一种反应腔室的进气结构和HDP机台的反应腔室的制作方法

本申请涉及半导体设备，具体涉及一种反应腔室的进气结构和hdp机台的反应腔室。

背景技术：

1、半导体制造工艺过程中，常采用高密度等离子体(hdp)机台工艺，在腔体内的高温环境下，通过对特定的工艺气体在等离子体增强条件下、在硅片表面进行化学气相沉积形成薄膜。

2、一般地，在hdp机台腔体的外部装有rps(remote plasma system,远程等离子体系统)部件，并通过连接管与腔体相连通，用于腔体的清洗。在hdp机台运行清洗程序时，clean气体1与clean气体2会从腔体顶部进入腔体内，两种气体在进入腔体内前不能进行接触。因此需要设计一种双气道进气结构，并确保两种气体通过各自气道进入腔内。当前hdp机台顶部的进气结构会造成清洗操作时晶圆上的膜厚不均匀的现象，大大延长了清洗操作的时长，影响整个机台的产能。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种反应腔室的进气结构和hdp机台的反应腔室，能够提高第一气体在反应腔室内的均匀性。

2、本申请实施例的一方面，提供了一种反应腔室的进气结构，包括进气部件，所述进气部件上分别设置有用于向反应腔室通入第一气体的第一气道，以及用于向所述反应腔室通入第二气体的第二气道，所述第一气道和所述第二气道分别和所述反应腔室连通，所述第一气道用于使所述第一气体一次匀气后均匀进入所述反应腔室。

3、可选地，所述第一气道沿所述反应腔室中心圆周均布形成至少两个进气孔，所述第一气体经至少两个所述进气孔一次匀气后，由所述第一气道均匀进入所述反应腔室。

4、可选地，所述进气孔呈圆弧型。

5、可选地，所述进气孔在所述圆周上的径向直径在5mm～15mm之间。

6、可选地，相邻两个所述进气孔在所述圆周上的夹角在30°～90°之间。

7、可选地，所述第一气道内还设置二次匀气结构，所述二次匀气结构位于所述进气孔和所述反应腔室之间，所述第一气体依次经至少两个所述进气孔和所述二次匀气结构后进入所述反应腔室。

8、可选地，所述进气孔和所述反应腔室之间设置有进气隔板，所述进气隔板上的多个均匀分布的气孔形成所述二次匀气结构，至少两个所述进气孔和所述二次匀气结构连通。

9、可选地，所述气孔的孔径在1mm～5.2mm之间。

10、可选地，所述第二气道经相邻的两个所述进气孔之间与所述反应腔室连通。

11、可选地，所述第二气道包括连通的前气道和后气道，所述前气道用于通入所述第二气体，且与所述第一气道垂直设置；所述后气道与所述反应腔室连通，且与所述第一气道平行设置。

12、可选地，所述第二气道的直径在1mm～4.5mm之间。

13、可选地，所述进气部件设置于所述反应腔室的顶部。

14、本申请实施例的另一方面，提供了一种hdp机台的反应腔室，包括设置于所述hdp机台的反应腔本体，以及设置于所述反应腔本体上的上述的反应腔室的进气结构，所述反应腔室的进气结构与所述反应腔本体连通。

15、可选地，所述反应腔室的进气结构中，所述进气部件为rps部件。

16、本申请实施例提供的反应腔室的进气结构和hdp机台的反应腔室，在进气部件上设置第一气道和第二气道，第一气道和第二气道分别和反应腔室连通，第一气体通过第一气道进入反应腔室，第二气体通过第二气道进入反应腔室；且第一气道能够使第一气体均匀进入反应腔室；应用于hdp机台的反应腔时，在反应腔室进行清洗操作的时候，第一气体通过第一气道均匀地进入反应腔室，提高了第一气体在反应腔室内的均匀性，进而改善了第一气体在晶圆上的膜厚分布，使得晶圆具有更均匀的膜厚；同时由于均匀进气，缩短了清洗操作的时长，提高整个hdp机台的产能。

