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CN113441032B - 半导体工艺设备及其气体输送装置 - Google Patents

半导体工艺设备及其气体输送装置 Download PDF

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CN113441032B
CN113441032B CN202110713403.0A CN202110713403A CN113441032B CN 113441032 B CN113441032 B CN 113441032B CN 202110713403 A CN202110713403 A CN 202110713403A CN 113441032 B CN113441032 B CN 113441032B
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CN
China
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gas
blocking
mixing cavity
gas mixing
axial direction
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CN202110713403.0A
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CN113441032A (zh
Inventor
朱磊
纪红
魏景峰
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Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
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Abstract

本申请公开一种半导体工艺设备及其气体输送装置,气体输送装置用于向半导体工艺设备的工艺腔室中输送工艺气体,其包括混气件和分气件,分气件设置在工艺腔室的盖板上的安装通孔中,分气件与安装通孔配合形成分气通道,混气件设置在盖板上,其中设置有混气腔,分气通道连通混气腔和工艺腔室;混气腔内安装有多个阻挡件,且多个阻挡件形成至少两组沿混气腔的轴向分布的气体阻挡层;任一气体阻挡层均包括至少两个围绕轴向间隔设置的阻挡件;对于任意相邻的两组气体阻挡层,其中一个气体阻挡层的至少一个阻挡件在轴向的投影覆盖另一气体阻挡层中相邻两个阻挡件之间的间隔区域。上述气体输送装置能够提升气体中不同组分的混合程度。

Description

半导体工艺设备及其气体输送装置
技术领域
本申请属于半导体加工技术领域,具体涉及一种半导体工艺设备及其气体输送装置。
背景技术
在半导体被加工件的加工过程中,通常需要向工艺腔内输送工艺气体,工艺气体可以提供参与反应或净化工艺腔环境等作用。以原子层沉积工艺为例,通常需要向工艺腔内通入多种不同的源气,使源气之间进行反应,形成原子膜沉积在基底的表面。目前的混流器中通常设置有混气腔,不同的源气在载气的作用下经进气管路被送入混气腔内,源气和载气在混气腔内进行混合,且采用一路分四路,四路分八路的结构形式,对初步混合之后的气体进一步混合和分散,最终被送入工艺腔内,这种混气方式较为原始,各混合管路内的气体在混合过程中的流动范围相对局限,混合程度较差。
发明内容
本申请公开一种半导体工艺设备及其气体输送装置,能够提升气体中不同组分的混合程度。
为了解决上述问题,本申请实施例是这样实现地:
