气体分配装置和半导体工艺腔室的制作方法

文档序号:43921108发布日期:2025-12-02 19:03阅读:21来源:国知局

本发明涉及半导体设备,尤其涉及一种气体分配装置和半导体工艺腔室。


背景技术:

1、原子层沉积是一种基于表面气相、自限制性化学反应的薄膜沉积技术,通过交替通入几种前驱体气体,使得每种前驱体在衬底表面发生反应并实现化学饱和吸附,因此保证了每个循环只反应一个原子层,并且如果通入足够量的前驱体并等待足够的扩散时间,前驱体可以饱和覆盖各种复杂的表面或内部结构,实现高深宽比的均匀镀膜,从而形成半导体片材。

2、半导体工艺腔室是半导体片材进行沉积的场所,半导体工艺腔室的气体分配装置负责将不同的气体(如反应气体、载气等)按照工艺要求输送到半导体工艺腔室的腔室本体内,以确保气体的精确控制和分配。然而,在通过气体分配装置将气体输送至腔室本体内后,通常会由于化学反应不充分而形成颗粒物(例如,在衬底上生长氮化硅的过程中,二氯二氢硅(dcs)和氨气反应生成氮化硅,具体化学反应式为3sih2cl2+4nh3=si3n4+6hcl+6h2,但是,由于化学反应不充分会生成nh4+离子,进而容易生成氯化铵颗粒),进而附着在气体分配装置的装置本体的内壁上,而附着在装置本体的内壁上的颗粒容易在通入反应气体、载气等时引入腔室本体内而造成半导体片材颗粒度较大,进而影响半导体片材的性能的问题。

3、为了减少颗粒物附着在装置本体的内壁上,相关技术采用在气体分配装置的外壁包裹加热带,以使附着在装置本体的内壁上的颗粒物升华而排出腔室本体之外。但是,由于气体分配装置需要连接复杂的输气管路,加热带不能对气体分配装置有效地包裹,使得气体分配装置会存在受热不均匀的问题,进而使得装置本体的内壁仍会存在颗粒物附着较为严重的问题。


技术实现思路

1、本发明公开一种气体分配装置和半导体工艺腔室,以解决相关技术中的装置本体的内壁存在颗粒物附着较为严重的问题。

2、为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

3、第一方面,本申请公开一种气体分配装置,用于与半导体工艺腔室的腔室本体配合,所述气体分配装置包括输气组件和装置本体,所述装置本体为环状结构,所述装置本体的第一端口的内径大于所述装置本体的第二端口的内径,所述第一端口与所述第二端口相背,在所述第二端口的中心至所述第一端口的中心方向上,所述内侧壁相对于所述装置本体的中心轴线倾斜延伸,所述第一端口用于与所述腔室本体连通,所述输气组件设于所述装置本体,且用于通过所述第一端口向所述腔室本体内输送气体。

4、第二方面,本申请还公开一种半导体工艺腔室,所公开的半导体工艺腔室包括腔室本体和第一方面所述的气体分配装置,所述气体分配装置的所述装置本体的所述第一端口与所述腔室本体的开口连通。

5、本发明采用的技术方案能够达到以下技术效果:

6、本申请实施例公开的气体分配装置在装置本体的第一端口与腔室本体的开口对接连通的情况下,输气组件可以向腔室本体内输送气体以在衬底上生长膜层,通过将装置本体的第一端口的内径设置为大于装置本体的第二端口的内径,且在第二端口的中心至第一端口的中心方向上,内侧壁相对于装置本体的中心轴线倾斜延伸,使得腔室本体内的热量可以直接辐射至内侧壁的表面,从而使得辐射至内侧壁表面的热量可以对装置本体加热,进而使得附着在装置本体的内侧壁的颗粒物升华而排出腔室本体之外。由于对装置本体的加热来自腔室本体辐射至内侧壁的热量,内侧壁各区域均可以接受到辐射的热量,且到达内侧壁各区域的热量通常相对均匀,从而使得装置本体的受热相对均匀,进而可以缓解由于装置本体受热不均而在内侧壁的局部区域存在颗粒物附着严重的问题。



技术特征:

1.一种气体分配装置,用于与半导体工艺腔室的腔室本体(100)配合,其特征在于,所述气体分配装置(200)包括输气组件和装置本体(220),所述装置本体(220)为环状结构,所述装置本体(220)的第一端口(221)的内径大于所述装置本体(220)的第二端口(222)的内径,所述第一端口(221)与所述第二端口(222)相背,在所述第二端口(222)的中心至所述第一端口(221)的中心方向上,所述内侧壁(223)相对于所述装置本体(220)的中心轴线倾斜延伸,所述第一端口(221)用于与所述腔室本体(100)连通,所述输气组件设于所述装置本体(220),且用于通过所述第一端口(221)向所述腔室本体(100)内输送气体。

