一种薄膜处理装置及其方法与流程

1.本发明涉及半导体设备领域，具体涉及一种薄膜处理装置及其方法。


背景技术：

2.在半导体器件生产过程中，需要进行大量的微观加工，其中常用的方式为采用气相沉积或等离子体处理工艺利用真空反应腔的原理对半导体晶圆进行处理加工。根据薄膜沉积过程是否含有化学反应，薄膜气相沉积可分为物理气相沉积(physical vapor deposition，简称pvd)和化学气相沉积(chemical vapor deposition，简称cvd)。其中，cvd目前是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料、大多数金属材料和金属合金材料。
3.然而随着半导体器件特征尺寸的日益缩小以及器件集成度的日益提高，对气相沉积的薄膜均匀性提出了越来越高的要求。薄膜沉积装置虽经多次更新换代，性能得到极大提升，但在薄膜沉积均匀性方面仍存在诸多不足，近年随着半导体芯片关键尺寸(cd)的减小，硅外延层生长反应器的需求越来越多。在半导体晶体管器件层的生长过程中除了硅材料的均一性，掺杂物的均一性也是重要指标，但是掺杂材料源气体的输入量远小于硅材料源气体，所以如何精确调整掺杂材料或者硅材料气体在晶圆上最佳的流量和混合比分布在硅外延生长反应器的设计中尤为重要。
4.在薄膜沉积过程中，晶圆薄膜的生长环境是非常苛刻的，多种工艺条件都会对晶圆表面薄膜沉积的均匀性造成影响，例如反应空间的清洁度、掺杂材料源气体的输入时间、混合气体的掺杂程度、工艺气体流动的方向和分布情况、气流场的均匀性、晶圆的加热温度场情况等，它们直接决定了晶圆沉积的薄膜的质量。若反应室内晶圆处理区域的工艺环境不完全一致，会使晶圆表面上沉积的薄膜产生厚度不均匀、组分不均匀、物理特性不均匀等不良现象，进而降低晶圆生产的良品率。但在实际应用时，反应室内的工艺环境往往较为复杂，很难实现精准调控，尤其是工艺气体的组分分布的均匀性。因此，需要对现有的薄膜处理装置进行改进以提高晶圆薄膜沉积的均匀性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种薄膜处理装置及其方法，该装置将进气法兰组件、气体导流组件和进气隔板等相结合，通过进气法兰组件的主反应气体喷口向进气隔板上方输送主反应气体，通过进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道的排气口向进气隔板上方输送辅助气体，使得两种气体在进入晶圆处理区域之前就开始了混合过程，结合对各辅助气体导流管道内的辅助气体的独立调控，以实现对混合气体组分均匀性的精确调控，有利于获得更好的成膜均匀度和薄膜质量。
6.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
7.一种薄膜处理装置，包含：
8.纵长形反应腔室，由反应腔室顶壁、底壁和两侧壁围绕而成，还包括一进气端开口
和一排气端开口；
9.反应腔室内靠近所述进气端开口和排气端开口处分别设置有进气隔板和排气隔板，将反应腔室分隔为上方的反应空间和下方的净化空间；
10.所述进气隔板上方为进气区域，排气隔板上方为排气区域，进气区域、排气区域之间的晶圆处理区域用于容纳承载晶圆的基座以进行薄膜沉积工艺；
11.一进气法兰组件，设置在所述进气端开口处，其包括多个与所述反应空间对应的主反应气体喷口，以向下游的晶圆处理区域喷出主反应气体；
12.所述进气法兰组件还包括设置在所述主反应气体喷口下方的辅助气体喷口，与所述净化空间对应；
13.进气隔板下方还包括一气体导流组件，气体导流组件包括多个沿纵长方向延伸的辅助气体导流管道，所述辅助气体导流管道设置在辅助气体喷口和晶圆处理区域之间，多个所述辅助气体导流管道中的气流独立可调；所述辅助气体导流管道通过设置在进气隔板上的辅助气体进气通道向上连通到进气隔板上方；
14.辅助气体依次经进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道导入进气隔板上方。