第一方面,本申请实施例提供了一种半导体工艺设备中的气体输送装置,用于向所述半导体工艺设备的工艺腔室中输送工艺气体,所述气体输送装置包括混气件和分气件,所述分气件设置在所述工艺腔室的盖板上的安装通孔中,所述分气件与所述安装通孔配合形成分气通道,所述混气件设置在所述盖板上,其中设置有混气腔,所述分气通道连通所述混气腔和所述工艺腔室;
所述混气腔内安装有多个阻挡件,且多个所述阻挡件形成至少两组沿所述混气腔的轴向分布的气体阻挡层;任一所述气体阻挡层均包括至少两个围绕所述轴向间隔设置的所述阻挡件;对于任意相邻的两组所述气体阻挡层,其中一个所述气体阻挡层的至少一个所述阻挡件在所述轴向的投影覆盖另一所述气体阻挡层中相邻两个所述阻挡件之间的间隔区域。
第二方面,本申请实施例提供了一种半导体工艺设备,其包括工艺腔室和上述气体输送装置。
本申请实施例提供一种半导体工艺设备及其气体输送装置,采用该气体输送装置可以向半导体工艺设备的工艺腔室内输送气体。气体输送装置包括混气件和分气件,混气件设有混气腔,混气腔与分气件与工艺腔室的盖板的安装通孔配合形成的分气通道连通,进而与工艺腔室连通,使混气腔内的气体能够通过分气通道输送至工艺腔室内。
混气腔内安装有多个阻挡件,且多个阻挡件能够形成至少两组沿混气腔轴向分布的气体阻挡层,相邻的两组气体阻挡层中,其中一个气体阻挡层的至少一个阻挡件在混气腔的轴向的投影覆盖另一气体阻挡层中相邻两个阻挡件之间的间隔区域。
在这种情况下,当气体被送入混气腔内之后,气体沿混气腔的轴向流动过程会受到气体阻挡层中阻挡件的阻挡,从而使气体只能沿垂直于上述轴向的方向扩散,且自气体阻挡层中任意相邻的两个阻挡件之间的间隔区域继续向下游流动,在气体自位于上游的气体阻挡层中的间隔区域流动至下游的气体阻挡层时,气体又被位于下游的气体阻挡层的阻挡件所进一步阻挡,从而使气体只能继续向垂直于上述轴向的方向扩散,且更加分散地自更多的间隔区域继续向下游流动。在上述过程中,气体可以被阻挡件所阻挡,从而多次沿垂直于混气腔的轴向的方向流动且扩散,这可以使位于混气腔内不同位置处的气体充分混合,且使混合气体中不同种类的气体更好地混合在一起,提升自混气件输出的气体中各组分的混合均匀程度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是本申请实施例公开的气体输送装置与盖板之间的装配示意图;
图2是本申请实施例公开的气体输送装置中包括阻挡件的部分结构的示意图;
图3是本申请实施例公开的气体输送装置中包括阻挡件的部分结构的截面图;
图4是本申请实施例公开的气体输送装置中阻挡件在另一方向上的示意图;
图5是本申请实施例公开的气体输送装置中分流环的工作示意图;
图6是本申请实施例公开的半导体工艺设备的结构示意图。
附图标记说明:
110-混气件、111-混气腔、120-进气管、
200-分气件、210-锥形分流盘、211-外周壁、220-分流环、221-外侧壁、222-内侧壁、223-容气槽、224-分气孔、
310-阻挡件、311-第一表面、312-第二表面、320-中置柱、
400-送气件、410-送气孔、
510-工艺腔室、520-盖板、521-安装通孔、530-加热器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
以下结合附图,详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。
如图1-图6所示,本申请实施例公开一种气体输送装置,该气体输送装置可以应用在半导体工艺设备中,以向半导体工艺设备的工艺腔室510中输送工艺气体,从而保证半导体工艺设备中的工艺能够正常进行。其中,气体输送装置包括混气件110和分气件200。
