TW202446988A

TW202446988A - 氣相沉積裝置及基片處理方法

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Publication number: TW202446988A
Application number: TW113111774A
Authority: TW
Inventors: 許燦; 龔岳俊
Original assignee: 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司
Priority date: 2023-05-23
Filing date: 2024-03-28
Publication date: 2024-12-01
Also published as: CN116288279B; CN116288279A; TWI901057B

Abstract

本發明提供一種氣相沉積裝置及基片處理方法。氣相沉積裝置包括：反應腔；基座組件設置於反應腔的底部，包括中心區域和環繞中心區域的邊緣區域，基座組件可在高位和低位之間移動；氣體噴淋頭與基座組件相對設置於反應腔的頂部；設置基座組件位於高位，基座組件的邊緣區域與氣體噴淋頭的下表面形成圍繞反應空間的第一抽氣通道；第二抽氣通道圍繞第一抽氣通道且第二抽氣通道的流導大於第一抽氣通道的流導，使製程氣體經過第一抽氣通道、第二抽氣通道兩級阻礙後排出。本發明能夠改變抽氣流導，平衡氣體分佈和清潔效率。

Description

氣相沉積裝置及基片處理方法

本發明涉及半導體設備技術領域，特別涉及一種氣相沉積裝置及基片處理方法。

在半導體裝置的製造過程中，需要進行大量的微觀加工，其中常用的方式為採用原子層沉積工藝（ALD）或氣相沉積工藝（CVD）或電漿處理工藝利用反應腔的原理對基片進行處理加工。隨著半導體裝置特徵尺寸的日益縮小以及裝置集成度的日益提高，原子層沉積和化學氣相沉積等工藝的應用愈加廣泛。例如在某些情況下，通過原子層沉積工藝對晶圓表面進行薄膜沉積處理。原子層沉積工藝是一種基於有序、表面自飽和反應的化學氣相薄膜沉積技術，可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基片表面，通過將多種工藝氣體交替脈衝通入反應腔並在基片表面發生氣固相化學吸附反應形成薄膜。在原子沉積過程中，新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯的，這種方式使每次反應只沉積一層原子。

氣相沉積裝置雖經多次更新換代，性能得到極大提升，但在薄膜沉積均勻性方面仍存在諸多不足，尤其是隨著基片尺寸日益增大，現有的氣相沉積裝置已難以滿足薄膜的均勻性要求。在薄膜沉積過程中，多種工藝條件都會對基片表面薄膜沉積的均勻性造成影響，例如抽氣流導這一控制條件。提高抽氣流導可以增加清潔效率，但會導致反應腔內工藝氣體分佈不均勻，使基片表面沉積的薄膜厚度不均勻性，降低基片生產的良品率；降低抽氣流導可以使工藝氣體分佈更均勻，但會降低清潔效率。

本發明的目的是提供一種氣相沉積裝置及基片處理方法，能夠改變抽氣流導，平衡氣體分佈和清潔效率。

為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種氣相沉積裝置，包括：反應腔，用於執行氣相沉積工藝；基座組件，設置於所述反應腔的底部，包括用於承載基片的中心區域和環繞所述中心區域的邊緣區域，所述基座組件可在一高位和一低位之間移動；氣體噴淋頭，與所述基座組件相對設置於所述反應腔的頂部，用於通入多種製程氣體，所述氣體噴淋頭的下表面與所述基座組件的中心區域的上表面之間為一反應空間；設置所述基座組件位於所述高位，所述基座組件的邊緣區域與所述氣體噴淋頭的下表面形成圍繞所述反應空間的第一抽氣通道；以及，第二抽氣通道，其圍繞所述第一抽氣通道，所述第二抽氣通道的流導大於所述第一抽氣通道的流導，使所述製程氣體經過第一抽氣通道、第二抽氣通道兩級阻礙後排出。

可選地，所述基座組件可下降至傳片位置，所述基座組件在所述低位時的上表面高度高於在所述傳片位置時的上表面高度，且低於所述第二抽氣通道的進氣口的下沿高度。

可選地，所述製程氣體包括工藝氣體和吹掃氣體，所述基座組件移動到所述高位時，所述工藝氣體由所述氣體噴淋頭進入所述反應空間，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；所述基座組件移動到所述低位時，所述吹掃氣體由所述氣體噴淋頭進入所述反應空間，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出。