15.可选的，所述主反应气体的流量大于所述辅助气体的流量。
16.可选的，所述气体导流组件远离所述辅助气体喷口的端面与待处理晶圆为同心圆设置；
17.所述进气隔板的各辅助气体进气通道的各排气口与晶圆处理区域的距离相同。
18.可选的，所述进气隔板的各辅助气体进气通道的各排气口与晶圆处理区域的距离不同。
19.可选的，所述辅助气体进气通道的出气方向为竖直向上或朝晶圆处理区域方向倾斜。
20.可选的，各个辅助气体导流管道的出气口沿待处理晶圆的一侧周向均匀分布。
21.可选的，所述进气法兰组件开设有若干条主反应气体通道，主反应气体经所述主反应气体通道到达所述主反应气体喷口，所述主反应气体通道和/或所述辅助气体导流管道和/或所述辅助气体进气通道设置有匀气室。
22.可选的，所述气体导流组件还包括第二辅助气体导流管道以提供净化气体，所述第二辅助气体导流管道的出气口位于所述进气隔板下方并朝向所述晶圆处理区域下方的净化空间，以向所述净化空间输入净化气体。
23.可选的，所述进气法兰组件包含晶圆传输口，所述晶圆传输口与所述反应腔室内的反应空间对应，所述主反应气体喷口与所述晶圆传输口连通。
24.可选的，所述进气法兰组件包含晶圆传输口，所述晶圆传输口与所述反应腔室内的净化空间对应。
25.可选的，还包括：
26.第二气体导流组件，其位于所述进气隔板上方，所述第二气体导流组件包括多个主反应气体导流管道，所述主反应气体导流管道沿纵长方向从所述进气法兰组件向晶圆处理区域延伸，所述主反应气体导流管道流动的气体与所述辅助气体导流管道穿过进气隔板向上流动的辅助气体混合后到达晶圆处理区域。
27.可选的，第二气体导流组件远离进气法兰组件的端面与待处理晶圆为同心圆设置。
28.可选的，所述辅助气体进气通道的排气口为锥型或圆型或椭圆型或方型。
29.可选的，所述进气法兰组件包含凹槽结构，所述气体导流组件的一端设置于所述凹槽结构内以使所述辅助气体导流管道与所述辅助气体喷口连通。
30.可选的，所述气体导流组件与所述进气隔板一体成型。
31.可选的，所述主反应气体包括硅源气体和/或含氯气体；
32.和/或，所述辅助气体为含磷和/或含硼和/或含锗的前驱气体。
33.可选的，一种所述薄膜处理装置的处理方法，包含：
34.通过进气法兰组件的主反应气体喷口向反应空间提供主反应气体，通过进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道向反应空间提供辅助气体，所述辅助气体与所述主反应气体在反应空间混合；
35.执行薄膜沉积工艺。
36.本发明与现有技术相比具有以下优点：
37.本发明的一种薄膜处理装置及其方法中，该装置将进气法兰组件、气体导流组件和进气隔板等相结合，通过进气法兰组件的主反应气体通道、主反应气体喷口向进气隔板上方输送主反应气体，通过进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道的排气口向进气隔板上方输送辅助气体，使得两种气体在进入晶圆处理区域之前就开始了混合过程，结合对各辅助气体导流管道内的辅助气体的独立调控，以实现对混合气体组分均匀性的精确调控，有利于获得更好的成膜均匀度和薄膜质量。
附图说明
38.图1为本发明实施例一的薄膜处理装置示意图；
39.图2为本发明实施例一的进气法兰组件截面示意图；
40.图3为本发明实施例一的气体导流组件和晶圆部分俯视图；
41.图4为本发明实施例二的薄膜处理装置示意图；
42.图5为本发明实施例二的进气法兰组件截面示意图。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要
素。
45.需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。
46.实施例一
