半导体反应腔以及半导体工艺设备的制作方法

文档序号:43065771发布日期:2025-09-19 19:18阅读:49来源:国知局

本技术涉及半导体,尤其涉及半导体工艺设备的清洗。


背景技术:

1、在工艺腔室中已进行沉积、蚀刻等工序步骤后,工艺腔室需要进行清洁以移除可能已形成在腔室壁上的工艺气体残余物。例如,在现有的化学气相沉积(cvd)或者等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,pecvd)薄膜制程中,由于工艺气体具有扩散特性,导致不仅会在晶圆表面形成薄膜,也会在喷淋板的表面、反应腔的侧壁、加热盘的底部、排气系统内部等形成沉积。

2、因此,在工艺结束后需要进行反应腔清洁,常用的方法是使用远端等离子体源(remote plasma source,rps)进行腔室清洁。远端等离子体源(rps)也称为远端高密度等离子发生器,它是半导体、芯片制造过程中的核心装备。远端等离子体源(rps)通过射频或微波来激发气体,产生等离子体。气体被激发后所产生的自由基(活性化后的气体分子)能有效清洁沉积在芯片结构内部的硅粉尘或颗粒物。

3、现有技术中,远端等离子体源(rps)通过设置在反应腔的上方,远端等离子体源(rps)通过远端等离子体传输通道将等离子体输送至工艺腔室的上方的进气口,流经喷淋板后均匀扩散,以充分清洁反应腔、加热盘等。然而,清洁气体通过喷淋板从上往下输送的方式,容易存在腔体内清洁气体浓度不均匀的问题,例如清洁气体很难达到基板下方,时间久了容易沉积不希望的颗粒物,成为清洁死区;此外,清洁气体和气体残余物接触反应的距离较长,实现腔室全面清洁所需时间较长,造成清洁效率低的问题。


技术实现思路

1、为了提升腔室清洁效率,本实用新型提供了一种半导体反应腔以及具有该半导体反应腔的半导体工艺设备。

2、本实用新型提供的半导体反应腔包括气体供应端和气体分配通道。

3、所述气体供应端设置在所述半导体反应腔的侧壁的外侧上,并与一远端等离子体源连通,其中,所述气体供应端至少包括第一气体供应口和第二气体供应口,所述第一气体供应口的位置高于所述第二气体供应口的位置。

4、所述气体分配通道围绕所述半导体反应腔的侧壁的内侧设置。所述气体分配通道包括多组气体分流口以及通气端。

5、所述多组气体分流口设置在所述气体分配通道的内径侧,所述多组气体分流口至少包括第一组气体分流口和第二组气体分流口,所述第一组气体分流口的位置高于所述第二组气体分流口的位置;所述第一组气体分流口的位置对应所述半导体反应腔内的喷淋板位置设置,所述第二组气体分流口的位置对应所述半导体反应腔内的加热盘位置设置。

6、所述通气端设置在所述气体分配通道的外径侧。所述通气端至少包括第一通气口和第二通气口,所述第一通气口与所述第一气体供应口连通,所述第二通气口与所述第二气体供应口连通。

7、在一个实施例中,所述远端等离子体源产生的激发后的清洁气体通过所述气体供应端进入所述气体分配通道,并通过所述第一组气体分流口和所述第二组气体分流口通入所述半导体反应腔的内部。

8、在一个实施例中,所述第一组气体分流口围绕侧壁等距分布。

9、在一个实施例中,所述第二组气体分流口围绕侧壁等距分布。

10、在一个实施例中,所述多组气体分流口中的每组气体分流口具有多个等高的气体分流口。

11、在一个实施例中,所述第一组气体分流口的数量大于所述第二组气体分流口的数量。

12、在一个实施例中,每个所述气体分流口由多个相互平行的弧形栅状进气格组成。

13、在一个实施例中,所述第一组气体分流口中的气体分流口的弧形栅状进气格在竖向上的宽度比所述第二组气体分流口中的气体分流口的弧形栅状进气格在竖向上的宽度大。

14、在一个实施例中,所述第二组气体分流口设置在朝向所述加热盘的底部背面位置。

15、在一个实施例中,所述气体分配通道的外周形状与所述半导体反应腔的腔内形状对应。

16、本实用新型提供的半导体工艺设备包括如前述的半导体反应腔以及位于前述半导体反应腔的侧方且与前述半导体反应腔连通的远端等离子体源。

17、本实用新型通过从反应腔侧方提供远端等离子体源,将清洁气体直接快速输入至腔体内,从而缩短了清洁气体和气体残余物接触反应的距离,提高了清洗效率。多个气体分流口的围绕式等距分布、气体分流口的栅状进气格均进一步实现了分流和清洗效率。此外,本实用新型还可实现清洁气体从不同位置直接进入腔室的内部,并进一步实现加热盘及其底部的进气量在单位时间内大于喷淋板所在处的进气量,提高了清洁效率。



技术特征:

1.一种半导体反应腔,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述远端等离子体源产生的激发后的清洁气体通过所述气体供应端进入所述气体分配通道,并通过所述第一组气体分流口和所述第二组气体分流口通入所述半导体反应腔的内部。

3.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述第一组气体分流口围绕侧壁等距分布。

4.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述第二组气体分流口围绕侧壁等距分布。

5.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述多组气体分流口中的每组气体分流口具有多个等高的气体分流口。

6.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述第一组气体分流口的数量大于所述第二组气体分流口的数量。

7.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,每个所述气体分流口由多个相互平行的弧形栅状进气格组成。

8.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述第一组气体分流口中的气体分流口的弧形栅状进气格在竖向上的宽度比所述第二组气体分流口中的气体分流口的弧形栅状进气格在竖向上的宽度大。

9.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述第二组气体分流口设置在朝向所述加热盘的底部背面位置。

10.如权利要求1所述的半导体反应腔,其特征在于,所述气体分配通道的外周形状与所述半导体反应腔的腔内形状对应。

11.一种半导体工艺设备,包括如权利要求1~10任一项所述的半导体反应腔以及位于所述半导体反应腔侧方且与所述半导体反应腔连通的远端等离子体源。


技术总结
本技术公开了半导体反应腔以及半导体工艺设备。半导体反应腔包括气体供应端和气体分配通道。气体供应端设置在反应腔的侧壁的外侧上并与远端等离子体源连通。气体供应端的第一气体供应口的位置高于第二气体供应口的位置。气体分配通道围绕反应腔侧壁内侧设置。气体分配通道包括多组气体分流口以及通气端。第一组气体分流口的位置高于第二组气体分流口的位置。第一组气体分流口的位置对应反应腔内的喷淋板位置设置,第二组气体分流口的位置对应反应腔内的加热盘位置设置。通气端至少包括第一通气口和第二通气口。第一通气口与第一气体供应口连通,第二通气口与第二气体供应口连通。

技术研发人员:许铁柱,李丹
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:20240822
技术公布日:2025/9/18
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