进气装置及半导体设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种进气装置及半导体设备，该进气装置用于向半导体设备的工艺腔室提供工艺气体，包括主进气管路、第一组支进气管路、第二组支进气管路及调压机构；调压机构与主进气管路相连接，用于控制主进气管路内的气体流量稳定在预设范围；主进气管路的出气端分别与第一组支进气管路、第二组支进气管路的进气端相连接；第一组支进气管路、第二组支进气管路的出气端分别与工艺腔室连通，用于将工艺气体输送至工艺腔室内的指定区域；第一组支进气管路、第二组支进气管路上分别设置有支路气体流量调节装置。应用本实用新型专利技术可以实现单独调节基片某区域的工艺气体流量，提高了工艺稳定性，有利于基片整体厚度均匀性的优化。

【技术实现步骤摘要】
进气装置及半导体设备
本技术涉及半导体
，具体地，涉及一种进气装置及半导体设备。
技术介绍
目前，硅外延工艺作为半导体产业的前道工序，为半导体产业提供优质的原材料，是集成电路领域和功率半导体领域中的关键工艺，是半导体产业健康快速发展的基础。硅外延工艺最初应用于双极性集成电路，现在已经广泛应用于集成电路和半导体分立器件，例如，集成电路器件应用硅外延工艺，可以生长重掺埋层上的轻掺外延层，也能外延生成PN结，形成有效的隔离区；功率半导体器件应用硅外延工艺可大幅度提高器件的耐压能力；互补型金属氧化物半导体电路应用硅外延工艺制作，还可以抑制闩锁效应等。随着半导体技术的发展，集成电路硅外延片向大尺寸发展，而集成电路特征尺寸向更小的尺寸发展，因此对硅外延片的晶体完整性、厚度均匀性、电阻率均匀性、缺陷密度要求越来越严格。功率半导体器件当前正在向高耐压、高频率、大电流、低功耗的方向发展，而且一个单管包含有几百到几千个硅外延片，其表面积较大，由于硅外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性与器件的耐压值和导通电阻的稳定性密切相关，所以对硅外延片的厚度、电阻率均匀性有着更为苛刻的要求。根据硅外延技术的反应机理可知：使基片的温度均匀和流过基片的反应气体浓度和速度尽量均匀一致，可以保证外延片具有良好的厚度均匀性和电阻率均匀性。而气体输运和控制系统是外延设备中的关键部件，是保证向反应腔室及时和准确输运反应气体的系统，也是保证流过基片的反应气体浓度和速度均匀性的关键系统。现有工艺腔室的进气装置通常包括主进气管路和分进气管路，分进气管路将工艺气体输送至基片周围的不同区域，并在分进气管路上设置阀门和流量计，以调节各分进气管路的流量，即调节基片周围不同区域的气体流量。但是由于主进气管路的流量通常是定量的，当调节某一分进气管路的阀门时，其它分进气管路的流量也随之改变，例如有两条分进气管路时，增加其中一条分进气管路(将工艺气体输送至基片的中部)的气体流量，那么它所影响的整个基片的生长厚度会增加；但是另一条分进气管路(将工艺气体输送至基片的边缘区域)的气体流量会等量减少，那么它所影响的基片边缘区域的生长厚度会减小；反之亦然。如图1所示，即两条分进气管路中不同气流比例对厚度均匀性的影响示意图，由图可知，改变中部区域和边缘区域的气流比，基片中部区域厚度变化大(变化比较敏感)，而基片边缘区域厚度变化较小(变化不太敏感)。这样就造成了调节基片某区域的气流流量，都能影响其它区域的气流流量，即不能单独对基片周围不同区域气体流量进行调节，导致基片的厚度均匀性不好调节，基片的厚度变化不敏感，从而不利于基片整体厚度均匀性的优化。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种进气装置及半导体设备。为实现本技术的目的，第一方面提供一种进气装置，用于向半导体设备的工艺腔室提供工艺气体，包括主进气管路、第一组支进气管路、第二组支进气管路及调压机构；所述调压机构与所述主进气管路相连接，用于控制所述主进气管路内的气体流量稳定在预设范围；所述主进气管路的出气端分别与所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的进气端相连接；所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的出气端分别与所述工艺腔室连通，用于将所述工艺气体输送至所述工艺腔室内的指定区域；所述第一组支进气管路、第二组支进气管路上分别设置有支路气体流量调节装置。可选地，所述调压机构包括压力测量计、主路气体流量调节装置、与所述主进气管路连通的调压管路及调压装置；其中，所述压力测量计，用于表征通过所述主进气管路上的气体的压力值；所述主路气体流量调节装置，设置在所述主进气管路上，用于根据所述压力测量计的测量结果，将所述主进气管路的压力值调节至所述预设范围内；所述调压装置，设置在所述调压管路上，用于根据所述主进气管路的压力值调节所述调压管路内的工艺气体流量。可选地，所述进气装置还包括与所述调压机构气路连通的工艺气体收集装置；所述工艺气体收集装置设置于所述调压管路的末端，用于收集计入所述调压管路的工艺气体。