47.如图1～图3结合所示，为本发明的一种薄膜处理装置(化学气相沉积装置cvd)的示意图，该装置包含一个纵长形反应腔室100，所述反应腔室100可用于处理一个或多个晶圆w，包括将材料沉积在晶圆w的上表面。所述反应腔室100由位于顶端的反应腔室100顶壁101、位于底端的底壁102以及在顶壁101和底壁102之间两侧延伸的侧壁围绕而成，可选的，所述顶壁101、底壁102由对热能透明的光学透明或半透明材料制备(如对特定红外波段透明的石英材料)。
48.所述反应腔室100还包括一进气端开口103和一排气端开口104，反应腔室100内靠近所述进气端开口103和排气端开口104处分别设置有进气隔板105和排气隔板106，所述进气隔板105和排气隔板106将反应腔室100内部分隔为上方的反应空间a和下方的净化空间b。进一步的，所述进气隔板105上方为进气区域，所述排气隔板106上方为排气区域，所述进气区域、排气区域之间的晶圆处理区域用于容纳承载晶圆w的基座110以进行薄膜沉积工艺。用于沉积的工艺气体从进气端开口103流入反应腔室100内，在晶圆处理区域执行薄膜沉积工艺，并从排气端开口104排出反应腔室100。在本实施例中，所述纵长形反应腔室100为由石英制成的一体式反应腔，所述进气端开口103和排气端开口104的横向宽度大于所述反应腔室100的高度。
49.在本实施例中，所述基座110包含晶圆承载台111和支撑架112，所述晶圆承载台111的正面用于承载一个或多个执行薄膜沉积工艺的晶圆w，所述支撑架112设置于所述晶圆承载台111的下方并用于支撑晶圆承载台111，所述支撑架112可由非金属材料制成(如石英)，以降低被污染的风险。所述晶圆承载台111外侧环绕设置有预热环107，以便对进气区域输送的工艺气体进行预加热。其中顶壁101上方和底壁102下方还需要设置辐射加热源，典型的为高功率的加热灯组，底壁102下方的加热灯组用于加热晶圆承载台111，间接加热晶圆承载台111上方的晶圆w，顶壁101上方的加热灯组用于加热晶圆w和晶圆w周围的预热环107，同时也能对进入反应腔室100内进气区域的反应气体进行预热。
50.如图1所示，所述薄膜处理装置还包含进气法兰组件120，其设置于所述进气端开口103处。所述进气法兰组件120开设有多条主反应气体通道121以输送主反应气体，所述主反应气体通道121包含与所述反应空间a对应的主反应气体喷口122，以向下游的晶圆处理区域喷出主反应气体。在本实施例中，所述进气法兰组件120还包含晶圆传输口123，所述晶圆传输口123与所述反应腔室100内的反应空间a对应，所述主反应气体喷口122与所述晶圆传输口123连通，主反应气体经所述主反应气体通道121输送到所述主反应气体喷口122，进而从晶圆传输口123进入反应空间a。
51.进一步的，所述进气法兰组件120还包括设置在所述主反应气体喷口122下方的辅助气体喷口124，其与所述净化空间b对应。所述进气隔板105下方还包括一气体导流组件130，所述气体导流组件130包括多个沿纵长方向延伸的辅助气体导流管道131，所述辅助气体导流管道131设置在辅助气体喷口124和晶圆处理区域之间，多个所述辅助气体导流管道131中的气流独立可调。所述辅助气体导流管道131通过设置在进气隔板105上的辅助气体
进气通道1051向上连通到进气隔板105上方。辅助气体依次经进气法兰组件120的辅助气体喷口124、气体导流组件130的辅助气体导流管道131、进气隔板105的辅助气体进气通道1051的排气口1052进入进气隔板105上方，输送到进气隔板105上方的辅助气体和主反应气体进行混合，进而在晶圆w上方进行薄膜沉积过程。
52.由上述可知，主反应气体和辅助气体开始混合前，主反应气体的气流位于辅助气体气流的上方，在不影响主反应气体进气的前提下，辅助气体进入主反应气体的气流中，通过调控辅助气体以调节晶圆处理区域中混合气体的气体分布。根据工艺条件的需求，调节各个辅助气体导流管道131中辅助气体的气流，以灵活控制晶圆处理区域内混合气体的组分均匀性，实现对晶圆w上方工艺气体气流场的精确调控，有助于获取组分均匀的外延层薄膜；另一方面，主反应气体和辅助气体在进入晶圆处理区域之前就开始了混合过程，既能在到达晶圆w时有一定的混合程度，又不至于过度扩散面积太大，以至于无法控制其成分分布，上述结构可实现对工艺过程中混合气体组分的可控调节，以便获取的薄膜具有更好的组分均匀性，保证晶圆w生产的良品率。