2.根据权利要求1所述的气体分配装置,其特征在于,所述气体分配装置(200)还包括吹扫组件(300),所述吹扫组件(300)包括吹扫管路(310),所述吹扫管路(310)设于所述装置本体(220),在环绕所述装置本体(220)的中心轴线方向上,所述吹扫管路(310)沿所述内侧壁(223)环绕延伸,所述吹扫管路(310)开设有出气孔(311),所述出气孔(311)用于向所述内侧壁(223)吹送气体。

3.根据权利要求2所述的气体分配装置,其特征在于,所述吹扫管路(310)为环状结构,所述吹扫组件(300)包括多个所述吹扫管路(310),多个所述吹扫管路(310)的环绕成所述环状结构的内径不同,多个所述吹扫管路(310)按照环绕成所述环状结构的内径由小到大的顺序在所述第二端口的中心至所述第一端口的中心的方向上依次间隔分布。

4.根据权利要求3所述的气体分配装置,其特征在于,每个所述吹扫管路(310)均开设有多个所述出气孔(311),任意相邻的两个所述吹扫管路(310)的多个所述出气孔(311)错位分布。

5.根据权利要求3所述的气体分配装置,其特征在于,所述吹扫管路(310)与所述内侧壁(223)之间具有间隔,所述出气孔(311)位于所述吹扫管路(310)的背离所述吹扫管路(310)的环绕成所述环状结构的中心的一侧。

6.根据权利要求2所述的气体分配装置,其特征在于,所述气体分配装置还包括第一加热装置,所述第一加热装置用于对进入所述吹扫管路(310)内的气体加热。

7.根据权利要求2所述的气体分配装置,其特征在于,所述吹扫组件(300)还包括过渡管路(320),所述吹扫管路(310)与所述过渡管路(320)连通,所述过渡管路(320)的一端与所述吹扫管路(310)连接,所述装置本体(220)开设有第一安装孔,所述过渡管路(320)的另一端穿过所述第一安装孔伸出至所述装置本体(220)之外。

8.根据权利要求1所述的气体分配装置,其特征在于,所述气体分配装置还包括第二加热装置,所述第二加热装置包括加热带,所述加热带包裹于所述装置本体(220)的外侧。

9.根据权利要求1所述的气体分配装置,其特征在于,所述输气组件包括气体喷头,所述气体喷头具有相互连通的进气段和出气段,所述装置本体(220)开设有第二安装孔,所述出气段位于所述装置本体(220)的内侧,且所述出气段的出气口朝向所述第一端口所在的一侧,所述进气段穿过所述第二安装孔伸出至所述装置本体(220)之外。

10.一种半导体工艺腔室,包括腔室本体(100)和权利要求1至9任一项所述的气体分配装置(200),所述气体分配装置(200)的所述装置本体(220)的所述第一端口(221)与所述腔室本体(100)的开口连通。

11.根据权利要求10所述的半导体工艺腔室,其特征在于,所述输气组件为多个,多个所述输气组件间隔地设于所述装置本体(220),所述半导体工艺腔室还包括气源装置(400)、控制器(500)、多个输气管(600)和开关阀(700),所述气源装置(400)通过多个所述输气管(600)分别与多个所述输气组件连通;在所述气体分配装置(200)包括吹扫组件(300)的情况下,所述气源装置(400)通过所述输气管(600)与所述吹扫组件(300)的吹扫管路(310)连通;


技术总结
本发明公开一种气体分配装置和半导体工艺腔室,所述气体分配装置包括输气组件和装置本体,所述装置本体为环状结构,所述装置本体的第一端口的内径大于所述装置本体的第二端口的内径,所述第一端口与所述第二端口相背,在所述第二端口的中心至所述第一端口的中心方向上,所述内侧壁相对于所述装置本体的中心轴线倾斜延伸,所述第一端口用于与所述腔室本体连通,所述输气组件设于所述装置本体,且用于通过所述第一端口向所述腔室本体内输送气体。上述方案可以解决相关技术中的气体分配装置的装置本体的内壁存在颗粒物附着较为严重的问题。

技术研发人员:杜音
受保护的技术使用者:北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/12/1
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