汽化系统以及半导体工艺设备技术方案

本发明专利技术提供一种汽化系统以及半导体工艺设备；其中，汽化系统包括：射流混合器、混合加热器、工艺液源和多条管路；其中，工艺液源用于存储并输出工艺液体；射流混合器的两个进口分别与外部气源和工艺液源连通；射流混合器的第一进口通过进气管路与气源连通，射流混合器的第二进口通过进液管路与工艺液源连通，射流混合器用于将由气源输入的携带气体与由工艺液源输入的工艺液体混合并形成雾态混合物；混合加热器的进口与射流混合器的出口连通，混合加热器用于对雾态混合物进行加热，以使雾态混合物气化成蒸汽，混合加热器的出口通过出气管路与工艺腔室连通。本发明专利技术提供的汽化系统能够有效保证工艺液体充分气化，并能够有效控制形成的蒸汽的流量。的蒸汽的流量。的蒸汽的流量。

Vaporization system and semiconductor process equipment

【技术实现步骤摘要】
汽化系统以及半导体工艺设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种汽化系统以及半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]硅片的硼扩散工艺中，通常要在硼扩散反应之前，预先对硅片进行氧化处理，以形成容易去除的氧化层或者形成能够提高硼扩散效果的隧穿氧化层，而且，氧化处理效果会影响后续的硼扩散反应均匀性。目前，上述氧化处理步骤通常采用去离子水(DIW)蒸汽对硅片进行氧化，可见，去离子水蒸汽的气化程度和流量对氧化处理效果有着重要的影响。
[0003]在传统工艺中，通常采用“鼓泡法”生成并向反应腔室输送去离子水蒸汽。如图1所示，传统汽化系统包括进气管路01、石英瓶02、预热器03、出气管路04以及吹扫管路05。其中，石英瓶02用于存储去离子水，预热器03用于对石英瓶02进行预热。在开始生成蒸汽之前，首先关闭进气管路01并开启出气管路04和吹扫管路05，
[0004]再通入氮气，并使氮气由吹扫管路05通入工艺腔室，完成对管路和工艺腔室的吹扫；在生成蒸汽的过程中，首先关闭吹扫管路05并开启进气管路01，再通入氮气，以利用氮气携带石英瓶02中的水蒸汽进入工艺腔室。
[0005]由于氮气携带去离子水蒸汽的效率不易测算，因此检测氮气的流量或者氮气
‑
水蒸气混合气体的流量都很难准确地测算出去离子水蒸汽的实际流量；而且，氮气携带去离子水蒸汽的效率难以控制，因此实际输出至工艺腔室中的去离子水蒸汽的流量难以控制，这会降低氧化处理工艺的均匀性，进而影响硼扩散反应的单一硅片均匀性以及多个硅片之间的均匀性。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种汽化系统以及半导体工艺设备，其能够有效保证工艺液体充分气化，并能够有效控制形成的蒸汽的流量。
[0007]为实现本专利技术的目的而提供一种汽化系统，用于向半导体工艺设备的工艺腔室输送蒸汽，其包括：射流混合器、混合加热器、工艺液源和多条管路；其中，
[0008]所述工艺液源用于存储并输出工艺液体；
[0009]所述管路包括进气管路、进液管路和出气管路；
[0010]所述射流混合器的第一进口通过所述进气管路与气源连通，所述射流混合器的第二进口通过所述进液管路与所述工艺液源连通，所述射流混合器用于将由所述气源输入的携带气体与由所述工艺液源输入的所述工艺液体混合并形成雾态混合物，
[0011]所述混合加热器的进口与所述射流混合器的出口连通，所述混合加热器用于对所述雾态混合物进行加热，以使所述雾态混合物气化成所述蒸汽，所述混合加热器的出口通过所述出气管路与所述工艺腔室连通。
[0012]可选的，所述进气管路上设置有气体流量控制器，用于控制所述进气管路中的所述携带气体输送向所述射流混合器的气体流量；
[0013]所述进液管路上设置有液体流量控制器，用于控制所述进液管路中的所述工艺液体输送向所述射流混合器的液体流量。
[0014]可选的，所述进气管路上还设置有第一通断阀和第一止回阀，所述第一通断阀位于所述气体流量控制器的上游，用于控制所述进气管路的通断，所述第一止回阀位于所述气体流量控制器的下游，用于防止所述射流混合器中的所述雾态混合物倒灌至所述进气管路中；
[0015]所述进液管路上还设置有第二通断阀；所述第二通断阀位于所述液体流量控制器的上游，用于控制所述进液管路的通断。
[0016]可选的，所述出气管路上设置有高温流量控制器，用于控制输送向所述工艺腔室的所述蒸汽的流量。
[0017]可选的，所述汽化系统还包括保温单元，所述保温单元设置于所述出气管路和所述高温流量控制器上，用于对所述出气管路和所述高温流量控制器进行加热。
[0018]可选的，所述工艺液源包括液源瓶和预加热器；其中，所述液源瓶用于盛装所述工艺液体；
[0019]所述预加热器用于加热所述液源瓶，以使所述液源瓶内的所述工艺液体保持预设温度。
[0020]可选的，所述管路还包括增压管路，所述增压管路的进气端与所述气源连通；所述增压管路的出气端与所述液源瓶连通，所述进液管路的入口端与所述液源瓶连通，且所述增压管路的出气端高于所述进液管路的入口端；
