具体实施方式

研究发现，现有技术中炉管内部喷淋反应气体的喷淋装置造成了现有技术中晶圆表面膜层厚度不均，电性不均、稳定性差的情形。具体的，现有技术中的炉管内的喷淋装置为单管结构，虽然具有两个喷嘴，一个喷嘴直接朝向晶圆的中心区域喷淋反应气体，一个喷嘴偏离所述晶圆的中心区域，朝向所述晶圆的边缘区域喷淋反应气体，但仍然在喷淋区域上有重叠，导致重叠区域内反应气体的量较多，重叠区域内沉积的膜层厚度也更厚。这是导致晶圆电性均一性差、稳定性差的一个重要原因。

如图3，为现有技术中在衬底301表面形成的栅极302及栅极绝缘层(303和304)两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时，晶圆201的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度示意图。在图3中，氮化硅侧壁绝缘层305侧还有形成在所述衬底301上表面的栓导电层306。在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时，在现有技术中，由于两个喷嘴的喷淋范围有重叠，因此在晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度是不同的：喷淋范围重叠区域203内，晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305厚度较厚，而在喷淋范围不重叠区域203内，晶圆201表面沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度较薄。这就导致了这个半导体结构的电性均一性和稳定性不好。

具体的，在同一个晶圆201表面，在喷淋范围的重叠区域，如中心区域内，栅极302两侧的氮化硅侧壁绝缘层305较厚，漏电流较小。在喷淋范围不重叠区域203，如边缘区域，氮化硅侧壁绝缘层305较薄，漏电流较大。

为了解决上述问题，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种喷淋装置、半导体处理设备以及喷淋反应物的方法作进一步详细说明。

请参阅图1、2，其中图1为本发明的一种具体实施方式中喷淋装置的连接关系示意图，图2为本发明的一种具体实施方式中半导体处理设备的俯视图。

在该具体实施方式中，提供了一种喷淋装置，包括：至少两套相互独立的管路组件100；每套管路组件100均包含反应物源101，流量控制器103，喷嘴以及若干管路；在每套管路组件100中，反应物源101通过管路连通流量控制器103，流量控制器103通过管路连通至喷嘴，且对由反应物源101中流出并通过喷嘴喷出的反应物的流量进行控制。

在该具体实施方式中，管路组件100的数目为两套，且在每套管路组件100中，反应物源101通过管路连通流量控制器103，流量控制器103通过管路连通至喷嘴，且对由反应物源101中流出并通过喷嘴喷出的反应物的流量进行控制，因此各个喷嘴的流量能够分别被控制。

在一种具体实施方式中，当将该喷淋装置应用到晶圆201的原子层沉积技术中时，该喷淋装置能够对晶圆201的多个区域分别喷淋反应物，并且还能根据需要控制各个喷嘴喷出的反应物的量，因此能够有效保证晶圆201表面的各个区域的反应物的浓度一致，使晶圆201表面各个区域的沉积密度保持一致，晶圆201表面各区域形成的膜层厚度也保持一致，晶圆201表面的膜层厚度具有较高的均一性，也具有电性的均一性和稳定性。

在一种具体实施方式中，第一喷嘴1021和第二喷嘴1022的喷淋方向形成一预设角度。两喷嘴的喷淋方向形成一非零夹角是为了能够在喷淋反应物时喷淋到晶圆201表面的不同区域。设置与喷嘴的数目一致的反应物源101，更加便于对喷嘴喷出的反应物的量的控制。

在一种具体实施方式中，预设角度的范围为10°到30°。这使得喷淋装置可以应用到晶圆201表面的原子层沉积工艺中，对晶圆201表面的不同区域进行反应气体的喷淋，以保证晶圆201表面的不同区域的膜层厚度一致。

在一种具体实施方式中，第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度为15°，在这个角度下，两个喷嘴的喷淋范围较大。

在其他的具体实施方式中，管路组件100的数目为三套以上，这时，可以分别控制对晶圆201表面的三个以上区域的喷淋，能够获取到更好的喷淋效果，在晶圆201表面沉积出更加均匀的膜层。

