表面，第一通孔130开设于盖板100的中心，第二通孔210的开设方向与第一通孔130的开设方向一致；导流块300穿过第一通孔130延伸至腔室内，导流块300能够将经第二通孔210、第一通孔130通入腔室内的工艺气体向远离腔室中心的方向导流。
37.为了解决原有大量工艺气体分布在腔室中心，导致腔室中心气体浓度高，而腔室边缘气体浓度低的问题，当工艺气体依次经固定块200上的第二通孔210、盖板100上的第一通孔130通入腔室内时，导流块300能够使工艺气体远离腔室的中心，使得腔室中心气体浓度降低，腔室边缘气体浓度增加，从而较好地解决了半导体设备的腔室内工艺气体分布不均匀的问题。
38.第二通孔210的内部设置有固定柱220，固定柱220与第二通孔210的内壁相连接，固定柱220沿第二通孔210的开设方向延伸；导流块300具有顶面310、底面320以及连接于顶面310和底面320之间的侧面330，顶面310和底面320均为圆形，顶面310的直径小于底面320的直径；第二表面120上设置有锥形槽，锥形槽的内壁为圆锥面140，圆锥面140的顶端与第一通孔130的内壁相连接，圆锥面140的顶端开口圆心、顶面310的圆心以及底面320的圆心在竖直方向上重合，圆锥面140的直径在由自身顶端到底端的方向上逐渐增大。
39.需要指出的是，固定柱220为圆柱体，固定柱220的端面面积与顶面310的面积相等，导流块300与固定柱220可拆卸地连接，固定块200与盖板100可拆卸地连接，其中，导流块300与固定柱220以及固定块200与盖板100可拆卸连接的方式包括但不限于插接、卡接、螺纹连接等；顶面310与第一表面110相齐平，第一通孔130、第二通孔210、固定柱220、圆锥面140、顶面310、底面320的中心均在竖直方向上重合，在顶面310的直径小于底面320的直径的情况下，侧面330呈倾斜设置。
40.当工艺气体经第二通孔210、第一通孔130流入腔室内时，一方面由于导流块300的
50％。
52.例如，顶面310与底面320之间的距离为40mm，第一表面110与第二表面120之间的距离为80mm，顶面310与底面320之间的距离为第一表面110与第二表面120之间的距离的50％。实际上，顶面310与底面320之间的距离以及第一表面110与第二表面120之间的距离可以依据实际工况在上述范围内做适应性调整。
53.在本实施例中，底面320的直径为圆锥面140的底端开口直径的10％-25％，底面320的直径为35-55mm，圆锥面140的底端开口直径为270-350mm。
54.需要指出的是，圆锥面140的底端与第二表面120相连接。
55.例如，底面320的直径为40mm，圆锥面140的底端开口直径为320mm，底面320的直径为圆锥面140的底端开口直径的12.5％。实际上，底面320的直径和圆锥面140的底端开口直径可以依据实际工况在上述范围内做适应性调整。
56.在本实施例中，在经过顶面310的圆心且垂直于顶面310的截面上，侧面330包括依次连接的多段直线，或依次连接的多段曲线，或依次连接的多段直线和多段曲线。
57.需要说明的是，在经过顶面310的圆心且垂直于顶面310的截面上，侧面330的单侧的截面线包括依次连接的多段直线，或依次连接的多段曲线，或依次连接的多段直线和多段曲线。其中，依次连接的多段直线和多段曲线包含：多段直线依次相连后再连接多段曲线，以及多段直线和多段曲线交错相连，多段直线和多段曲线交错相连。
58.以下结合图2说明本实施例提供的半导体设备带来的有益效果。
59.其中，横坐标为0处指的是晶圆的中心，横坐标大于或小于0指的是由晶圆的中心指向边缘的方向，本实施例以直径为300mm的晶圆为例，横坐标范围由-150-150mm，纵坐标表示晶圆表面膜层厚度；s1曲线示出的是无导流块300时晶圆表面的膜层厚度分布，s2曲线示出的是有导流块300时晶圆表面的膜层厚度分布。
60.设置有导流块300后晶圆表面中心的膜层厚度减小，而晶圆表面边缘的膜层厚度增大，晶圆表面整体的均匀性有所提升。
61.实施例二：
62.请参考图3，本实施例也提供了一种半导体设备，与实施例一的不同之处在于：固定柱220上沿竖向开设有第三通孔221，导流块300上开设有贯穿顶面310和底面320的第四通孔340，第三通孔221与第四通孔340相连通。
63.需要说明的是，此实施例是在实施例一中出现晶圆表面中心膜层厚度过低时的一种调节手段，通过在固定柱220上开设第三通孔221、导流块300上开设第四通孔340，提升腔室中心的工艺气体浓度，进而提升晶圆表面中心膜层厚度，进一步调节晶圆表面膜层均匀性。其中，第三通孔221和第四通孔340的孔径一致，且第三通孔221和第四通孔340均小于10mm。
64.以下结合图4以及下表说明本实施例提供的半导体设备带来的有益效果。
[0065][0066][0067]
其中，横坐标为0处指的是晶圆的中心，横坐标大于或小于0指的是由晶圆的中心指向边缘的方向，纵坐标表示晶圆表面膜层厚度；s3曲线示出的是实施例一中晶圆表面的膜层厚度分布，s4曲线示出的是实施例二中晶圆表面的膜层厚度分布。
[0068]
s3曲线示出的晶圆表面膜层的最大厚度与最小厚度差值为s3曲线示出的晶圆表面膜层厚度均匀性指标nu％为3.04；s4曲线示出的晶圆表面膜层的最大厚度与最小厚度差值为s4曲线示出的晶圆表面膜层厚度均匀性指标nu％为1.77。
[0069]