53.可选的，所述主反应气体通道121和/或所述辅助气体导流管道131和/或所述辅助气体进气通道1051设置有横向扩展的匀气室125，以便对该通道所输送气体的缓冲。多个主反应气体通道121或辅助气体导流管道131或辅助气体进气通道1051可交替排列，根据实际需求进行加工设置。
54.在一实施例中，所述进气法兰组件120包含凹槽结构，所述气体导流组件130的一端设置于所述凹槽结构内，以使所述辅助气体导流管道131的第一端与所述进气法兰组件120的辅助气体喷口124连通。所述辅助气体导流管道131的第二端与所述进气隔板105的辅助气体进气通道1051连通，以向进气隔板105上方输送辅助气体。在另一实施例中，所述气体导流组件130与所述进气隔板105为一体结构(一体成型)，以减少各组件之间气体泄漏的可能性，避免扰乱反应腔室100的环境。
55.可选的，所述进气法兰组件120由金属材料制备，所述气体导流组件130由石英或氧化铝或氧化钛或石墨等材料制备，本发明对此不加以限制，只要不影响反应腔室100内的真空环境均可。
56.在本实施例中，所述辅助气体为用于掺杂的气体(例如含磷的前驱气体)，所述主反应气体的流量大于所述辅助气体的流量，即工艺所需的混合气体中只需混合少量的掺杂气体。由于掺杂气体相对主反应气体更靠近晶圆w边缘区域，所以可实现对工艺过程中掺杂气体在晶圆w表面分布情况的可控调节，有利于获得更好的成膜均匀度和薄膜质量。可选的，所述主反应气体为硅源气体和/或含氯气体；所述辅助气体为含磷和/或含硼和/或含锗的前驱气体，根据实际工艺需求，主反应气体和辅助气体也可包含其他种类的气体组分。
57.在本实施例中，所述气体导流组件130远离所述辅助气体喷口124的端面与待处理晶圆w为同心圆设置(请见图1和图3)，各辅助气体导流管道131的出气口沿待处理晶圆w的一侧周向均匀分布。进一步的，所述进气隔板的各个辅助气体进气通道1051的各排气口1052沿待处理晶圆w的一侧周向均匀分布，即各排气口1052距晶圆w边缘的距离相同，以便辅助气体导流管道131、辅助气体进气通道1051输送的辅助气体(掺杂气体)与主反应气体在反应腔室100内的混合行走路径长度相当，有助于对混合气体组分均匀性的精确调控，该方式优选适用于只有一类掺杂气体的薄膜沉积工艺中。
58.当然，各个辅助气体进气通道1051的排气口1052与晶圆处理区域的距离也可不同，本发明对此不加以限制。示例地，在另一实施例中，所述进气隔板105上的多条辅助气体进气通道1051的各排气口1052与晶圆处理区域的距离不同，即各排气口1052与晶圆w边缘的距离不同，以使各辅助气体与主反应气体进行混合的路径长度不同。根据实际需要的混合程度以及工艺条件需求，选用不同的辅助气体进气通道1051以及与其连通的辅助气体导流管道131，以在晶圆w表面形成预期的混合气体气流层，进而通过薄膜沉积工艺获取高质量的外延层薄膜。可选的，所述辅助气体进气通道1051的排气口1052为锥型或圆型或椭圆型或方型，可根据实际需要进行选择加工。
59.进一步的，所述辅助气体进气通道1051的出气方向为竖直向上或朝晶圆处理区域方向倾斜，即反应空间a内辅助气体的进入方向与主反应气体的输送方向之间有夹角，以便两种气体在反应空间a内快速混合。相比于互相平行的输送方向，本发明中使主反应气体与掺杂气体的输送方向之间有夹角有助于各类气体在反应腔室100内的快速混合，以便晶圆处理区域获取混合程度更高气体组分分布更为均匀的反应气流场，提高对工艺过程的控制准确度，以便精准调控工艺过程。