分气件200设置在工艺腔室510的盖板520的安装通孔521中,分气件200与安装通孔521配合,形成分气通道,从而使自混气件110通入的气体能够在分气件200处进行分散,以更加均匀地被通入至工艺腔室510中。具体地,分气件200上可以设置有多个分气孔224。多个分气孔224可以均匀地布设在分气件200上,分气件200安装在盖板520的安装通孔521中,自混气件110通入的气体经多个分气孔224均匀地扩散开来,直接或间接地被送入工艺腔室510内。分气件200的具体形状可以与安装通孔521的具体形状相同或相似,例如,二者均可以为矩形或圆形结构,分气件200安装至安装通孔521处,且可以使各分气孔224沿安装通孔521的轴向贯穿分气件200,使工艺腔室510能够通过多个分气孔224与工艺腔室510之外连通。
混气件110亦设置在安装盖板520上,且混气件110设置有混气腔111,具体地,混气腔111为规则形状的结构,源气和载气等可以在混气腔111内进行混合,从而使源气与载体之间混合均匀。分气通道连通混气腔111和工艺腔室510,从而使混气腔111内的工艺气体能够自分气通道被送入工艺腔室510内。具体地,混气件110可以通过螺钉或焊接等方式固定在盖板520上,或者,混气件110亦可以与分气件200相互固定,从而通过分气件200与盖板520之间的固定关系实现固定混气件110与盖板520的目的。
为了提升气体之间混合均匀的程度,如图1和图2所示,混气腔111内安装有多个阻挡件310,各阻挡件310均能够为混气腔111内的气体提供阻挡作用。其中,多个阻挡件310形成至少两组沿混气腔111的轴向分布的气体阻挡层,各气体阻挡层一并作用,使在混气腔111内沿混气腔111的轴向流动的气体的混合均匀程度更高。需要说明的是,混气腔111的轴向平行于安装通孔521的轴向。
进一步地,任一气体阻挡层均包括至少两个围绕混气腔111的轴向间隔设置的阻挡件310。具体地,阻挡件310的形状可以为三角形、矩形或半圆形等,阻挡件310具体可以为片状或块状结构件,从而使阻挡件310朝向气体通入的方向具有气体阻挡面,以通过该气体阻挡面阻挡气体的流动。在同一气体阻挡层中,多个围绕混气腔111的轴向间隔设置的阻挡件310可以一并工作,以使气体仅能自任意相邻的两个阻挡件310之间的缝隙继续流动。
同时,对于任意相邻的两组气体阻挡层,其中一个气体阻挡层的至少一个阻挡件310在混气腔111的轴向的投影覆盖另一气体阻挡层中相邻的两个阻挡件310之间的间隔区域。也就是说,任意相邻的两组气体阻挡层各自的阻挡件310中至少包括交错分布的一个阻挡件310,在这种情况下,气体沿混气腔111的轴向流动的过程中,任意相邻的两个气体阻挡层的阻挡件310对气体的阻挡位置不同,从而可以使气体的流动路径进一步发生改变,使气体自混气腔111流出,且流入至分气通道时的混合均匀性更高。
具体地,以任一气体阻挡层均包括两个阻挡件310为例,则任一气体阻挡层中的两个阻挡件310的形状和尺寸均可以对应相同,且两个阻挡件310可以对称设置。在此基础上,当布设相邻的两个气体阻挡层时,可以使一个气体阻挡层中的两个阻挡件310分别对应于另一个气体阻挡层中两个阻挡件310形成的两个间隔区域设置,从而使两个气体阻挡层各自的阻挡件310的阻挡位置不同,提升所有阻挡件310对气体产生的阻碍效果,进而提升气体流经混气腔111之后的混合均匀程度。
更具体地,任意相邻的两组气体阻挡层中包括第一阻挡层和第二阻挡层,且第一阻挡层位于第二阻挡层背离分气通道的一侧,也即,相较于第二阻挡层,第一阻挡层更远离分气通道,沿气体的流动路径,第一阻挡层位于第二阻挡层的上游。对于第一阻挡层和第二阻挡层而言,第二阻挡层的至少一个阻挡件310在混气腔111的轴向的投影覆盖第一阻挡层中相邻两个阻挡件310之间的间隔区域,这可以进一步保证气体在自第一阻挡层中两个阻挡件310之间的间隔区域流向第二阻挡层时,第二阻挡层中对应的阻挡件310能够可靠地为气体提供阻挡作用。