17、hdp机台的反应腔室包括设置于hdp机台的反应腔本体，以及设置于反应腔本体上的如上任意一项的反应腔室的进气结构，进气结构与反应腔本体连通。hdp机台具有反应腔本体，反应腔本体上设置前述的进气结构，第一气体和第二气体通过进气结构通入反应腔本体，以对反应腔本体进行清洗。第一气体通过进气孔、气孔的两次匀气，使得第一气体能够均匀地进入反应腔室，提高了第一气体在反应腔室内的均匀性，改善了第一气体在晶圆上的膜厚分布，提高了晶圆膜厚的均匀性；均匀进气也缩短了清洗操作的时长，提高整个hdp机台的产能。

技术特征：

1.一种反应腔室的进气结构，其特征在于，包括：进气部件(10)，所述进气部件(10)上分别设置有用于向反应腔室通入第一气体的第一气道(11)，以及用于向所述反应腔室通入第二气体的第二气道(12)，所述第一气道(11)和所述第二气道(12)分别和所述反应腔室连通，所述第一气道(11)用于使所述第一气体一次匀气后均匀进入所述反应腔室。

2.根据权利要求1所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述第一气道(11)沿所述反应腔室中心圆周均布形成至少两个进气孔(111)，所述第一气体经至少两个所述进气孔(111)一次匀气后，由所述第一气道(11)均匀进入所述反应腔室。

3.根据权利要求2所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述进气孔(111)呈圆弧型。

4.根据权利要求3所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述进气孔(111)在所述圆周上的径向直径(d)在5mm～15mm之间。

5.根据权利要求3所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，相邻两个所述进气孔(111)在所述圆周上的夹角(a)在30°～90°之间。

6.根据权利要求2至5任一项所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述第一气道(11)内还设置二次匀气结构，所述二次匀气结构位于所述进气孔(111)和所述反应腔室之间，所述第一气体依次经至少两个所述进气孔(111)和所述二次匀气结构后进入所述反应腔室。

7.根据权利要求6所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述进气孔(111)和所述反应腔室之间设置有进气隔板(112)，所述进气隔板(112)上的多个均匀分布的气孔(112a)形成所述二次匀气结构，至少两个所述进气孔(111)和所述二次匀气结构连通。

8.根据权利要求7所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述气孔(112a)的孔径在1mm～5.2mm之间。

9.根据权利要求2至5任一项所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述第二气道(12)经相邻两个所述进气孔(111)之间与所述反应腔室连通。

10.根据权利要求9所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述第二气道(12)包括连通的前气道(121)和后气道(122)，所述前气道(121)用于通入所述第二气体，且与所述第一气道(11)垂直设置；所述后气道(122)与所述反应腔室连通，且与所述第一气道(11)平行设置。

11.根据权利要求1或10所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述第二气道(12)的直径在1mm～4.5mm之间。

12.根据权利要求1所述的反应腔室的进气结构，其特征在于，所述进气部件(10)设置于所述反应腔室的顶部。

13.一种hdp机台的反应腔室，其特征在于，包括设置于所述hdp机台的反应腔本体，以及设置于所述反应腔本体上的如权利要求1至12任一项所述的反应腔室的进气结构，所述进气结构与所述反应腔本体连通。

14.根据权利要求13所述的hdp机台的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室的进气结构中，所述进气部件(10)为rps部件。

技术总结
本申请提供一种反应腔室的进气结构和HDP机台的反应腔室，涉及半导体设备技术领域，包括：进气部件，进气部件上分别设置有用于向反应腔室通入第一气体的第一气道，以及用于向反应腔室通入第二气体的第二气道，第一气道和第二气道分别和反应腔室连通，第一气道用于使第一气体一次匀气后均匀进入反应腔室。应用于HDP机台的反应腔清洗操作时，第一气体通过第一气道均匀地进入反应腔室，提高了第一气体在反应腔室内的均匀性，进而改善了第一气体在晶圆上的膜厚分布，使得晶圆具有更均匀的膜厚；同时由于均匀进气，缩短了清洗操作的时长，提高整个HDP机台的产能。

技术研发人员：姜宏亮,李钦波,杨晓楠,战勇
受保护的技术使用者：拓荆创益（沈阳）半导体设备有限公司
技术研发日：20230506
技术公布日：2024/1/14