在一种具体实施方式中，喷淋装置还包括若干阀门104，位于连通反应物源101和喷嘴之间的管路上。设置阀门104，使得在具有流量控制器103的同时，还能使用阀门104对喷嘴喷出的反应物的量进行二次控制，在流量控制器103损坏时，还能通过阀门104控制反应物的喷出。

在一种具体实施方式中，流量控制器103包括质量流量控制器MFC等，可根据需要选择流量控制器103的具体构成。

在一种具体实施方式中，反应物源101包括存储箱，存储箱内存储反应物。反应物包括反应气体和反应液体中的至少一种。在该具体实施方式中，各个喷嘴通过独立的连通管路连通到各个存储箱。

在该具体实施方式中，还提供了一种半导体处理设备200，包括的喷淋装置，喷嘴设置于半导体处理设备200的反应室202内，并朝向反应室202内的晶圆放置位上放置的晶圆201喷淋反应物。

在该具体实施方式中，半导体处理设备200内设置有喷淋装置，且喷淋装置具有两套以上管路组件100，因此各个喷嘴的流量能够分别被控制。

在一种具体实施方式中，在半导体处理设备200内进行晶圆201表面的原子层沉积时，该喷淋装置能够对晶圆201的多个区域分别喷淋反应物，并且还能根据需要控制各个喷嘴喷出的反应物的量，因此能够有效保证晶圆201表面的各个区域的反应物的浓度一致，使晶圆201表面各个区域的沉积密度保持一致，晶圆201表面各区域形成的膜层厚度也保持一致，晶圆201表面的膜层厚度具有较高的均一性，也具有电性的均一性和稳定性。

在该具体实施方式中，半导体处理设备200为炉管。在炉管内进行晶圆201表面的原子层沉积时，晶圆201放置在炉管的炉腔内，且炉腔内的晶圆放置位可旋转。

在一种具体实施方式中，半导体处理设备200的反应室202内的晶圆放置位均是可旋转的，可带着放置其上的晶圆201绕一垂直晶圆放置位的直线旋转。这使得自喷淋装置每一个喷嘴喷出的反应物都能够喷淋到晶圆放置位上放置的晶圆201的整个表面。

在一种具体实施方式中，管路组件100的数目为两套，第一套管路组件100中的第一喷嘴1021以及第二套管路组件100中的第二喷嘴1022的喷淋方向形成一预设角度，且两个喷嘴的喷淋方向所在的平面与晶圆放置位所在的平面平行。

在一种具体实施方式中，预设角度非零。两喷嘴的喷淋方向形成一非零夹角是为了使两个喷嘴能够在喷淋反应物时喷淋到晶圆201表面的不同区域。设置与喷嘴的数目一致的反应物源101，更加便于对喷嘴喷出的反应物的量的控制。

在其他的具体实施方式中，反应物源101、喷嘴和流量控制器103的数目为三套以上，这时，可以分别控制对晶圆201表面的三个以上区域的喷淋，能够获取到更好的喷淋效果，在晶圆201表面沉积出更加均匀的膜层。

在一种具体实施方式中两个喷嘴的喷淋方向所在的平面与晶圆放置位所在的平面平行，在喷淋反应物后，反应物在重力作用下落到晶圆201表面，进行晶圆201表面的原子层沉积。

在一种具体实施方式中，第一喷嘴1021的喷淋方向朝向晶圆放置位的中心位置晶圆放置位，第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度的范围为10°到30°，保证对晶圆201整个表面的喷淋。

在一种具体实施方式中，第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向形成的预设角度为15°，在这个角度下，两个喷嘴能够覆盖更大的喷淋范围，且不会有较多的反应物被喷淋出晶圆201表面的范围。