本申请实施例提供一种半导体工艺设备及其气体输送装置,采用该气体输送装置可以向半导体工艺设备的工艺腔室510内输送气体。气体输送装置包括混气件110和分气件200,混气件110设有混气腔111,混气腔111与分气件200与工艺腔室510的盖板520的安装通孔521配合形成的分气通道连通,进而与工艺腔室510连通,使混气腔111内的气体能够通过分气通道输送至工艺腔室510内。
混气腔111内安装有多个阻挡件310,且多个阻挡件310能够形成至少两组沿混气腔111轴向分布的气体阻挡层,相邻的两组气体阻挡层中,其中一个气体阻挡层的至少一个阻挡件310在混气腔111的轴向的投影覆盖另一气体阻挡层中相邻两个阻挡件310之间的间隔区域。
在这种情况下,当气体被送入混气腔111内之后,气体沿混气腔111的轴向流动过程会受到气体阻挡层中阻挡件310的阻挡,从而使气体只能沿垂直于上述轴向的方向扩散,且自气体阻挡层中任意相邻的两个阻挡件310之间的间隔区域继续向下游流动,在气体自位于上游的气体阻挡层中的间隔区域流动至下游的气体阻挡层时,气体又被位于下游的气体阻挡层的阻挡件310所进一步阻挡,从而使气体只能继续向垂直于上述轴向的方向扩散,且更加分散地自更多的间隔区域继续向下游流动。在上述过程中,气体可以被阻挡件310所阻挡,从而多次沿垂直于混气腔111的轴向的方向流动且扩散,这可以使位于混气腔111内不同位置处的气体充分混合,且使混合气体中不同种类的气体更好地混合在一起,提升自混气件110输出的气体中各组分的混合均匀程度。
进一步地,对于任意相邻的两组气体阻挡层,其中一个气体阻挡层中的任一阻挡件310在混气腔111的轴向的投影均覆盖另一气体阻挡层中对应的相邻两个阻挡件310之间的间隔区域。也就是说,相邻的两个气体阻挡层中一个气体阻挡层的每一阻挡件310均一一对应于另一气体阻挡层中的间隔区域,从而保证自气体阻挡层中的任一间隔区域流出的气体均会受到另一气体阻挡层中对应的阻挡件310的阻挡,全面地提升气体的被阻挡效果,进而提升混气腔111内混气气体中不同种类气体的混合均匀性。
如上所述,相邻的两个气体阻挡层包括第一阻挡层和第二阻挡层,基于上述实施例,可以使第二阻挡层中任一阻挡件310在混气腔111的轴向的投影均覆盖第一阻挡层中对应的相邻两个阻挡件310之间的间隔区域,从而保证在气体的流动过程中,第二阻挡层中的阻挡件310始终可以为自位于上游的第一阻挡层中对应的间隔区域流出的气体提供阻挡作用。
如上所述,混气腔111内设置有多个围绕混气腔111的轴向设置的阻挡件310,具体地,混气腔111可以由筒状结构围成,且各阻挡件310的一端可以连接在混气腔111的内壁上,从而使阻挡件310能够被固定在预设位置处。可选地,各阻挡件310的另一端之间相互间隔。为了提升气体的混合均匀程度,防止气体自多个阻挡件310的另一端之间形成的空隙流向分气通道,在本申请的另一实施例中,可以使多个阻挡件310背离混气腔111的内壁的一端相互连接,这使得气体仅能自相邻的两个阻挡件310之间的间隔区域处流动,能够提升混气腔111内气体的混合均匀程度。
在本申请的再一实施例中,可选地,混气腔111内设置有中置柱320,中置柱320的轴线与混气腔111的轴线重合,也即,中置柱320沿混气腔111的轴向延伸。并且,任一阻挡件310均连接于中置柱320与混气腔111的内壁之间。在这种情况下,气体无法自混气腔111的中心流动,从而仅能在中置柱320与混气腔111的内壁之间围成的环状空间内流动,且由于前述环状空间内设置有多个气体阻挡层,进而使得气体在环状空间内流动时与气体阻挡层之间的干涉程度更高,进一步提升流经混气腔111的气体的混合均匀程度。
具体地,中置柱320垂直于混气腔111的轴向的截面的形状可以为不规则图形,亦可以为规则图形。可选地,中置柱320的截面可以为圆形或矩形等,形成混气腔111混气件110具体为筒状结构,混气件110、中置柱320和阻挡件310均可以采用金属材料制成,以提升整个混气件110的结构强度。阻挡件310与中置柱320和混气腔111的内壁之间均可以采用焊接等方式相互连接,一方面保证阻挡件310的安装稳定性,另一方面还可以降低气体自阻挡件310和中置柱320之间的缝隙,以及阻挡件310和混气腔111的内壁之间的缝隙流动的概率,保证气体仅能自相邻的两个阻挡件310之间的间隔区域继续流动。
