外延装置及应用于外延装置的进气结构制造方法及图纸

一种外延装置，包含腔室；在腔室中承载待加工工件的基台；进气结构，设置于腔室的侧壁上，用于向待加工工件的待加工表面提供处理气体；及排气结构，设置于与进气结构相对的腔室的侧壁上，用于排放处理气体。进气结构包括:多个第一进气通道，用于沿第一方向向待加工表面整体提供第一处理气体；及两组第二进气通道，用于沿第一方向分别向待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，至少一第一进气通道设置于两组第二进气通道间。第一处理气体包含用于外延反应的气体，第二处理气体包含或不含用于外延反应的气体，第二处理气体中用于外延反应的气体的含量低于第一处理气体中用于外延反应的气体的含量。外延装置显着改善外延层边缘的厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
外延装置及应用于外延装置的进气结构
本专利技术涉及半导体
，有关一种装置，详细来说，是一种外延装置及应用于外延装置的进气结构。
技术介绍
在硅外延设备中，通常使均匀浓度的用于外延反应的工艺气体从进气端进入腔室，横跨用基座承载的晶圆表面完成外延层的生长，再将工艺气体从尾气端排出腔室。在硅源浓度和温度固定的条件下，工艺气体的气流速度是影响外延层之膜厚分布的主要因素。为了保持外延层厚度均匀性，需将基座设置为可旋转，然而，在晶圆与基座在共同旋转过程中，晶圆与基座交界处会有不受控制的气流速度突变发生，从而导致晶圆边缘的外延层厚度极难控制。因此，需要对外延腔室的气流场结构，尤其是进气结构进行设计，达到控制外延层在晶圆边缘也具有均匀厚度分布的目的，提高产品良率。在现有技术中，硅外延设备的腔室部件包含主进气结构及辅助进气结构，使主要工艺气体及辅助工艺气体可以由不同方向进入腔室。然而，当同时通入气体时，主要工艺气体及辅助工艺气体相遇会形成交叉流使气流无法保持平顺，进而使得所形成的外延层的厚度分布不易控制。
技术实现思路
本专利技术公开一种外延装置及应用于外延装置的进气结构来解决
技术介绍
中的问题，如晶圆边缘的外延层厚度不均的现象。依据本专利技术的一实施例，揭露一种应用于对待加工工件的待加工表面进行加工的外延装置。所述外延装置包括腔室，设置在所述腔室中用于承载待加工工件的基台，进气结构；以及排气结构。所述进气结构，设置于所述腔室的侧壁上，用于向所述待加工工件的待加工表面提供处理气体。所述进气结构包括多个第一进气通道，用于沿第一方向向所述待加工表面整体提供第一处理气体，所述第一方向平行于所述待加工表面；及两组第二进气通道，用于沿所述第一方向分别向所述待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，至少一第一进气通道设置于所述两组第二进气通道之间。所述排气结构，设置于与所述进气结构相对的所述腔室的侧壁上。所述第一处理气体包含用于外延反应的气体，所述第二处理气体包含或不含所述用于外延反应的气体，所述第二处理气体中所述用于外延反应的气体的含量低于所述第一处理气体中所述用于外延反应的气体的含量。在一些实施例中，所述待加工表面的半径与所述待加工表面两侧的边缘的宽度的比值大于等于15。在一些实施例中，所述第一处理气体于第一进气通道的出口的流速与所述第二处理气体于第二进气通道的出口的流速相同。在一些实施例中，所述多个第一进气通道沿第二方向均匀排列，所述第二方向平行于所述待加工表面且垂直于所述第一方向。在一些实施例中，所述多个第一进气通道沿所述第二方向的总分布距离大于等于所述待加工表面的直径。在一些实施例中，每一组所述第二进气通道均包含多个辅助进气管，所述多个辅助进气通道以等边多边形排列，且所述等边多边形的最低点与所述第一进气通道的最低点位于同一平面。在一些实施例中，所述两组第二进气通道沿所述第二方向的总分布距离与所述待加工表面的直径的比例范围为0.8至1.4。在一些实施例中，所述第一进气通道与相邻的第一进气通道的间距范围为5至30mm。在一些实施例中，所述第一进气通道的孔径与所述第二进气通道的孔径比例范围为60至6。在一些实施例中，所述第一处理气体包括载气、所述用于外延反应的气体以及掺杂气体，其中，所述载气包括氮、氢中的至少一种，所述用于外延反应的气体包括硅烷、二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅中的至少一种，所述掺杂气体包括磷化氢、二硼烷、砷化氢中的至少一种。在一些实施例中，所述第二处理气体包括载气、所述用于外延反应的气体、掺杂气体中的至少一种，所述载气包括氮、氢中的至少一种，所述用于外延反应的气体包括硅烷、二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅中的至少一种，所述掺杂气体包括磷化氢、二硼烷、砷化氢中的至少一种。依据本专利技术的另一实施例，揭露一种应用于外延装置中的进气结构。所述进气结构包含多个第一进气通道，用于沿一方向向所述待加工表面整体提供第一处理气体，所述方向是平行于所述待加工表面；及两组第二进气通道，用于沿所述方向分别向所述待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，且至少一第一进气通道设置于所述两组第二进气通道之间。所述第一处理气体包含用于外延反应的气体，所述第二处理气体包含或不含所述用于外延反应的气体，所述第二处理气体中所述用于外延反应的气体的含量低于所述第一处理气体中所述用于外延反应的气体的含量。在一些实施例中，所述第一处理气体于第一进气通道的出口的流速与所述第二处理气体于第二进气通道的出口的流速相同。在一些实施例中，每一组所述第二进气通道均包含多个辅助进气管，所述多个辅助进气通道以等边多边形排列，且所述等边多边形的最低点与所述第一进气通道的最低点位于同一平面。在一些实施例中，每一组所述第二进气通道均包含三个辅助进气管，所述三个辅助进气通道以等边三角形排列。在一些实施例中，所述第一进气通道的孔径与所述第二进气通道的孔径比例范围为60至6。本专利技术进气结构通过多个第一进气通道及两组第二进气通道，可以有效地沿相同方向对所述待加工工件的待加工表面提供第一处理气体并对所述待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，以及通过第一处理气体包含用于外延反应的气体，所述第二处理气体包含或不含所述用于外延反应的气体，所述第二处理气体中所述用于外延反应的气体的含量低于所述第一处理气体中所述用于外延反应的气体的含量，使得第一处理气体及第二处理气体之气流平顺，进而改善待加工表面上所形成的外延层的厚度均匀性。附图说明图1是依据本专利技术一实施例之外延装置的俯视示意图。图2是依据本专利技术一实施例之外延装置的侧视示意图。图3是依据本专利技术一实施例之进气结构的示意图。图4是依据本专利技术另一实施例之进气结构的示意图。图5是依据本专利技术另一实施例之外延装置的俯视示意图。图6是依据本专利技术一实施例之进气方法的流程图。具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延装置，其特征在于，包括:/n腔室；/n设置在所述腔室中用于承载待加工工件的基台；/n进气结构，设置于所述腔室的侧壁上，用于向所述待加工工件的待加工表面提供处理气体，所述进气结构包括:/n多个第一进气通道，用于沿第一方向向所述待加工表面整体提供第一处理气体，所述第一方向平行于所述待加工表面；及/n两组第二进气通道，用于沿所述第一方向分别向所述待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，至少一第一进气通道设置于所述两组第二进气通道之间；及/n排气结构，设置于与所述进气结构相对的所述腔室的侧壁上；/n其中，所述第一处理气体包含用于外延反应的气体，所述第二处理气体包含或不含所述用于外延反应的气体，所述第二处理气体中所述用于外延反应的气体的含量低于所述第一处理气体中所述用于外延反应的气体的含量。/n