60.如图1所示，所述气体导流组件130还包括第二辅助气体导流管道132以提供净化气体，所述第二辅助气体导流管道132的出气口位于所述进气隔板105下方并朝向所述晶圆处理区域下方的净化空间b，以向所述净化空间b输入净化气体，所述净化气体均布在腔室的宽度方向。进一步的，在本实施例中，沿基座110的支撑架112方向提供另一路净化气体，其净化气体均布在腔室的竖直方向，两路净化气体共同作用以实现工艺过程中对净化空间b的保护，防止工艺气体向下扩散到净化空间b，减少副产物的生成。
61.基于同一发明构思，本发明还提供了一种所述薄膜处理装置的处理方法，该方法包含：s1、通过进气法兰组件120的主反应气体喷口122向反应空间a提供主反应气体，通过进气法兰组件120的辅助气体喷口124、气体导流组件130的辅助气体导流管道131、进气隔板105的辅助气体进气通道1051向反应空间a提供辅助气体，所述辅助气体与所述主反应气体在反应空间a混合；s2、执行薄膜沉积工艺。
62.实施例二
63.基于实施例一的薄膜处理装置的结构特性，本实施例对进气法兰组件220做出了一些改变。如图4和图5结合所示，为本实施例的薄膜处理装置结构示意图。
64.在本实施例中，所述进气法兰组件220包含晶圆传输口223，所述晶圆传输口223与所述反应腔室200内的净化空间b对应。基座210包含承载晶圆w的晶圆承载台211和支撑晶圆承载台211的支撑架212，所述基座210可从反应空间a的晶圆处理区域下降到净化空间b，使得基座210上的晶圆w可被机械臂传输到反应腔室200的外部空间。
65.在工艺状态中，所述晶圆承载台211与所述进气隔板205和排气隔板206在同一水平高度，以隔离所述反应空间a和所述净化空间b，两个空间相互独立，以免影响晶圆w的薄膜沉积过程。待晶圆w薄膜处理工艺完成，下调基座210的晶圆承载台211高度，使晶圆承载台211连同其上的晶圆w位于净化空间b，以便机械臂对晶圆w进行传送。晶圆w的取片传片都在晶圆处理区域下方的净化空间b进行操作，避免了机械臂在传片时对晶圆处理区域造成污染，有助于保持晶圆处理区域的洁净度，进一步确保晶圆w在工艺过程中不会受到颗粒或其他金属污染，保证了晶圆w薄膜沉积的质量。
66.如图4所示，所述进气法兰组件220内开设的主反应气体通道221包含连通的竖向通道和横向通道，所述横向通道的端口处为主反应气体喷口222，其与反应空间a对应，以便传送主反应气体。
67.进一步的，本实施例的薄膜处理装置还包含第二气体导流组件240，所述第二气体导流组件240位于进气隔板205的上方，所述第二气体导流组件240包括多个与主反应气体喷口222连通的主反应气体导流管道241，所述主反应气体导流管道241沿纵长方向从所述进气法兰组件220向晶圆处理区域延伸，所述主反应气体导流管道241流动的气体与所述辅助气体导流管道231穿过进气隔板205向上流动的辅助气体混合后到达晶圆处理区域。
68.所述主反应气体导流管道241的延伸长度小于气体导流组件230的辅助气体导流管道231的延伸长度，即主反应气体先进入反应空间a的进气区域向晶圆w方向扩散，在扩散过程中辅助气体融入气流与主反应气体进行混合，以便灵活控制晶圆处理区域内的工艺气体分布，实现对晶圆处理区域中混合气体流量和混合比分布的精确调整，在不破坏真空度的情况下使气体以有利于工艺的方式进入反应腔室200内，提高了成膜的组分均匀性。可选的，根据需要，本实施例的第二气体导流组件240也可应用于实施例一的薄膜处理装置中(可根据需求改变主反应气体导流管道241的形状)，本发明对此不加以限制。主反应气体导流管道241的延伸长度也可以大于辅助气体导流管道231的延伸长度，这种设计方案中，每个辅助气体导流管道231中辅助气体穿过进气隔板205向上进入主反应气体导流管道241内部，两种气体在发生混合流动一小段距离后在主反应气体导流管道241的出口端向周围扩散，这种结构也属于本发明的一个变形实施例。
69.进一步的，第二气体导流组件240远离主反应气体喷口222的端面与待处理晶圆w为同心圆设置，各主反应气体导流管道241的各气体出口沿待处理晶圆w的一侧周向均匀分布，以便其输送的主反应气体均匀分布于反应空间a中；同时，各主反应气体导流管道241输送的主反应气体在反应腔室200内的行走路径长度类似，有助于对主反应气体的调控，以便后续与辅助气体的混合。