更具体地,混气腔111的内壁可以为圆形筒状结构,对应地,中置柱320为圆柱状结构件,且中置柱320设置在混气腔111的轴线所在处。在这种情况下,气体在混气腔111内流动时,混气腔111的内壁对气体产生的阻碍程度相对较小,在提升气体的混合均匀程度的情况下,最大化地保证气体的流动顺畅性。
如上所述,混气腔111可以为圆形结构件,且可以使多个阻挡件310背离混气腔111的内壁的一端相互连接,在这种情况下,可以使任一阻挡件310均为扇形结构件,一方面可以保证阻挡件310的一端能够与混气腔111的内壁形成较为紧密的连接关系,另一方面也可以保证多个阻挡件310背离混气腔111的内壁的一端能够相互连接,从而防止气体自混气腔111的中心流动。
更进一步地,在混气腔111内设置有中置柱320,且混气腔111和中置柱320均为圆形结构的情况下,任一阻挡件310均可以为扇面状结构件,且可以使阻挡件310的一端与中置柱320连接,使阻挡件310的另一端与混气腔111的内壁连接,从而保证气体无法自阻挡件310与中置柱320之间的缝隙,以及阻挡件310与混气腔111的内壁之间的缝隙流过。
如上所述,任一气体阻挡层均包括多个阻挡件310,可选地,任一气体阻挡层中的多个阻挡件310均匀分布,进而使气体在流过任一气体阻挡层时的所形成的多个分流的相对位置更均匀,且各分流的流量也基本一致,进一步提升气体流经混气腔111之后的混合均匀程度。
具体地,任一气体阻挡层的阻挡件310的数量可以为两个、三个、四个或更多个,可选地,在保证气体阻挡层对气体具有较好的阻挡效果的同时,尽量降低气体阻挡层的加工难度,气体阻挡层可以由四个阻挡件310构成,且四个阻挡件310均匀设置,每一阻挡件310跨过的角度具体可以根据实际情况确定,具体可以为60°,对应地,相邻的两个阻挡件310之间的间隔区域对应的角度则为30°。当然,在实际需求不同的情况下,气体阻挡层的阻挡件310的数量以及相邻的两个阻挡件310之间跨过的角度亦可以不同,此处不作限定。
如上所述,各阻挡件310均可以为片状或块状结构件,具体来说,阻挡件310沿混气腔111的轴向相背的第一表面311和第二表面312均可以为平面,且可以使第一表面311和第二表面312相互平行。在本申请的另一实施例中,可选地,第一表面311和混气腔111的轴线之间的夹角小于90°,也即,第一表面311倾斜地朝向混气腔111的轴线所在的位置设置。在采用上述技术方案的情况下,可以使第二表面312垂直于混气腔111的轴向,进而,相较于沿混气腔111的轴向相邻的两个阻挡件310中靠近混气腔111的内壁的第一空间在前述轴向上的尺寸,小于相邻的两个阻挡件310靠近混气腔111轴线所在处的区域的第二空间在前述轴向上的尺寸。
在这种情况下,虽然气体的质量相对较小,但是气体在混气腔111内高速流动时亦会产生一定的离心力,随着气体在混气腔111内流动过程的进行,气体会逐渐向混气腔111的外侧靠拢,通过使第一表面311与混气腔111的轴线之间的夹角小于90°,使得相邻的两个阻挡件310能够向气体提供一定的挤压作用,促进气体向靠近混气腔111的轴线所在处流动,也即自混气腔111的外侧向混气腔111的内侧流动,这可以进一步提升气体在混气腔111内混合的效果。
相似地,可以使第二表面312与混气腔111的轴线之间的夹角小于90°,对应地,在这种情况下,通过使第一表面311垂直于混气腔111的轴线,亦可以使沿混气腔111的轴向相邻的两个阻挡件310之间夹持的空间中,靠近混气腔111的内壁的空间在前述轴向上的尺寸小于靠近混气腔111的轴线所在处在前述轴向上的尺寸,这亦可以借助前述空间向气体施加一定的作用效果,促进气体自混气腔111的外侧向混气腔111的中心流动,提升气体在混气腔111内的混合均匀程度。