在该具体实施方式中，晶圆201在放置到晶圆放置位时，晶圆201的中心与晶圆放置位的中心重合，因此，第一喷嘴1021的喷淋方向朝向晶圆放置位的中心位置的同时，也是朝向晶圆201的中心位置的。该第一喷嘴1021喷淋的反应物的量会影响到晶圆201表面的中心位置所成膜层的厚度。第二喷嘴1022的喷淋方向与第一喷嘴1021的喷淋方向呈一非零夹角，因此第二喷嘴1022的喷淋方向偏离晶圆201的中心位置一预设角度，这时，第二喷嘴1022能够对晶圆201的边缘位置进行反应物的喷淋，使得晶圆201的中心位置和边缘位置都有反应物的喷淋，以获得更好的膜层沉积效果。

请参阅图5，为本发明的一种具体实施方式中在炉管喷淋反应物的方法流程示意图。

在该具体实施方式中，还提供了一种喷淋反应物的方法，包括以下步骤：S51将晶圆201放入至反应室202内的晶圆放置位；S52将晶圆201表面划分为至少两个区域；S53朝向晶圆201表面的各区域分别喷淋反应物，并旋转晶圆201，在晶圆201表面形成膜层；S54检测晶圆201表面各区域膜层的厚度；S55根据晶圆201表面各区域膜层的厚度控制对各区域的反应物的喷淋，以平衡各区域的膜层厚度炉管。

在一种具体实施方式中，反应室202内的晶圆放置位均是可旋转的，可带着放置其上的晶圆201绕一垂直晶圆放置位的直线旋转。这使得自喷淋装置每一个喷嘴喷出的反应物都能够喷淋到晶圆放置位上放置的晶圆201的整个表面。

在一种具体实施方式中，晶圆201表面被划分为两个区域，分别为中心区域和边缘区域，由第一喷淋205和第二喷淋204分别对晶圆201表面的中心区域和边缘区域进行反应物的喷淋。在该具体实施方式中，第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋范围覆盖整个晶圆201表面，并且在晶圆201的中心区域和边缘区域之间，第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋区域有重叠。

在该具体实施方式中，分别对晶圆201表面的不同区域进行喷淋，可以使在进行晶圆201表面的原子层沉积时，晶圆201表面的气体沉积反应保持均一，从而保证晶圆201的沉积膜厚较为一致。

在一种具体实施方式中，检测晶圆201表面各区域膜层的厚度时，分别检测中心区域的膜层厚度以及边缘区域的膜层厚度。在一种具体实施方式中，可以通过调平传感器检测晶圆201表面各区域膜层的厚度。实际上，也能根据需要设置其他可以检测晶圆201表面各区域膜层厚度的装置，来检测晶圆201表面各区域的膜层厚度。

在一种具体实施方式中，向晶圆201表面喷淋反应物时，由第一喷淋205向晶圆201表面的中心区域进行第一预设次数的喷淋，由第二喷淋204向晶圆201表面的边缘区域进行第二预设次数的喷淋，第一预设次数和第二预设次数由中心区域的膜层厚度以及边缘区域的膜层厚度确定。

在该具体实施方式中，第一喷淋205和第二喷淋204的每一次喷淋，所喷出的反应物的量都相等，因此由对第一预设次数和第二预设次数的控制，就能够实现对第一喷淋205的喷淋量，和第二喷淋204的喷淋量的控制。

在一种具体实施方式中，第一喷淋205和第二喷淋204均具有初始的预设次数，且初始的预设次数相同，均为N。在原子层沉积制程中，第一喷淋205和第二喷淋204独立且同步进行。当检测到晶圆201表面的中心区域厚度较预设厚度偏厚时，则减少第一喷淋205的喷淋次数至M，且0＜M＜N，并保持第二喷淋204的喷淋次数不变。当晶圆201表面的边缘区域厚度较预设厚度偏薄时，则增加第二喷淋204的喷淋次数至S，且S＞N＞0，并保持第一喷淋205的喷淋次数不变。在该具体实施方式中，第一喷淋205和第二喷淋204的预设次数以实际计算为准。