可選地，所述基座組件包括位於所述基座組件的邊緣區域的邊緣環，所述第一抽氣通道由所述邊緣環的上表面與所述氣體噴淋頭的邊緣區域的下表面之間的縫隙組成。

可選地，所述氣體噴淋頭的邊緣區域的下表面低於所述氣體噴淋頭的中心區域的下表面。

可選地，所述邊緣環的上表面高於所述基座組件的中心區域的上表面。

可選地，還包括位於所述氣體噴淋頭與所述反應腔的側壁之間的抽氣環，所述第二抽氣通道包括所述抽氣環的環形抽氣空間，所述反應空間中的製程氣體可經所述環形抽氣空間的進氣口進入所述環形抽氣空間，所述環形抽氣空間的出氣口連通外部抽氣裝置。

可選地，所述環形抽氣空間的進氣口為沿所述抽氣環的內側壁的周向均勻或非均勻分佈的多個孔。

可選地，所述多個孔的數量大於60。

可選地，所述第一抽氣通道的徑向寬度大於等於30mm。

可選地，所述第一抽氣通道的上下表面具有第一距離，所述第一距離小於等於2mm。

可選地，所述第二抽氣通道的進氣口具有第二距離，所述第二距離大於等於4mm。

可選地，所述氣體噴淋頭的邊緣區域的下表面設有環狀凸台，所述環狀凸台可上下移動來調整所述環狀凸台的下表面與所述基座組件的邊緣區域的上表面之間的距離。

可選地，還包括：第一工藝氣源、第二工藝氣源和吹掃氣源，所述第一工藝氣源、第二工藝氣源和吹掃氣源通過輸氣管路與所述氣體噴淋頭連通，用於分別輸送第一工藝氣體、第二工藝氣體和吹掃氣體；控制器，其被配置為使所述基座組件移動到所述高位，使所述第一工藝氣體進入所述反應空間執行第一步驟；使所述基座組件移動到所述低位，使所述吹掃氣體進入所述反應空間執行第二步驟；使所述基座組件移動到所述高位，使所述第二工藝氣體進入所述反應空間執行第三步驟。

可選地，所述高位和所述低位至少包括一個高度值，所述高位的最小高度值大於所述低位的最大高度值。

可選地，所述高位用於薄膜的沉積；所述低位用於反應空間的清潔吹掃。

可選地，設置所述基座組件位於所述低位，使所述製程氣體經過所述第二抽氣通道一級阻礙後排出。

進一步還提供了一種基片處理方法，應用於如上述任一項所述的氣相沉積裝置，所述方法包括如下步驟：控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第一工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學吸附處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第二工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學反應處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；重複以上步驟，直到所述基片的表面沉積的薄膜符合要求。

可選地，還包括步驟：控制所述基座組件下降至傳片位置，將待處理基片傳入所述反應腔，或，將已處理基片傳出所述反應腔。

與現有技術相比，本發明至少具有如下優點之一：

採用本發明提供的氣相沉積裝置，當所述基座組件移動到所述高位時，此時所述反應腔具有兩級抽氣通道，第一級為第一抽氣通道，第二級為第二抽氣通道，第二抽氣通道的流導大於第一抽氣通道，由於所述第一抽氣通道緊鄰反應空間，且流導小，使得所述反應空間具有較小的抽氣通量，有助於工藝氣體在所述反應空間內快速且均勻分佈，從而使得基片表面具有更好的薄膜均勻性，當所述基座組件移動到所述低位時，所述基片的邊緣區域的上表面與所述氣體噴淋頭的下表面距離較大，對反應空間的氣體流出基本無影響，因此所述第一抽氣通道消失或忽略不計，所述反應空間只由所述第二抽氣通道進行抽氣，從而可具有較大的抽氣通量，有助於氣體快速排出，提高吹掃氣體的清潔效率。