可选地，所述气体流量调节装置一端连接所述主进气管路的进气端，另一端分别连接所述压力测量计的进气端和所述调压装置的进气端；所述压力测量计的出气端分别与所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的进气端相连接；所述调压管路的进气端设置在所述主进气管路上，且位于所述压力测量计和所述主路气流量调节装置之间；所述调压装置设置在所述调压管路上，且所述调压装置的出气端连接所述工艺气体收集装置的进气端。可选地，所述调压装置包括调节阀，所述调节阀用于调节所述调压管路内的工艺气体流量。可选地，所述主路气体流量调节装置、支路气体流量调节装置为质量流量控制器。可选地，所述进气装置还包括控制器，所述控制器分别与所述压力测量计和所述调压机构电连接，用于监测所述压力测量计的测量值，并根据所述测量值控制所述调压机构，以使所述主进气管路内的气体流量稳定在预设范围。可选地，所述指定区域包括所述工艺腔室内的待处理工件的中部区域和/或两侧区域。可选地，所述调压装置包括蝶阀。为实现本技术的目的，另一方面提供一种半导体设备，包括工艺腔室和与所述工艺腔室气路连通的进气装置，所述进气装置为如第一方面所述的进气装置。本技术具有以下有益效果：本技术提供的进气装置，可以通过调压机构泄掉主进气管路一定的压力(或者减小泄掉的压力)，以调节主进气管路内的气体流量，控制主进气管路内的气体流量稳定在预设范围，以防止单独调节第一组支进气管路或第二组支进气管路时对彼此造成影响，从而可以实现单独调节工艺腔室内指定区域的工艺气体流量，提高了工艺稳定性，从而有利于工艺腔室内位于指定区域的基片的整体厚度均匀性的优化，可大大提高基片厚度均匀性和厚度可调的灵活性，提高了工艺结果和设备性能。附图说明图1为现有技术中两条分进气管路中不同气流比例对厚度均匀性的影响效果示意图；图2为本申请实施例提供的进气装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的进气装置的另一结构示意图；图4为本申请实施例提供的工艺腔室的结构示意图；图5为本申请实施例提供的进气连接件的主视结构示意图；图6为图5中B-B处的剖视结构示意图；图7为图6中C-C处的剖视结构示意图。具体实施方式下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种进气装置，用于向半导体设备的工艺腔室提供工艺气体，其特征在于，包括主进气管路、第一组支进气管路、第二组支进气管路及调压机构；其中，/n所述主进气管路的出气端分别与所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的进气端相连接；/n所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的出气端分别与所述工艺腔室连通，用于将所述工艺气体输送至所述工艺腔室内的指定区域；/n所述第一组支进气管路、第二组支进气管路上分别设置有支路气体流量调节装置；/n所述调压机构与所述主进气管路相连接，用于控制所述主进气管路内的气体流量稳定在预设范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种进气装置，用于向半导体设备的工艺腔室提供工艺气体，其特征在于，包括主进气管路、第一组支进气管路、第二组支进气管路及调压机构；其中，
所述主进气管路的出气端分别与所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的进气端相连接；
所述第一组支进气管路、所述第二组支进气管路的出气端分别与所述工艺腔室连通，用于将所述工艺气体输送至所述工艺腔室内的指定区域；
所述第一组支进气管路、第二组支进气管路上分别设置有支路气体流量调节装置；
所述调压机构与所述主进气管路相连接，用于控制所述主进气管路内的气体流量稳定在预设范围。


2.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述调压机构包括压力测量计、主路气体流量调节装置、与所述主进气管路连通的调压管路及调压装置；其中，
所述压力测量计，用于表征通过所述主进气管路上的气体的压力值；
所述主路气体流量调节装置，设置在所述主进气管路上，用于根据所述压力测量计的测量结果，将所述主进气管路的压力值调节至所述预设范围内；
所述调压装置，设置在所述调压管路上，用于根据所述主进气管路的压力值调节所述调压管路内的工艺气体流量。


3.根据权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括与所述调压机构气路连通的工艺气体收集装置；
所述工艺气体收集装置设置于所述调压管路的末端。


4.根据权利要求3所述的进气装置，其特征在于，所述主路气体流量调节装置一端连接所述主进气管...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵万辉，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11