在一种具体实施方式中，向晶圆201表面喷淋反应物时，由第一喷淋205向晶圆201表面的中心区域进行持续不断的喷淋，由第二喷淋204向晶圆201表面的边缘区域进行持续不断的喷淋，且所述第一喷淋204的流量和所述第二喷淋205的流量由所述中心区域的膜层厚度以及所述边缘区域的膜层厚度确定。

在该具体实施方式中，晶圆201的中心区域有第一喷淋204和第二喷淋205的重叠部分，因此，厚度会比边缘区域厚，所以，一般而言，第一喷淋的总量会小于第二喷淋的总量。

实际上，可以由晶圆201表面各区域形成的膜层厚度来确定第一喷淋205所喷淋的反应物的量，以及第二喷淋204所喷淋的反应物的量。

在一种具体实施方式中，设置第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为1∶1，在原子层沉积制程中，第一喷淋205和第二喷淋204独立且同步进行。当检测到晶圆201表面的中心区域厚度较预设厚度偏厚时，则减少第一喷淋205喷出的反应气体流量，并保持第二喷淋204喷出的反应气体流量不变，此时，第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为(1-x)∶1，其中0＜x＜1。当晶圆201表面的边缘区域厚度较预设厚度偏薄时，则增加第二喷淋204喷出的反应气体流量，保持第一喷淋205喷出的反应气体流量不变，此时，第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为1∶(1+y)，且0＜y＜1。当检测到晶圆201表面的中心区域的厚度较预设厚度偏厚、晶圆201表面的边缘区域的厚度较预设厚度偏薄时，需要同时对第一喷淋205和第二喷淋204的流量进行调整，此时，第一喷淋205和第二喷淋204的流量比例为(1-x)∶(1+y)，其中0＜x＜1，0＜y＜1。

实际上，也能够根据需要，在通过调整喷淋次数来调整第一喷淋205和第二喷淋204的喷淋量时，也可以同时对每次喷淋的喷淋量进行调整，这样，在所需的喷淋总量很大或很小时，还可以调整每次喷淋的喷淋量，使单次喷淋的喷淋量更大或更小，方便对喷淋总量很大或很小的第一喷淋和第二喷淋进行喷淋量的微调。

请参阅图4，为本发明的一种具体实施方式中使用喷淋装置、半导体处理设备200以及喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时晶圆201的不同区域对应形成的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度示意图。

在该具体实施方式中，半导体处理设备200为炉管。

在该具体实施方式中，在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305时，即使两个喷嘴的喷淋范围有重叠，晶圆201表面各区域沉积的氮化硅侧壁绝缘层305的厚度也是一致的，具有较好的均一性。这样，在同一个晶圆201表面的各个区域内，栅极302两侧的氮化硅侧壁绝缘层305厚度一致，漏电流大小符合预设需求。这大大的提高了晶圆201表面所成膜层的电性均一性和稳定性。

经实验可知，在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后，较使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法前，晶圆201表面所成膜层厚度的均一性出现了飞跃。例如，在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在100片晶圆201表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后，单片晶圆201表面所成膜层的厚度从边缘部分到中间部分再到中心部分，均值分别为15.08nm、15.09nm以及15.15nm，而在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法前，单片晶圆201表面所成膜层的厚度从边缘部分到中间部分再到中心部分，均值分别为14.86nm、15.04nm以及15.37nm。

在该具体实施方式中，在使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法在衬底301表面形成的栅极302两侧形成氮化硅侧壁绝缘层305后，炉管内从上到下依次堆叠在晶舟内的晶圆201表面所成的膜层厚度也更相近，具体的，在实验中获知到，堆叠在炉管中部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.11，而对得在炉管底部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.09，而在未使用装置、炉管和方法时，堆叠在炉管中部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.07，而对得在炉管底部的晶圆201表面所成的膜层厚度的均值为15.17。

因此，使用喷淋装置、炉管以及在炉管内喷淋反应物的方法，不仅可以提高单片晶圆201内所成膜层的厚度的均一性，也可以提高一个炉管内不同位置放置的晶圆201表面所成膜层厚度的均一性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。