供气装置及半导体处理设备的制作方法

本公开属于半导体，具体涉及一种供气装置及半导体处理设备。

背景技术：

1、目前，固体、液体原料广泛应用于半导体生产制作工艺，以为半导体生产制作工艺提供反应源。其中，在半导体生产制作工艺过程中需要将固体、液体原料通过供气装置输送进入半导体反应腔室进行反应。

2、现有的供气装置主要通过使固体原料升华、液体原料汽化或利用载气气泡方式将原料以气体形式输送至半导体反应腔室内，但随着容器内固体、液体原料的不断减少，导致后续输出至半导体反应腔室内的气体流量会出现较大波动，从而导致后续生产的产品容易出现报废的风险。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种供气装置及半导体处理设备，可以保证供气装置输出气流的稳定性，从而保证后续工艺进程的稳定性，提高多批次产品生产良率。

2、本公开第一方面提供了一种供气装置，其包括：

3、原料系统，包括原料容器和设于所述原料容器上的转化器，所述原料容器用于容纳非气态原料，所述转化器用于使所述原料容器中的非气态原料物理变化成气态原料；

4、缓存系统，包括缓存容器、进气阀门和输送阀门，所述缓存容器与所述原料容器相连接，用于暂存从所述原料容器输送的所述气态原料，所述进气阀门用于控制所述原料容器向所述缓存容器输送所述气态原料，所述缓存容器与半导体反应腔室相连接，所述输送阀门用于控制所述缓存容器向所述半导体反应腔室输送所述气态原料；

5、压力计，设于所述缓存容器上，用于检测所述缓存容器内的气压；

6、主控器，与所述压力计和所述进气阀门通信连接，并用于在所述压力计检测的气压低于第一目标值时控制所述进气阀门处于打开状态或调大所述进气阀门的开度，在所述压力计检测的气压达到第二目标值时控制所述进气阀门处于关闭状态，所述第二目标值大于所述第一目标值。

7、在本公开的一些示例性实施例中，所述转化器为第一加热器，所述第一加热器与所述主控器通信连接；其中，

8、在所述非气态原料为固态原料时，所述第一加热器能够在所述主控器的控制下加热所述原料容器，以使所述原料容器内的所述固态原料升华为所述气态原料；或

9、在所述非气态原料为液态原料时，所述第一加热器能够在所述主控器的控制下加热所述原料容器，以使所述原料容器内的所述液态原料汽化为所述气态原料。

10、在本公开的一些示例性实施例中，所述主控器能够在所述进气阀门打开或所述进气阀门开度最大的状态保持时间超过目标时间，且所述压力计检测的气压仍低于所述第一目标值时控制所述第一加热器进行升温。

11、在本公开的一些示例性实施例中，所述缓存系统还包括第二加热器，所述第二加热器设于所述缓存容器上，并与所述主控器通信连接；

12、所述第二加热器能够在所述主控器的控制下对所述缓存容器进行加热，以使所述缓存容器内的温度为目标温度，其中，所述缓存容器内的所述气态原料能够在所述目标温度下维持气态。

13、在本公开的一些示例性实施例中，所述第二目标值为p2，且p2＝ρ×r×t÷μ；其中，

14、ρ为所述气态原料的密度，r为摩尔气体常数，t为所述缓存容器内的温度，μ为所述气态原料的摩尔质量。

15、在本公开的一些示例性实施例中，所述第一目标值为p1，且p1＝p2×v0÷v，其中，v0为每次半导体处理过程中所需气态原料的总体积，v为所述缓存容器的容积。

16、在本公开的一些示例性实施例中，v与v0的比值范围为1.5至2。

17、在本公开的一些示例性实施例中，所述供气装置还包括进气管道，所述原料容器通过所述进气管道与所述缓存容器相连接，且所述进气阀门设于所述进气管道上，以用于控制所述原料容器转化的所述气态原料通过所述进气管道输送到所述缓存容器中；和/或

18、所述供气装置还包括输送管道，所述缓存容器通过所述输送管道与所述半导体反应腔室相连接，且所述输送阀门设于所述输送管道上，以用于控制所述缓存容器中的所述气态原料通过所述输送管道输送到所述半导体反应腔室中。

19、在本公开的一些示例性实施例中，所述供气装置还包括：质量流量控制器，设于所述输送管道上，并位于所述输送阀门的下游。

20、本公开第二方面提供一种半导体处理设备，其至少包括：

21、半导体反应腔室，用于容纳待处理的半导体结构；以及

22、如上述任一项所述的供气装置，所述供气装置的缓存容器与所述半导体反应腔室相连接。

23、本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

24、通过压力计、缓存系统和主控器之间的相互配合，可使缓存容器内的气压控制在稳定的范围内，从而使得缓存容器向半导体反应腔室输出具有稳定气流的气态原料，继而可保证半导体反应腔室内后续工艺进程的稳定性，降低对产品的影响，提高多批次产品合格率。

技术特征：

1.一种供气装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的供气装置，其特征在于，所述转化器为第一加热器，所述第一加热器与所述主控器通信连接；其中，

3.根据权利要求2所述的供气装置，其特征在于，所述主控器能够在所述进气阀门打开或所述进气阀门开度最大的状态保持时间超过目标时间，且所述压力计检测的气压仍低于所述第一目标值时控制所述第一加热器进行升温。

4.根据权利要求1所述的供气装置，其特征在于，所述缓存系统还包括第二加热器，所述第二加热器设于所述缓存容器上，并与所述主控器通信连接；

5.根据权利要求1所述的供气装置，其特征在于，所述第二目标值为p2，且p2＝ρ×r×t÷μ；其中，

6.根据权利要求5所述的供气装置，其特征在于，所述第一目标值为p1，且p1＝p2×v0÷v，其中，v0为每次半导体处理过程中所需气态原料的总体积，v为所述缓存容器的容积。

7.根据权利要求6所述的供气装置，其特征在于，v与v0的比值范围为1.5至2。

8.根据权利要求1所述的供气装置，其特征在于，所述供气装置还包括进气管道，所述原料容器通过所述进气管道与所述缓存容器相连接，且所述进气阀门设于所述进气管道上，以用于控制所述原料容器转化的所述气态原料通过所述进气管道输送到所述缓存容器中；和/或

9.根据权利要求8所述的供气装置，其特征在于，所述供气装置还包括：质量流量控制器，设于所述输送管道上，并位于所述输送阀门的下游。

10.一种半导体处理设备，其特征在于，至少包括：

技术总结本公开提供一种供气装置及半导体处理设备，包括：容纳非气态原料的原料容器、设于原料容器的转化器、与原料容器相连的缓存容器、压力计、主控器、进气阀门和输送阀门，转化器用于使非气态原料物理变化成气态原料；缓存容器用于暂存从原料容器输送的气态原料，进气阀门用于控制原料容器向缓存容器输送气态原料，输送阀门用于控制缓存容器向半导体反应腔室输送气态原料，主控器与压力计和进气阀门通信连接，用于在压力计检测到缓存容器内的气压低于第一目标值时控制进气阀门处于打开状态或调大进气阀门的开度，在压力计检测的气压达到第二目标值时控制进气阀门处于关闭状态。本方案可保证供气装置输出气流的稳定性，以提高多批次产品生产良率。技术研发人员：张彭受保护的技术使用者：深圳市昇维旭技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18