以下結合圖式和具體實施方式對本發明提出的方案作進一步詳細說明。根據下面說明，本發明的優點和特徵將更清楚。需要說明的是，圖式採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施方式的目的。為了使本發明的目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，請參閱圖式。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容能涵蓋的範圍內。

在薄膜沉積的工藝處理過程中，工藝條件抽氣流導至關重要。基於此，如圖1、圖2所示，本發明提供了一種氣相沉積裝置，包括反應腔100，用於執行氣相沉積工藝，所述反應腔100的底部設有可上下移動的基座組件110，所述基座組件110的上表面由用於承載基片的中心區域X和圍繞所述中心區域X的邊緣區域Y 組成，所述中心區域X的上表面可放置一個或多個基片。所述反應腔100的頂部設有氣體噴淋頭101，用於通入多種製程氣體，對基片進行加工處理。所述基座組件110與所述氣體噴淋頭101相對設置，所述氣體噴淋頭101的下表面與所述基座組件110的中心區域X的上表面之間為一反應空間，多種製程氣體通過所述氣體噴淋頭101可以交替通入所述反應空間。根據某一工藝過程中反應的需要，當所述製程氣體的種類改變時，所述基座組件110的上表面高度可在高位和低位之間切換，同時改變了反應空間的大小以及反應空間氣體排出口的尺寸，當所述基座組件110移動到所述高位時，其邊緣區域Y的上表面與所述氣體噴淋頭101的下表面形成圍繞所述反應空間的第一抽氣通道d1。

具體的，當所述製程氣體改變時，可以更改所述基座組件110邊緣區域Y的上表面和所述氣體噴淋頭101的下表面的距離，進而改變所述反應空間中所述製程氣體的流出速度，根據實際需要調整均勻性和排氣效率之間的傾向。可以理解的是，所述基座組件110移動到所述高位時，因邊緣區域Y的上表面距離所述氣體噴淋頭101的下表面較近，會對所述反應空間內的氣體排出產生阻力，所以其邊緣區域Y的上表面與所述氣體噴淋頭101的下表面形成所述第一抽氣通道d1，也即製程氣體從所述第一抽氣通道d1排出時會產生流導。所述氣相沉積裝置中還具有圍繞所述第一抽氣通道d1的第二抽氣通道d2，通過所述第二抽氣通道d2的孔徑配合抽氣壓力，使所述製程氣體經過所述第二抽氣通道d2也產生流導，所述第二抽氣通道d2的流導大於所述第一抽氣通道d1的流導，使所述製程氣體經過第一抽氣通道d1、第二抽氣通道d2兩級阻礙後排出。

由圖1和圖2可知，當所述基座組件110移動到所述高位時，此時所述反應腔100具有兩級抽氣通道，第一級為所述第一抽氣通道d1，第二級為所述第二抽氣通道d2，所述第二抽氣通道d2的流導大於所述第一抽氣通道d1，由於所述第一抽氣通道d1緊鄰所述反應空間，且流導小，使得所述反應空間具有較小的抽氣通量，有助於工藝氣體在所述反應空間內均勻分佈，從而使得基片表面具有更好的薄膜均勻性；當所述基座組件110移動到所述低位時，所述基座組件110的邊緣區域Y的上表面與所述氣體噴淋頭101的下表面距離較大，對所述反應空間的氣體流出基本無影響，因此所述第一抽氣通道d1消失或忽略不計，所述反應空間只由所述第二抽氣通道d2進行抽氣，使所述製程氣體經過所述第二抽氣通道d2一級阻礙後排出，從而可具有較大的抽氣通量，有助於氣體快速排出，提高吹掃氣體的清潔效率。在一些實施例中，所述基座組件110移動到所述低位時，所述基座組件110邊緣區域Y的上表面高度低於所述第二抽氣通道d2的高度（即低於所述第二抽氣通道d2的進氣口的下沿高度），以降低所述氣體噴淋頭101和所述基座組件110邊緣區域Y對製程氣體抽出的影響。