70.另外，本实施例的其他结构及各组件作用方式，如气体导流组件230的具体设置与作用方式、提供净化气体的第二辅助气体导流管道232等，都可与实施例一中的相同，在此不再加以赘述。
71.综上所述，本发明的一种薄膜处理装置及其方法中，该装置将进气法兰组件120、气体导流组件130和进气隔板105等相结合，通过进气法兰组件120的主反应气体通道121、主反应气体喷口122向进气隔板105上方输送主反应气体，通过进气法兰组件120的辅助气体喷口124、气体导流组件130的辅助气体导流管道131、进气隔板105的辅助气体进气通道1051的排气口1052向进气隔板105上方输送辅助气体，使得两种气体在进入晶圆处理区域之前就开始了混合过程，结合对各辅助气体导流管道131内的辅助气体的独立调控，以实现对混合气体组分均匀性的精确调控，有利于获得更好的成膜均匀度和薄膜质量。
72.进一步的，该装置中的气体导流组件130包含提供净化气体的第二辅助气体导流管道132，结合基座110支撑架112方向的净化气流，两路净化气体共同作用以实现工艺过程中对净化空间b的保护，防止反应空间a的工艺气体向下扩散到净化空间b，减少副产物的生成。
73.进一步的，该装置中第二气体导流组件240与气体导流组件230相结合，通过分别
控制主反应气体和辅助气体在反应空间a的扩散路径长度以及两种气体的混合路径长度，以对晶圆处理区域中混合气体流量和混合比分布的精确调整，实现对晶圆处理区域中混合气体的分布均匀性以及组分均匀性的精准控制，提高了晶圆w薄膜沉积的质量。
74.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种薄膜处理装置，其特征在于，包含：纵长形反应腔室，由反应腔室顶壁、底壁和两侧壁围绕而成，还包括一进气端开口和一排气端开口；反应腔室内靠近所述进气端开口和排气端开口处分别设置有进气隔板和排气隔板，将反应腔室分隔为上方的反应空间和下方的净化空间；所述进气隔板上方为进气区域，排气隔板上方为排气区域，进气区域、排气区域之间的晶圆处理区域用于容纳承载晶圆的基座以进行薄膜沉积工艺；一进气法兰组件，设置在所述进气端开口处，其包括多个与所述反应空间对应的主反应气体喷口，以向下游的晶圆处理区域喷出主反应气体；所述进气法兰组件还包括设置在所述主反应气体喷口下方的辅助气体喷口，与所述净化空间对应；进气隔板下方还包括一气体导流组件，气体导流组件包括多个沿纵长方向延伸的辅助气体导流管道，所述辅助气体导流管道设置在辅助气体喷口和晶圆处理区域之间，多个所述辅助气体导流管道中的气流独立可调；所述辅助气体导流管道通过设置在进气隔板上的辅助气体进气通道向上连通到进气隔板上方；辅助气体依次经进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道导入进气隔板上方。2.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述主反应气体的流量大于所述辅助气体的流量。3.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述气体导流组件远离所述辅助气体喷口的端面与待处理晶圆为同心圆设置；所述进气隔板的各辅助气体进气通道的各排气口与晶圆处理区域的距离相同。4.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述进气隔板的各辅助气体进气通道的各排气口与晶圆处理区域的距离不同。5.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述辅助气体进气通道的出气方向为竖直向上或朝晶圆处理区域方向倾斜。6.