具体地,第一表面311和第二表面312各自与混气腔111的轴线之间的夹角可以为85°,亦可以为60°。更具体地,第一表面311和第二表面312各自与混气腔111的轴线之间的夹角可以为80°,在这种情况下,使第一表面311和第二表面312均能够提供较好的导流效果的同时,也基本不会形成气体流动死角,进一步提升气体在混气腔111内的混合均匀程度。
当然,需要说明的是,通过使第一表面311和第二表面312中的一者与混气腔111轴线之间的第一夹角与90°之间的差值,大于另一者与混气腔111轴线之间的第二夹角与90°之间的差值,亦可以保证沿混气腔111的轴向相邻的两个阻挡件310之间夹持形成的空间的外侧的尺寸小于内侧的尺寸,以促进气体在上述形状的空间内向靠近混气腔111的中心流动。
如上所述,气体可以自混气件110被通入混气腔111内,具体来说,混气件110上设置有进气口,气体可以通过进气口被通入至混气腔111内,进气口的轴向可以与混气腔111的轴向平行。在本申请的另一实施例中,可以使进气口的轴向与混气腔111的轴向垂直,也即,气体自混气腔111的一侧被送入至混气腔111内,从而使气体在混气腔111内流动时具有切向速度,进而可以防止出现阻挡件310对气体的流动产生较大的阻碍,影响气体的输送速率。
可选地,混气件110的侧壁上开设有多个进气口,多个进气口可以分别用以输送不同种类的源气,从而防止不同源气在输送之初即发生反应,对工艺过程产生不利影响。进气口的数量可以根据实际需求确定,如进气口可以为两个、三个或更多个。多个进气口围绕混气腔111的轴向均匀且间隔设置,从而使相邻的进气口之间基本不会相互干涉,且便于与进气口连接的管路的组装工作的进行。
进一步地,多个进气口上均连接有进气管120,进气管120的另一端可以与气源连通,从而使气源中的气体能够通过进气管120经进气口被输送至混气件110内。如上所述,进气口的轴向可以平行于混气腔111的轴向,亦可以垂直于混气腔111的轴向,对应地,进气管120的轴线可以与进气口的轴线重合。进一步地,在混气腔111为圆形结构的情况下,可以使多个进气管120的轴向均与混气腔111的周向相切,在这种情况下,可以进一步降低混气腔111的侧壁对自进气口通入的气体的阻挡作用,使气体沿着混气腔111的内壁周向运动,且逐渐向靠近分气通道的方向运动,防止气体的输送速度下降较多,以在保证气体的混合均匀程度相对较高的情况下,还能够保证气体的输送速度相对较高。
在本申请的另一实施例中,可选地,分气件200包括锥形分流盘210和分流环220。其中,锥形分流盘210的外周壁211和安装通孔521的侧壁配合形成分气通道。具体来说,在分气件200包括锥形分流盘210的情况下,盖板520上所设置的安装通孔521的侧壁亦整体为锥形结构,从而使安装通孔521的侧壁能够与锥形分流盘210的外周壁211相互配合,形成锥面结构的分气通道。
同时,分气通道的一端与混气腔111连通,另一端通过分流环220与工艺腔室510连通。具体来说,混气腔111和分流环220与分气通道之间的连接方式可以为焊接或粘接等,从而保证分气通道的相背两端能够分别与混气腔111和分流环220形成可靠的密封关系。分气通道中尺寸相对较小的一端与混气腔111连通,尺寸相对较大的一端则通过分流环220与工艺腔室510连通,从而在气体自混气腔111流入分气通道之后,通过流过锥形结构的分气通道,可以使气体能够扩散开来,提升气体的分散程度,以在气体进入分流环220之前,预先对气体进行分散。