所述製程氣體包括工藝氣體（如原料氣體TiCl ₄、反應活性氣體NH ₃等）和吹掃氣體（如N ₂等）。對於上述的氣相沉積裝置，可以理解的是，所述高位用於薄膜的沉積，當所述基座組件110移動到所述高位時，所述工藝氣體在所述反應腔100內的氣體流向如圖1中的虛線箭頭所示，所述工藝氣體由所述氣體噴淋頭101進入所述反應空間，不能立即經由所述第一抽氣通道d1全部排出，在所述反應空間內可產生滯留的效果，使氣體分佈更均勻，提高基片表面薄膜均勻性，在反應過程中所述反應空間中的氣體需要經所述第一抽氣通道d1後，再由所述第二抽氣通道d2排出；所述低位用於反應空間的清潔吹掃，當所述基座組件110移動到所述低位時，所述吹掃氣體在所述反應腔100內的氣體流向如圖2中的虛線箭頭所示，所述吹掃氣體由所述氣體噴淋頭101進入所述反應空間，此時所述反應空間內的氣體無需經過較小抽氣通量的所述第一抽氣通道d1，而是直接由較大抽氣通量的所述第二抽氣通道d2排出，從而提高了清潔效率，可以快速完成清潔並轉而執行下一步驟，並且所述第二抽氣通道d2同樣會使所述反應空間內的氣體產生小於所述第一抽氣通道d1的滯留效果，能夠更全面吹掃所述反應空間內部件表面的上一個步驟的製程氣體，清潔效果更好。

在一種實施方式中，所述氣相沉積裝置還可以包括一控制器，用於自動化地控制所述基座組件110上下移動以及相配合地控制所述工藝氣體或吹掃氣體通入。所述基座組件110包含一基台111，所述基台111的中心區域用於承載基片，所述基台111可與如電機驅動器等的第一升降驅動機構113連接，所述第一升降驅動機構113帶動所述基座組件110上下移動。當需要通入工藝氣體時，所述控制器控制所述第一升降驅動機構113帶到所述基座組件110移動到所述高位，並控制所述工藝氣體由所述氣體噴淋頭101通入所述反應腔100。當需要通入吹掃氣體時，所述控制器控制所述第一升降驅動機構113帶到所述基座組件110移動到所述低位，並控制所述吹掃氣體由所述氣體噴淋頭101通入所述反應腔100。

進一步的，如圖1、圖4、圖5所示，在所述基座組件110移動到所述高位時，所述第一抽氣通道d1的上下表面具有第一距離h1，為了能夠在反應空間內可產生滯留的效果，所述第一距離h1可以小於等於2mm。過大的第一距離h1將會令所述製程氣體更快從所述反應空間逃逸，不能起到在基片表面均勻鋪開的效果。

如圖1、圖4、圖5所示，所述基座組件110包括位於所述基座組件110的邊緣區域Y的邊緣環112，所述邊緣環112的作用是覆蓋在所述基座組件110的基台111的邊緣，避免在所述基台111的邊緣產生沉積物，降低所述基台111的維護成本。本實施例中，所述第一抽氣通道d1由所述邊緣環112的上表面與所述氣體噴淋頭101的邊緣區域的下表面之間的縫隙組成，即，當所述基座組件110上升到所述高位時，所述邊緣環112的上表面與所述氣體噴淋頭101的邊緣區域的下表面相互靠近，且二者之間形成所述第一抽氣通道d1。

為了保證所述反應空間具有足夠的容積來容納製程氣體，在一種實施方式中，如圖4所示，可使所述邊緣環112的上表面高於所述基座組件110的中心區域X的上表面，由此，當所述基座組件110上升到所述高位時，所述邊緣環112的上表面與所述氣體噴淋頭101的下表面的距離較小，從而滿足上述第一距離h1的要求。在另一種實施方式中，如圖1所示，也可使所述氣體噴淋頭101的邊緣區域Y的下表面低於所述氣體噴淋頭101的中心區域X的下表面，即，在所述氣體噴淋頭101邊緣區域Y的下表面設置一環狀凸台1011，由此，當所述基座組件110上升到所述高位時，所述氣體噴淋頭101的環狀凸台1011下表面與所述基座組件110的邊緣區域Y的上表面之間的距離較小，從而滿足上述第一距離h1的要求。

