一种匀气结构、进气装置及半导体处理设备的制作方法

本申请涉及半导体制造设备，具体涉及一种匀气结构、进气装置及半导体处理设备。

背景技术：

1、快速热处理(rapid thermal processing，rtp)设备广泛应用在dram/3d-nand/logic领域。设备主要功能包含三种：原位氧化、水气原位氧化、快速热处理等三种功能。其中原位氧化及水气原位氧化原理是通入工艺气体(o2、h2)在si基表面形成致密的氧化膜。对于较大尺寸(比如12寸)的晶圆来说，晶圆上方气流场均匀性要求很高，气流场均匀性直接影响成膜质量与性能。

2、现有的一种工艺腔室的进气结构如图1所示，图2是图1的剖视示意图，工艺气体从进气口10a进气、流经匀气孔20a并直吹到斜挡块30a上发生偏置，最终进入工艺腔室的内部。当前设计中，气体在晶圆正上方流速存在较大差异，影响最终产品质量。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供一种匀气结构、进气装置及半导体处理设备，可以改善现有技术中气体从进气结构进入工艺腔室后在晶圆正上方流速存在较大差异、影响最终产品质量的问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种匀气结构，用于向半导体处理设备通入气体，其中所述半导体处理设备包括工艺腔室以及与所述工艺腔室连通的传输通道，所述传输通道用于向所述工艺腔室内传输晶圆以及提供所述气体；所述匀气结构用于设置于所述传输通道的上方；

3、所述匀气结构中具有沿第一方向延伸的匀流腔，所述第一方向与所述传输通道的传片方向垂直；

4、所述匀气结构中还设有多个第一进气孔和至少一个第二进气孔，所述第一进气孔用于连通所述匀流腔与所述传输通道，所述第二进气孔用于向所述匀流腔中通入气体

5、所述第一进气孔包括位于所述匀流腔的底部的第一进气口，以及位于所述匀气结构底面的第一出气口，所述第一进气孔由所述第一进气口至所述第一出气口向靠近所述工艺腔室的方向倾斜。

6、可选的，所述第一进气孔的延伸方向与所述传输通道的传片方向的夹角为30-60°。

7、可选的，所述第一进气孔的孔径由所述第一进气口至所述第一出气口逐渐增大。

8、可选的，所有所述第一进气孔的所述第一进气口沿所述第一方向等距离排列。

9、可选的，所述第二进气孔设置有两个，所有所述第一进气孔位于两个所述第二进气孔之间。

10、可选的，所述第二进气孔包括位于所述匀气结构底面的第二进气口，以及位于所述匀流腔的底部的第二出气口。

11、可选的，所述的匀气结构，包括匀气板和盖板；

12、所述匀气板的顶面设置有沿所述第一方向延伸的凹槽，所述盖板盖合在所述凹槽处，以使所述凹槽密封形成所述匀流腔。

13、第二方面，本申请实施例提供一种进气装置，包括转接结构，以及如上各实施例所述的匀气结构；

14、所述传输通道设置于所述转接结构中；

15、所述匀气板设于所述转接结构的上方。

16、可选的，所述转接结构包括首尾依次连接以围成所述传输通道的顶板、第一侧板、底板和第二侧板；

17、所述顶板上设置有与所述传输通道贯通的固定槽，所述匀气板的底面包括与所述固定槽配合的凸起结构，所述第一进气孔由所述匀流腔的底部贯穿至所述凸起结构的底部。

18、可选的，当所述第二进气孔包括位于所述匀气板面底面的第二进气口，以及位于所述匀流腔的底部的第二出气口时，所述转接结构还包括与所述第二进气孔连通的第三进气孔。

19、可选的，所述第三进气孔贯穿所述底板、所述第一侧板和所述顶板；和/或，

20、所述第三进气孔贯穿所述底板、所述第二侧板和所述顶板。

21、可选的，所述转接结构还包括：从所述传输通道的两端将所述顶板、所述第一侧板、所述底板和所述第二侧板夹设在中间的第一安装板和第二安装板，所述传输通道还同时贯穿所述第一安装板和所述第二安装板；