另外,分流环220设置在锥形分流盘210的底部,以保证分气通道能够通过分流环220与工艺腔室510连通。分流环220设置有容气槽223,气体可以自分气通道被通入容气槽223内,且分流环220的内侧壁222和外侧壁221上均沿轴向设置有多个均匀分布的分气孔224。也就是说,分流环220包括内侧壁222和外侧壁221,且外侧壁221围绕内侧壁222设置,以使内侧壁222和外侧壁221夹设形成容气槽223。内侧壁222和外侧壁221均可以为圆环状结构件,外侧壁221与内侧壁222之间的间距,以及内侧壁222和外侧壁221的直径等尺寸均可以根据实际情况确定。为了保证容气槽223内的气体能够正常被通入至工艺腔室510中,内侧壁222和外侧壁221上均设置有多个分气孔224,多个分气孔224对应地沿周向均匀设置,从而保证气体可以自内侧壁222上的分气孔224流动至内侧壁222以内,且自外侧壁221上的分气孔224流动至外侧壁221以外,尽可能多得保证气体均布地、全面地被通入至工艺腔室510中。
当然,工艺腔室510与分气件200之间还可以设置有送气件400,送气件400上设置有多个均匀分布的送气孔410,各送气孔410的沿送气件400的轴向贯穿送气件400,以使各送气孔410均能够连通送气件400的相背两侧。送气件400设置在分流环220背离混气腔111的一侧,且安装在工艺腔室510上,从而使自分流环220分散出的多股气体能够分别通过送气件400上对应的送气孔410被通入工艺腔室510中。
如上所述,内侧壁222和外侧壁221二者的直径等尺寸以及二者之间的间距均可以根据实际情况确定,对应地,设置在内侧壁222上的分气孔224的数量和直径亦可以根据内侧壁222的直径等实际情况确定,外侧壁221上的分气孔224的数量亦是如此。可选地,内侧壁222上的分气孔224的数量与内侧壁222的直径成正比例关系,也即,内侧壁222的直径相对越大,则设置在内侧壁222上的分气孔224的数量则越多。相似地,外侧壁221上的分气孔224的数量与外侧壁221的直径亦成正比例关系。
另外,如上所述,自容气槽223经内侧壁222上的分气孔224流出的气体流向内侧壁222的内侧,自容气槽223经外侧壁221上的分气孔224流出的气体流向外侧壁221的外侧,为了保证对应于工艺腔室510上表面的区域内的各处的气体的量基本一致,在内侧壁222和外侧壁221上布设分气孔224的过程中,可以根据内侧壁222以内的区域的面积,与外侧壁221以外的区域的面积之间的比值,对应确定设置在内侧壁222和外侧壁221上的分气孔224的数量,从而尽量保证各分气孔224所对应覆盖的送气面积的值基本一致,提升工艺腔室510上各处的进气速率。
可选地,外侧壁221上的分气孔224的数量与内侧壁222上的分气孔224的数量的比值为预设值,具体来说,该预设值与内侧壁222和外侧壁221各自所需对应的送气面积相关。更具体地,可以根据工艺腔室510中对应于外侧壁221以外的区域的面积与工艺腔室510对应于内侧壁222以内的区域的面积之间的第一比值,对应确定外侧壁221上的分气孔224的截面积之和与内侧壁222上的分气孔224的截面积之和的第二比值,前述第二比值即为上述预设值。
具体地,分气孔224可以为截面为矩形或圆形的通孔等,当然,分气孔224的截面积亦可以为三角形,为了降低分气孔224的加工难度,分气孔224的截面可以为圆形结构。更具体地,分气孔224可以为圆柱状结构,以进一步降低分气孔224的加工难度。
在本申请的另一实施例中,可以使分气孔224为变截面状结构,具体来说,沿气体在分气孔224内的流动方向,可以使分气孔224的截面面积逐渐减小。具体到外侧壁221和内侧壁222上各自的分气孔224而言,则可以使外侧壁221上的分气孔224的截面积沿分流环220的径向自内向外逐渐减小,且使内侧壁222上的分气孔224的截面积沿分流环220的径向自外向内逐渐减小。总归来说,通过使对应的分气孔224的截面积逐渐减小,可以使气体在流经分气孔224之后的速度得到提升,进而提升气体经分流环220之后的流动速率,从而使气体扩散得更广,提升分流环220的覆盖区域范围。