在其它實施例中，如圖5所示，還可以將所述環狀凸台1011設置為能夠上下移動，從而調整所述環狀凸台1011的下表面與所述基座組件110的邊緣區域Y的上表面的距離，使得當所述基座組件110上升到所述高位時，所述環狀凸台1011能夠下降，直至其下表面與所述基座組件110的邊緣區域Y的上表面之間形成所述第一抽氣通道d1。具體的，可在所述氣體噴淋頭101上設置一第二升降驅動機構1012，所述氣相沉積裝置的控制器控制所述第二升降驅動機構1012帶動所述環狀凸台1011上下移動，同時控制所述工藝氣體或吹掃氣體通入。

進一步的，所述第一抽氣通道d1的徑向寬度可以大於等於30mm。可以理解的是，在所述第一抽氣通道d1的上下高度較小的情況下，再配合較大的徑向寬度，形成了“窄且長”的所述第一抽氣通道d1，使得所述反應空間形成的滯留效果更強，從而進一步提高基片表面薄膜均勻性。

由以上可知，由於本發明的氣相沉積裝置在通入工藝氣體時使所述基座組件110處於高位，使得所述基座組件110的邊緣區域Y的上表面與所述氣體噴淋頭101的下表面相互靠近形成所述第一抽氣通道d1，所述第一抽氣通道d1的抽氣通量小，已經能夠很好地提高基片表面薄膜均勻性，因此，本實施例中所述第二抽氣通道d2可以設計得比現有的氣相沉積裝置的抽氣通量大，例如，如圖2所示，所述第二抽氣通道d2的進氣口的上下表面具有第二距離h2，所述第二距離h2大於等於4mm。

本實施例中，如圖1所示，本發明提供的氣相沉積裝置還包括抽氣環120，用於將所述反應腔100內部的氣體即反應廢棄產物排出所述反應腔100。所述抽氣環120設置於所述氣體噴淋頭101和所述反應腔100的側壁之間，具有一環形抽氣空間A，所述第二抽氣通道d2包括所述抽氣環120的環形抽氣空間A，所述反應空間中的製程氣體可經所述環形抽氣空間A的進氣口進入所述環形抽氣空間A，所述環形抽氣空間A的出氣口連通外部抽氣裝置。由此，所述外部抽氣裝置可以通過所述進氣口將所述反應空間中的製程氣體抽至所述環形抽氣空間A，並由所述出氣口排至腔外。可選的，所述環形抽氣空間A的進氣口為沿所述抽氣環120的內側壁的周向均勻分佈的多個孔，例如所述多個孔的數量大於60，由此可在抽氣過程中保持氣體分佈均勻性，達到快速、均勻抽氣的目的。在一些實施例中，所述抽氣環120的內側壁的周向也可以根據實際需要設置非均勻分佈的多個孔來調節氣流。

所述氣體噴淋頭101與外部的氣源連接，用於將工藝氣體或吹掃氣體從氣源均勻注入所述反應腔100，在基片上方的處理區域執行薄膜沉積工藝或進行吹掃，以保證薄膜沉積工藝的正常進行。所述氣源包括第一工藝氣源131、第二工藝氣源132和吹掃氣源133，所述第一工藝氣源131、第二工藝氣源132和吹掃氣源133通過輸氣管路與所述氣體噴淋頭101連通，輸氣管路可以是分立的多條用於分別輸送第一工藝氣體、第二工藝氣體和吹掃氣體進入氣體噴淋頭101，也可以是多路歧管，先對第一工藝氣體、第二工藝氣體和吹掃氣體進行混合後再輸入氣體噴淋頭101。本實施例中，所述氣體噴淋頭101通過第一輸氣管路連接第一工藝氣源131，通過第二輸氣管路連接第二工藝氣源132，通過第三輸氣管路連接吹掃氣源133，分別輸送包括第一工藝氣體、第二工藝氣體和吹掃氣體的製程氣體進入所述反應空間。本發明所述的氣相沉積裝置的控制器被配置為在製程氣體改變時，切換所述基座組件110的高度位置，如：使所述基座組件110移動到所述高位，使所述第一工藝氣體進入所述反應空間執行第一步驟；使所述基座組件110移動到所述低位，使所述吹掃氣體進入所述反應空間執行第二步驟；使所述基座組件110移動到所述高位，使所述第二工藝氣體進入所述反應空間執行第三步驟。