22、所述第一安装板用于连接所述工艺腔室，所述第二安装板用于连接传输装置。

23、第三方面，本申请实施例提供一种半导体处理设备，包括工艺腔室，以及与所述工艺腔室连接的如上各实施例所述的进气装置。

24、如上所述本申请的匀气结构，气体从第二进气孔进入凹槽形成的匀气腔中，经过匀气腔的缓冲后进入各第一进气孔，然后从第一进气孔流出，并经传输窗口流入工艺腔室。通过凹槽的缓冲作用可以大大减小气体从第一进气孔流出的速度，从而可以降低气体进入工艺腔室中的速度，避免第一进气孔的出风口处产生涡流，从而可以改善进入工艺腔室内的气体的均匀性。同时，由于第一进气孔为向下朝工艺腔室的一侧倾斜，气体进入工艺腔室后射向工艺腔室的底面，然后再向前方流动，相比气流垂直射入工艺腔室，倾斜入射可以减小气体的回流，以降低涡流的产生，从而可以进一步改善进入工艺腔室内的气体的均匀性。

技术特征：

1.一种匀气结构，用于向半导体处理设备通入气体，其中所述半导体处理设备包括工艺腔室以及与所述工艺腔室连通的传输通道，所述传输通道用于向所述工艺腔室内传输晶圆以及提供所述气体；其特征在于，所述匀气结构用于设置于所述传输通道的上方；

2.根据权利要求1所述的匀气结构，其特征在于，所述第一进气孔的延伸方向与所述传输通道的传片方向的夹角为30-60°。

3.根据权利要求1所述的匀气结构，其特征在于，所述第一进气孔的孔径由所述第一进气口至所述第一出气口逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的匀气结构，其特征在于，所有所述第一进气孔的所述第一进气口沿所述第一方向等距离排列。

5.根据权利要求1所述的匀气结构，其特征在于，所述第二进气孔设置有两个，所有所述第一进气孔位于两个所述第二进气孔之间。

6.根据权利要求1所述的匀气结构，其特征在于，所述第二进气孔包括位于所述匀气结构底面的第二进气口，以及位于所述匀流腔的底部的第二出气口。

7.根据权利要求1-6任一项所述的匀气结构，其特征在于，包括匀气板和盖板；

8.一种进气装置，其特征在于，包括转接结构，以及权利要求1-7任一项所述的匀气结构；

9.根据权利要求8所述的进气装置，其特征在于，所述转接结构包括首尾依次连接以围成所述传输通道的顶板、第一侧板、底板和第二侧板；

10.根据权利要求9所述的进气装置，其特征在于，当所述第二进气孔包括位于所述匀气板底面的第二进气口，以及位于所述匀流腔的底部的第二出气口时，所述转接结构还包括与所述第二进气孔连通的第三进气孔。

11.根据权利要求10所述的进气装置，其特征在于，所述第三进气孔贯穿所述底板、所述第一侧板和所述顶板；和/或，

12.根据权利要求9所述的进气装置，其特征在于，所述底板的顶面与所述凸起结构的底面平行。

13.根据权利要求9所述的进气装置，其特征在于，所述转接结构还包括：从所述传输通道的两端将所述顶板、所述第一侧板、所述底板和所述第二侧板夹设在中间的第一安装板和第二安装板，所述传输通道还同时贯穿所述第一安装板和所述第二安装板；

14.一种半导体处理设备，其特征在于，包括工艺腔室，以及与所述工艺腔室连接的如权利要求8-13任一项所述的进气装置。

技术总结本申请公开了一种匀气结构、进气装置及半导体处理设备，匀气结构用于设置于传输通道的上方；匀气结构中具有沿第一方向延伸的匀流腔，第一方向与传输通道的传片方向垂直；匀气结构中还设有多个第一进气孔和至少一个第二进气孔，第一进气孔用于连通匀流腔与传输通道，第二进气孔用于向匀流腔中通入气体，第一进气孔包括位于匀流腔的底部的第一进气口，以及位于匀气结构底面的第一出气口，第一进气孔由第一进气口至第一出气口向靠近工艺腔室的方向倾斜。本申请可以大大减小气体从第一进气孔流出的速度，从而可以降低气体进入工艺腔室中的速度，避免第一进气孔的出风口处产生涡流，从而可以改善进入工艺腔室内的气体的均匀性。技术研发人员：陈二庆,李轩受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司技术研发日：20231024技术公布日：2024/7/25