[0021]所述增压管路上设置有第三通断阀和第二止回阀；所述第三通断阀用于控制所述增压管路的通断；所述第二止回阀位于所述第三通断阀的下游，用于防止所述液源瓶内的气体倒灌至所述增压管路中。
[0022]可选的，所述工艺液源还包括液位控制器、第一液位传感器、第二液位传感器和补液管路；其中，
[0023]所述第一液位传感器和所述第二液位传感器位于所述液源瓶内部，且位于所述增压管路的出气端的位置和所述进液管路的入口端的位置之间，所述第一液位传感器设置的位置高于所述第二液位传感器设置的位置，所述第一液位传感器和所述第二液位传感器用于监测所述液源瓶内部的液面高度，并将检测到的液面高度值发送至所述液位控制器；
[0024]所述补液管路与所述液源瓶连通，用于向所述液源瓶输送所述工艺液体；所述补液管路上设置有第四通断阀，所述第四通断阀用于控制所述补液管路的通断；
[0025]所述液位控制器用于根据所述第一液位传感器和所述第二液位传感器发送的所述液面高度值控制所述第四通断阀的闭合或断开。
[0026]可选的，所述增压管路上还设置有压力检测器，所述压力检测器用于检测所述液源瓶内部的压力；
[0027]所述工艺液源还包括与所述液源瓶连通或者与所述增压管路连通的泄压管路，所述泄压管路上设置有第五通断阀，所述第五通断阀用于根据所述压力检测器检测到的压力值控制所述泄压管路的通断。
[0028]作为另一种技术方案，本专利技术实施例还提供一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室以及如上述任意一个实施例中的汽化系统，所述工艺腔室的数量为一个或多
个，所述出气管路的数量为一条或多条，一条或多条所述出气管路的出口端与一个或多个所述工艺腔室一一对应连通。
[0029]本专利技术具有以下有益效果：
[0030]本专利技术提供的汽化系统，包括射流混合器以及用于向射流混合器输送工艺液体的进液管路、用于向射流混合器输送携带气体的进气管路，以利用射流混合器将输送至其内部的工艺液体和携带气体进行混合并形成雾态混合物；汽化系统还包括与射流混合器的出口连接的混合加热器，混合加热器能够对输送至其内部的流体进行加热，以利用混合加热器将雾态混合物加热气化成为蒸汽，从而保证由工艺液源输出的工艺液体能够充分气化，以使最终形成的蒸汽中工艺气体含量即为进液管路输出的工艺液体量，从而使参与工艺腔室中工艺反应的工艺气体含量较为可控，进而提高工艺的效率和均匀性。
[0031]本专利技术提供的半导体工艺设备，其采用上述汽化系统为一个或多个工艺腔室输送蒸汽，相应的，汽化系统包括与工艺腔室一一对应连通的出气管路，以实现利用一套汽化系统为一个或多个工艺腔室输送蒸汽，从而提高任意工艺腔室内部进行的工艺反应的效率和均匀性。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽化系统，用于向半导体工艺设备的工艺腔室输送蒸汽，其特征在于，包括：射流混合器、混合加热器、工艺液源和多条管路；其中，所述工艺液源用于存储并输出工艺液体；所述管路包括进气管路、进液管路和出气管路；所述射流混合器的第一进口通过所述进气管路与气源连通，所述射流混合器的第二进口通过所述进液管路与所述工艺液源连通，所述射流混合器用于将由所述气源输入的携带气体与由所述工艺液源输入的所述工艺液体混合并形成雾态混合物，所述混合加热器的进口与所述射流混合器的出口连通，所述混合加热器用于对所述雾态混合物进行加热，以使所述雾态混合物气化成所述蒸汽，所述混合加热器的出口通过所述出气管路与所述工艺腔室连通。2.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，所述进气管路上设置有气体流量控制器，用于控制所述进气管路中的所述携带气体输送向所述射流混合器的气体流量；所述进液管路上设置有液体流量控制器，用于控制所述进液管路中的所述工艺液体输送向所述射流混合器的液体流量。3.根据权利要求2所述的汽化系统，其特征在于，所述进气管路上还设置有第一通断阀和第一止回阀，所述第一通断阀位于所述气体流量控制器的上游，用于控制所述进气管路的通断，所述第一止回阀位于所述气体流量控制器的下游，用于防止所述射流混合器中的所述雾态混合物倒灌至所述进气管路中；所述进液管路上还设置有第二通断阀；所述第二通断阀位于所述液体流量控制器的上游，用于控制所述进液管路的通断。4.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，所述出气管路上设置有高温流量控制器，用于控制输送向所述工艺腔室的所述蒸汽的流量。5.根据权利要求4所述的汽化系统，其特征在于，所述汽化系统还包括保温单元，所述保温单元设置于所述出气管路和所述高温流量控制器上，用于对所述出气管路和所述高温流量控制器进行加热。6.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，所述工艺液源包括液源瓶和预加热器；其中，所述液源瓶用于盛装所述工艺液体；所述预加热器用于加热所述液源瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志顺，李建国，王旸，李苗苗，
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：