基于上述任一实施例提供的气体输送装置,如图6所示,本申请实施例还提供一种半导体工艺设备,该半导体工艺设备包括工艺腔室510和上述任一实施例提供的气体输送装置,气体输送装置安装在工艺腔室510的盖板520上,以通过气体输送装置向工艺腔室510内输送工艺气体,且保证输送至工艺腔体内的工艺气体的混合均匀程度相对较高。当然,半导体工艺设备中还可以设置有加热器530等部件,考虑文本简洁,此处不再详细介绍。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备中的气体输送装置,用于向所述半导体工艺设备的工艺腔室中输送工艺气体,其特征在于,所述气体输送装置包括混气件和分气件,所述分气件设置在所述工艺腔室的盖板上的安装通孔中,所述分气件与所述安装通孔配合形成分气通道,所述混气件设置在所述盖板上,其中设置有混气腔,所述分气通道连通所述混气腔和所述工艺腔室;
所述混气腔内安装有多个阻挡件,且多个所述阻挡件形成至少两组沿所述混气腔的轴向分布的气体阻挡层;任一所述气体阻挡层均包括至少两个围绕所述轴向间隔设置的所述阻挡件;对于任意相邻的两组所述气体阻挡层,其中一个所述气体阻挡层的至少一个所述阻挡件在所述轴向的投影覆盖另一所述气体阻挡层中相邻两个所述阻挡件之间的间隔区域。
2.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,对于任意相邻的两组所述气体阻挡层,其中一个所述气体阻挡层中任一所述阻挡件在所述轴向的投影均覆盖另一所述气体阻挡层中对应的相邻两个所述阻挡件之间的间隔区域。
3.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述混气腔内还设置有中置柱,且所述中置柱的轴线与所述混气腔的轴线重合,任一所述阻挡件均连接于所述中置柱和所述混气腔的内壁之间。
4.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述混气腔为圆柱状结构,任一所述阻挡件均为扇形结构件,且任一所述气体阻挡层中的多个所述阻挡件均匀分布。
5.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述阻挡件具有沿所述轴向相背设置的第一表面和第二表面,所述第一表面与所述混气腔轴线之间的夹角小于90°;
和/或所述第二表面与所述混气腔轴线之间的夹角小于90°。
6.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述混气件的侧壁上开设有多个进气口,多个所述进气口围绕所述混气腔的轴向均匀且间隔设置;
多个所述进气口上均连接有进气管,多个所述进气管的轴向均与所述混气腔的周向相切。
7.根据权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述分气件包括锥形分流盘和分流环,所述锥形分流盘的外周壁和所述安装通孔的侧壁配合形成所述分气通道,所述分气通道一端与所述混气腔连通,另一端通过所述分流环与所述工艺腔室连通;
所述分流环设置在所述锥形分流盘的底部,其中设置有容气槽,所述分流环的内侧壁和外侧壁上均沿周向设置有多个均匀分布的分气孔。
8.根据权利要求7所述的气体输送装置,其特征在于,所述外侧壁上分气孔的数量与所述内侧壁上分气孔的数量的比值为预设值。
9.根据权利要求7所述的气体输送装置,其特征在于,所述外侧壁上分气孔的截面积沿分流环的径向自内向外逐渐减小,所述内侧壁上分气孔的截面积沿径向自外向内逐渐减小。
10.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括工艺腔室和如权利要求1-9任一项所述的气体输送装置。
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