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，各个辅助气体导流管道的出气口沿待处理晶圆的一侧周向均匀分布。7.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述进气法兰组件开设有若干条主反应气体通道，主反应气体经所述主反应气体通道到达所述主反应气体喷口，所述主反应气体通道和/或所述辅助气体导流管道和/或所述辅助气体进气通道设置有匀气室。8.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述气体导流组件还包括第二辅助气体导流管道以提供净化气体，所述第二辅助气体导流管道的出气口位于所述进气隔板下方并朝向所述晶圆处理区域下方的净化空间，以向所述净化空间输入净化气体。9.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述进气法兰组件包含晶圆传输口，所述晶圆传输口与所述反应腔室内的反应空间对应，所述主反应气体喷口与所述晶圆传输口连通。10.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，
所述进气法兰组件包含晶圆传输口，所述晶圆传输口与所述反应腔室内的净化空间对应。11.如权利要求1或10所述的薄膜处理装置，其特征在于，还包括：第二气体导流组件，其位于所述进气隔板上方，所述第二气体导流组件包括多个主反应气体导流管道，所述主反应气体导流管道沿纵长方向从所述进气法兰组件向晶圆处理区域延伸，所述主反应气体导流管道流动的气体与所述辅助气体导流管道穿过进气隔板向上流动的辅助气体混合后到达晶圆处理区域。12.如权利要求11所述的薄膜处理装置，其特征在于，第二气体导流组件远离进气法兰组件的端面与待处理晶圆为同心圆设置。13.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述辅助气体进气通道的排气口为锥型或圆型或椭圆型或方型。14.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述进气法兰组件包含凹槽结构，所述气体导流组件的一端设置于所述凹槽结构内以使所述辅助气体导流管道与所述辅助气体喷口连通。15.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述气体导流组件与所述进气隔板一体成型。16.如权利要求1所述的薄膜处理装置，其特征在于，所述主反应气体包括硅源气体和/或含氯气体；和/或，所述辅助气体为含磷和/或含硼和/或含锗的前驱气体。17.一种如权利要求1～16任一项所述的薄膜处理装置的处理方法，其特征在于，包含：通过进气法兰组件的主反应气体喷口向反应空间提供主反应气体，通过进气法兰组件的辅助气体喷口、气体导流组件的辅助气体导流管道、进气隔板的辅助气体进气通道向反应空间提供辅助气体，所述辅助气体与所述主反应气体在反应空间混合；执行薄膜沉积工艺。

技术总结
本发明公开了一种薄膜处理装置及其方法，该装置包含：反应腔室、进气隔板和排气隔板；进气法兰组件，其包含多个与反应空间对应的主反应气体喷口和与净化空间对应的辅助气体喷口；气体导流组件，其包含多个与进气隔板的辅助气体进气通道连通的辅助气体导流管道，各辅助气体导流管道中的气流独立可调；主反应气体经主反应气体喷口输送到反应空间，辅助气体经辅助气体喷口、辅助气体导流管道、辅助气体进气通道导入进气隔板上方。其优点是：该装置中主反应气体和辅助气体在进入晶圆处理区域之前已开始了混合过程，结合对各辅助气体导流管道内的辅助气体的独立调控，以实现对混合气体组分均匀性的精确调控，有利于获得更好的成膜均匀度和薄膜质量。度和薄膜质量。度和薄膜质量。


技术研发人员：姜勇 庞云玲 闫韬 陈恩毅
受保护的技术使用者：中微半导体设备（上海）股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13