在其他一些實施例中，所述高位可以至少包括一個高度值，所述低位也可以至少包括一個高度值，所述高位的最小高度值大於所述低位的最大高度值。即，所述基座組件110每次切換回高位的位置可以改變，只要足夠形成第一抽氣通道d1即可，由此可根據不同的工藝氣體對應形成適宜的滯留時間。類似地，所述基座組件110每次切換回低位的位置也可以改變，只要不對所述反應空間的氣體排出產生阻力即可。

具體的，所述第一輸氣管路與所述第一工藝氣源131和所述氣體噴淋頭101的連接處分別設有第一充氣閥門和第一輸氣閥門，所述第二輸氣管路與所述第二工藝氣源132和所述氣體噴淋頭101的連接處分別設有第二充氣閥門和第二輸氣閥門；所述第三輸氣管路與所述吹掃氣源133和所述氣體噴淋頭101的連接處分別設有第三充氣閥門和第三輸氣閥門。所述控制器被配置為：控制所述基座組件110移動到所述高位，並控制所述第一充氣閥門和所述第一輸氣閥門開啓，使所述第一工藝氣體進入所述反應空間執行第一步驟；待第一步驟執行完畢後，控制所述第一充氣閥門和所述第一輸氣閥門關閉，以及控制所述基座組件110移動到所述低位，控制所述第三充氣閥門和所述第三輸氣閥門開啓，使所述吹掃氣體進入所述反應空間執行第二步驟；待第二步驟執行完畢後，控制所述第三充氣閥門和所述第三輸氣閥門關閉，以及控制所述基座組件110移動到所述高位，控制所述第二充氣閥門和所述第二輸氣閥門開啓，使所述第二工藝氣體進入所述反應空間執行第三步驟。可選的，在通入所述第一工藝氣體執行所述第一步驟以及通入所述吹掃氣體執行所述第二步驟期間，可以控制所述第二充氣閥門開啓，所述第二輸氣閥門關閉，使所述第二工藝氣體在所述第二輸氣管路中充氣，由此在通入所述第二工藝氣體執行所述第三步驟時，控制所第二輸氣閥門開啓後，通入所述反應空間內的第二工藝氣體流量較大，有助於在所述反應空間形成更好的滯留效果，提高基片表面薄膜均勻性。

如前所述，當基片處理完成後，所述基座組件110還可以下降至傳片位置，如圖3所示，所述傳片位置與所述側壁上設置的傳片口1031的位置相對應，將已處理的基片通過所述傳片口1031傳出所述反應腔100並傳入待處理基片。基於此，可以設置所述基座組件110在所述低位時的上表面高度高於在所述傳片位置時的上表面高度，即，如圖2、圖3所示，所述低位高於所述傳片位置，由此，當所述基座組件110在所述高位執行完畢第一步驟或第三步驟後，不需要將所述基座組件110下降到更低的傳片位置，而是將所述基座組件110下降到位於所述高位和所述傳片位置之間的低位，即可通入吹掃氣體執行清潔所述反應腔100的步驟，由此可提高所述反應腔100的基片處理效率。

基於同一發明構思，本發明還提供一種基片處理方法，採用上述的氣相沉積裝置實現，如圖6所示，所述方法包括以下步驟：

步驟S1、控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第一工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學吸附處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；

由於第一抽氣通道的設置，使得反應空間被壓縮變小，第一工藝氣體可以快速充滿反應空間，所述第一工藝氣體能夠在秒級或小於1秒的時間內均勻充滿反應空間，以實現對處理空間內各個區域的基片的均勻處理；

步驟S2、控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；

由此反應空間被拉伸擴大，第一抽氣通道因為反應空間的邊緣擴大而失去對氣流的阻礙作用，反應空間中的吹掃氣體可利用第二抽氣通道的流量優勢最快速的排空吹掃氣體和上一步驟的工藝氣體，達到符合工藝要求的潔淨程度，通過基座組件移動到低位，可以在秒量級完成吹掃達到潔淨要求，在一些實施例中，在小於1秒的時間範圍即可完成吹掃過程；