晶圆表面膜层的最大厚度与最小厚度差值越小，且晶圆表面膜层厚度均匀性指标越小，则表明晶圆表面整体的均匀性较佳。
[0070]
综上所述，本技术实施例提供了一种半导体设备，当工艺气体依次经固定块200上的第二通孔210、盖板100上的第一通孔130通入腔室内时，导流块300能够使工艺气体远离腔室的中心，通过限定导流块300的侧面330的倾斜程度、盖板100的圆锥面140的开口角度、侧面330与圆锥面140之间的最小距离等参数，使得腔室中心气体浓度降低，腔室边缘气体浓度增加，以使半导体设备的腔室内工艺气体分布均匀，进而使得晶圆表面膜层厚度均匀性有所提升。
[0071]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种盖板，其特征在于，所述盖板(100)具有相对的第一表面(110)和第二表面(120)，所述盖板(100)上开设有贯穿所述第一表面(110)和所述第二表面(120)的第一通孔(130)；所述盖板(100)上位于所述第一通孔(130)处设置有导流块(300)，所述导流块(300)能够使工艺气体远离半导体设备中的腔室的中心。2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述第一表面(110)设置有固定块(200)，所述固定块(200)上开设有与所述第一通孔(130)相连通的第二通孔(210)，所述导流块(300)连接于所述固定块(200)的底部。3.根据权利要求2所述的盖板，其特征在于，所述第二通孔(210)的内部设置有固定柱(220)，所述固定柱(220)与所述第二通孔(210)的内壁相连接，所述固定柱(220)沿所述第二通孔(210)的开设方向延伸；所述导流块(300)具有顶面(310)、底面(320)以及连接于顶面(310)和底面(320)之间的侧面(330)，所述顶面(310)和所述底面(320)均为圆形，所述顶面(310)的直径小于所述底面(320)的直径；所述第二表面(120)上设置有锥形槽，所述锥形槽的内壁为圆锥面(140)，所述圆锥面(140)的顶端与所述第一通孔(130)的内壁相连接，所述圆锥面(140)的顶端开口圆心、所述顶面(310)的圆心以及所述底面(320)的圆心在竖直方向上重合，所述圆锥面(140)的直径在由自身顶端到底端的方向上逐渐增大。4.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，在经过所述顶面(310)的圆心且垂直于所述顶面(310)的截面上，所述圆锥面(140)的开口角度为90
°‑
140
°
，所述顶面(310)的边缘与所述底面(320)的边缘之间的连线方向与竖直方向的夹角为40
°‑
70
°
。5.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述侧面(330)与所述圆锥面(140)之间的最小距离为4-15mm。6.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述顶面(310)与所述底面(320)之间的距离为所述第一表面(110)与所述第二表面(120)之间的距离的25％-50％。7.根据权利要求6所述的盖板，其特征在于，所述顶面(310)与所述底面(320)之间的距离为20-40mm，所述第一表面(110)与所述第二表面(120)之间的距离为40-160mm。8.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述底面(320)的直径为所述圆锥面(140)的底端开口直径的10％-25％。9.根据权利要求8所述的盖板，其特征在于，所述底面(320)的直径为35-55mm，所述圆锥面(140)的底端开口直径为270-350mm。10.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，在经过所述顶面(310)的圆心且垂直于所述顶面(310)的截面上，所述侧面(330)包括依次连接的多段直线，或依次连接的多段曲线，或依次连接的多段直线和多段曲线。11.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述固定柱(220)上沿竖向开设有第三通孔(221)，所述导流块(300)上开设有贯穿所述顶面(310)和所述底面(320)的第四通孔(340)，所述第三通孔(221)与所述第四通孔(340)相连通。12.一种半导体设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求1-11任一项所述的盖板(100)，所述盖板(100)设置于所述壳体上，所述盖板(100)与所述壳体围合形成腔室。

技术总结
本申请的实施例提供了一种盖板及半导体设备，涉及半导体技术领域。该盖板具有相对的第一表面和第二表面，盖板上开设有贯穿第一表面和第二表面的第一通孔；盖板上位于第一通孔处设置有导流块，导流块能够使工艺气体远离半导体设备中的腔室的中心，其能够提升半导体设备的腔室内工艺气体分布的均匀性。备的腔室内工艺气体分布的均匀性。备的腔室内工艺气体分布的均匀性。


技术研发人员：方成 尹艳超
受保护的技术使用者：拓荆科技(上海)有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20