【技术特征摘要】
1.一种外延装置，其特征在于，包括:
腔室；
设置在所述腔室中用于承载待加工工件的基台；
进气结构，设置于所述腔室的侧壁上，用于向所述待加工工件的待加工表面提供处理气体，所述进气结构包括:
多个第一进气通道，用于沿第一方向向所述待加工表面整体提供第一处理气体，所述第一方向平行于所述待加工表面；及
两组第二进气通道，用于沿所述第一方向分别向所述待加工表面两侧的边缘提供第二处理气体，至少一第一进气通道设置于所述两组第二进气通道之间；及
排气结构，设置于与所述进气结构相对的所述腔室的侧壁上；
其中，所述第一处理气体包含用于外延反应的气体，所述第二处理气体包含或不含所述用于外延反应的气体，所述第二处理气体中所述用于外延反应的气体的含量低于所述第一处理气体中所述用于外延反应的气体的含量。


2.如权利要求1的装置，其特征在于，所述待加工表面的半径与所述待加工表面两侧的边缘的宽度的比值大于等于15。


3.如权利要求1的装置，其特征在于，所述第一处理气体于第一进气通道的出口的流速与所述第二处理气体于第二进气通道的出口的流速相同。


4.如权利要求1的装置，其特征在于，所述多个第一进气通道沿第二方向均匀排列，所述第二方向平行于所述待加工表面且垂直于所述第一方向。


5.如权利要求3的装置，其特征在于，所述多个第一进气通道沿所述第二方向的总分布距离大于等于所述待加工表面的直径。


6.如权利要求1的装置，其特征在于，每一组所述第二进气通道均包含多个辅助进气管，所述多个辅助进气通道以等边多边形排列，且所述等边多边形的最低点与所述第一进气通道的最低点位于同一平面。


7.如权利要求1的装置，其特征在于，所述两组第二进气通道沿所述第二方向的总分布距离与所述待加工表面的直径的比例范围为0.8至1.4。


8.如权利要求1的装置，其特征在于，所述第一进气通道与相邻的第一进气通道的间距范围为5至30mm。


9.如权利要求1的装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏振军，王磊磊，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11