步驟S3、控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第二工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學反應處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；

由此反應空間再次被壓縮到適當大小，使第二工藝氣體可以快速充滿反應空間，並且通過兩級抽氣通道，使所述第二工藝氣體能夠在所述反應空間中停留足夠的時間，並在所述反應空間各區域最大化的均勻分佈，使參與反應的第二步驟的氣體濃度和分佈快速滿足工藝要求；

步驟S4、控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；

重複以上步驟S1~步驟S4，直到所述基片的表面沉積的薄膜符合要求。

此外，所述基片處理方法還包括步驟：控制所述基座組件下降至傳片位置，將待處理基片傳入所述反應腔，或，將已處理基片傳出所述反應腔。

本發明設置的基座組件可以在高位、低位和傳片位置之間切換，當基座組件位於高位時，反應腔內通入薄膜生長工藝氣體，由於第一抽氣通道的設置，反應空間的尺寸減小，薄膜生長工藝氣體可以快速均勻地充滿整個反應空間，從而對基片的各個區域進行均勻處理；當基座組件位於低位時，反應腔內通入吹掃氣體，由於基座組件位置下降，氣體噴淋頭下表面和基座組件的邊緣區域之間的距離變大，不會對吹掃氣體形成更多阻礙，而第二抽氣通道具有較大的流導，吹掃氣體可以在迅速清潔前一種薄膜生長工藝氣體後被快速排出反應腔，由於本發明涉及的氣相沉積裝置需要在通入薄膜生長工藝氣體和吹掃氣體之間實現秒量級的循環切換，本發明公開的技術方案不僅可以使得薄膜生長工藝氣體快速充滿反應空間，提高基片的均勻性，還能縮短吹掃氣體的排出時間從而大大提高製程效率。基片處理結束後，基座組件繼續下降至傳片位置，實現對基片的取放。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域具有通常知識者閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。

100:反應腔 101:氣體噴淋頭 1011:環狀凸台 1012:第二升降驅動機構 110:基座組件 111:基台 112:邊緣環 113:第一升降驅動機構 120:抽氣環 131:第一工藝氣源 132:第二工藝氣源 133:吹掃氣源 1031:傳片口 h1:第一距離 h2:第二距離 X:中心區域 Y:邊緣區域 d1:第一抽氣通道 d2:第二抽氣通道 A:環形抽氣空間 S1~S4:步驟

圖1為本發明一實施例提供的一種氣相沉積裝置處於高位的剖面結構圖；圖2為本發明一實施例提供的一種氣相沉積裝置處於低位的剖面結構圖；圖3為本發明一實施例提供的一種氣相沉積裝置處於傳片位置的剖面結構圖；圖4為本發明一實施例提供的另一種氣相沉積裝置處於高位的剖面結構圖；圖5為本發明一實施例提供的又一種氣相沉積裝置處於高位的剖面結構圖；圖6為本發明一實施例提供的基片處理方法的流程圖。

