[发明专利]用于半导体工艺的腔体盖与顶板的组件及成膜装置

说明书

一种用于半导体工艺的腔体盖与顶板的组件及成膜装置，该组件包含一腔体盖、一顶板及一固持机构。该腔体盖包含一可容纳该固持机构的凹部。该顶板包含一平板部及一凸设于该平板部中央的支撑环。该固持机构包含一对臂部、一对分别连接于该对臂部的连接部、一对分别使该对连接部以相反方向移动的连杆及一驱动该对连杆有相对运动的驱动部。当该对连接部以相反方向移动而靠近，从而该对臂部固持该支撑环。

技术领域

本发明关于一种于半导体基板上形成薄膜的气相成膜装置，详细而言，关于一种用于半导体工艺的腔体盖与顶板的组件。

背景技术

在半导体基板上形成薄膜过程中，成膜装置容纳基板的反应腔内利用气体喷射器将气体源供应的气体水平(或垂直)喷射至承载盘(susceptor)上的基板上方进行混合，再利用加热所引起的物理或化学反应，从而在基板(例如：晶圆)上沉积薄膜。气体喷射器的设计必须令气源气体水平喷出并达成均匀分布于旋转的基板表面，从而于基板表面产生均匀的边界层，以利沉积薄膜的进行。

图1为一现有成膜装置的反应腔的剖视示意图。一成膜装置包含一用于产生气相沉积薄膜的反应腔10，其由腔壁11及腔体盖12围设一接近真空的密闭腔室。该腔室内设有一基板保持构件13，用以承载及固定至少一片基板W。与基板保持构件13相对有一顶板(ceiling；对向板)14，又腔体盖12中央设有一气体喷射器15。该气体喷射器14用于导入及输送用于工艺的气体，例如：H2/N2/V族原料气体、III族原料气体与载送气体(carriergas)的混合及H2/N2/V族原料气体，并水平喷射至基板W之上进行混合，再利用加热所引起的物理或化学反应，从而在晶圆W上沉积薄膜。

在薄膜沉积工艺中，附加在腔体盖12内的上侧的顶板14的下表面温度必须被控制约300℃左右，以避免工艺中脏污颗粒堆积附着于顶板14的下表面并随之掉落于晶圆之上，造成工艺晶圆的良率不佳。附加在腔体盖12之上的顶板14与腔体盖12有一间距，该间距可以通入不同流量与气体组合的混合气体以控制顶板14下表面的温度，目的为防止工艺中堆积脏污颗粒附着于顶板14的下表面。此一设计必须使用氢气(H2)与氮气(N2)以及气体流量控制器(MFC)以调变不同流量与气体组合，并且必须令顶板14与腔体盖12的间距维持在0.1mm并且非常均匀，以利产生组合气体流过时的均匀性，进而达成温度的均匀性。

传统固定顶板于腔体盖的方式略有几种。其中一种利用特殊的工具将一固定环紧固于顶板的表面，然因不同设备人员的操作差异，会影响组装后的整体组合公差及定位。另一种通过四根旋转抓取勾抓住顶板上相应的卡持部。因抓取后移动时易于四根旋转抓取勾间发生不平均的问题，从而造成顶板平面度不均匀，故不利于上述组合气体流过时的均匀性。

综上所述，半导体制造亟需要一种能改善前述组装不易及气流均匀等问题的气相成膜装置，由此可以提升沉积薄膜的品质。

发明内容

本申请提供一种用于半导体工艺的气体喷射器与顶板的组合，其通过改善顶板的固定机制，通过自动化机构对准及卡合，从而增进组装的效率。

本申请案提供一种气相成膜装置，增进顶板及腔体盖组合后的配合公差及顶板平面度，故能避免组合气体流动不均匀的问题产生。

于是，本发明提出一实施例，一种用于半导体工艺的腔体盖与顶板的组件，该组件包含：一腔体盖，包含一凹部；一顶板，包含一平板部及一凸设于该平板部中央的支撑环；以及一容纳于该腔体盖的凹部的固持机构，其包含一对臂部、一对分别连接于该对臂部的连接部、一对分别使该对连接部以相反方向移动的连杆及一驱动该对连杆有相对运动的驱动部，其中当该对连接部以相反方向移动而靠近，从而该对臂部固持该支撑环。

于另一实施例中，该固持机构另包含一具有两个导槽的导引部，该对连接部分别沿着该导槽而以相反方向移动。

于另一实施例中，该支撑环包含一环状体及一设于该环状体的一端的凸缘。该对臂部嵌入该环状体及该凸缘形成的空间内以固持该支撑环。