100:反應腔

101:氣體噴淋頭

1011:環狀凸台

110:基座組件

111:基台

112:邊緣環

113:第一升降驅動機構

120:抽氣環

A:環形抽氣空間

X:中心區域

Y:邊緣區域

d1:第一抽氣通道

d2:第二抽氣通道

1031:傳片口

131:第一工藝氣源

132:第二工藝氣源

133:吹掃氣源

h1:第一距離

Claims

一種氣相沉積裝置，包括：反應腔，用於執行氣相沉積工藝；基座組件，設置於所述反應腔的底部，包括用於承載基片的中心區域和環繞所述中心區域的邊緣區域，所述基座組件可在一高位和一低位之間移動；氣體噴淋頭，與所述基座組件相對設置於所述反應腔的頂部，用於通入多種製程氣體，所述氣體噴淋頭的下表面與所述基座組件的所述中心區域的上表面之間為一反應空間；設置所述基座組件位於所述高位，所述基座組件的所述邊緣區域與所述氣體噴淋頭的下表面形成圍繞所述反應空間的第一抽氣通道；以及，第二抽氣通道，其圍繞所述第一抽氣通道，所述第二抽氣通道的流導大於所述第一抽氣通道的流導，使所述製程氣體經過所述第一抽氣通道、所述第二抽氣通道兩級阻礙後排出。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述基座組件可下降至傳片位置，所述基座組件在所述低位時的上表面高度高於在所述傳片位置時的上表面高度，且低於所述第二抽氣通道的進氣口的下沿高度。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述製程氣體包括工藝氣體和吹掃氣體，所述基座組件移動到所述高位時，所述工藝氣體由所述氣體噴淋頭進入所述反應空間，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；所述基座組件移動到所述低位時，所述吹掃氣體由所述氣體噴淋頭進入所述反應空間，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述基座組件包括位於所述基座組件的所述邊緣區域的邊緣環，所述第一抽氣通道由所述邊緣環的上表面與所述氣體噴淋頭的邊緣區域的下表面之間的縫隙組成。
如請求項4所述的氣相沉積裝置，其中，所述氣體噴淋頭的所述邊緣區域的下表面低於所述氣體噴淋頭的中心區域的下表面。
如請求項4所述的氣相沉積裝置，其中，所述邊緣環的上表面高於所述基座組件的所述中心區域的上表面。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，還包括位於所述氣體噴淋頭與所述反應腔的側壁之間的抽氣環，所述第二抽氣通道包括所述抽氣環的環形抽氣空間，所述反應空間中的製程氣體可經所述環形抽氣空間的進氣口進入所述環形抽氣空間，所述環形抽氣空間的出氣口連通外部抽氣裝置。
如請求項7所述的氣相沉積裝置，其中，所述環形抽氣空間的所述進氣口為沿所述抽氣環的內側壁的周向均勻或非均勻分佈的多個孔。
如請求項8所述的氣相沉積裝置，其中，所述多個孔的數量大於60。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述第一抽氣通道的徑向寬度大於等於30mm。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述第一抽氣通道的上下表面具有第一距離，所述第一距離小於等於2mm。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述第二抽氣通道的進氣口具有第二距離，所述第二距離大於等於4mm。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述氣體噴淋頭的邊緣區域的下表面設有環狀凸台，所述環狀凸台可上下移動來調整所述環狀凸台的下表面與所述基座組件的邊緣區域的上表面之間的距離。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，還包括：第一工藝氣源、第二工藝氣源和吹掃氣源，所述第一工藝氣源、所述第二工藝氣源和所述吹掃氣源通過輸氣管路與所述氣體噴淋頭連通，用於分別輸送第一工藝氣體、第二工藝氣體和吹掃氣體；控制器，其被配置為使所述基座組件移動到所述高位，使所述第一工藝氣體進入所述反應空間執行第一步驟；使所述基座組件移動到所述低位，使所述吹掃氣體進入所述反應空間執行第二步驟；使所述基座組件移動到所述高位，使所述第二工藝氣體進入所述反應空間執行第三步驟。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述高位和所述低位分別至少包括一個高度值，所述高位的最小高度值大於所述低位的最大高度值。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，所述高位用於薄膜的沉積；所述低位用於反應空間的清潔吹掃。
如請求項1所述的氣相沉積裝置，其中，設置所述基座組件位於所述低位，使所述製程氣體經過所述第二抽氣通道一級阻礙後排出。
一種基片處理方法，應用於如請求項1至17任一項所述的氣相沉積裝置，所述基片處理方法包括如下步驟：控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第一工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學吸附處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述高位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入第二工藝氣體，對所述基座組件上的基片進行化學反應處理，所述反應空間中的氣體經所述第一抽氣通道由所述第二抽氣通道排出；控制所述基座組件移動到所述低位，所述氣體噴淋頭向所述反應空間通入吹掃氣體進行吹掃，所述反應空間中的氣體由所述第二抽氣通道排出；重複以上步驟，直到所述基片的表面沉積的薄膜符合要求。
如請求項18所述的基片處理方法，還包括步驟：控制所述基座組件下降至傳片位置，將待處理基片傳入所述反應腔，或，將已處理基片傳出所述反應腔。