进气分流器、进气结构、半导体工艺腔室及半导体设备的制作方法

本技术涉及半导体工艺处理设备，尤其涉及到一种进气分流器、进气结构、半导体工艺腔室及半导体设备。

背景技术：

1、在半导体工艺处理中，可以将待处理件放置于设备的腔室内，在充满工艺气体的特定工艺条件下进行工艺处理。工艺气体在腔室内的衬底附近形成气流场，该气流场的温度分布和浓度分布的均匀性直接影响工艺处理的速率以及效果。

2、半导体工艺腔室会设置有用于供工艺气体通入腔室内部的进气结构，进气结构会对工艺气体在腔室内的气流场分布产生影响。进气结构一般会形成多个进气通道，通过多个进气通道实现分流进气。然而，多个进气通道内的气流之间存在串流风险，无法保证分流进气的分流精度，影响工艺气体在腔室内的气流场分布。

技术实现思路

1、本技术提供了一种进气分流器、进气结构、半导体工艺腔室及半导体设备，能够提高分流进气的分流精度，实现气流分布的精确控制。

2、第一方面，本技术提供了一种进气分流器，该进气分流器可以与进气管配合形成进气结构，为半导体工艺腔室的反应腔输送工艺气体。该进气分流器包括分流器本体，该分流器本体具有进气端和出气端，进气端用于连接进气管，出气端用于连接半导体工艺腔室的反应腔。分流器本体设置有进气通道，进气通道具有进气口和至少两个出气口。其中，进气口位于分流器本体的进气端，出气口位于分流器本体的出气端。在向反应腔输送工艺气体时，从进气口进入的工艺气体可以分成至少两路后从该至少两个出气口进入反应腔。其中，沿进气端指向出气端的方向，进气通道包括至少一级进气单元，每级进气单元包括至少一个进气组件，而每个进气组件具有子进气口和至少两个子出气口。工艺气体在经过一个进气组件时，可以从子进气口进入后分成至少两路后从至少两个子出气口排出。沿分流器本体的进气端指向出气端的方向，首级进气单元包括一个进气组件，该进气组件的子进气口与分流器本体的进气口连通；末级进气单元中，每个子出气口对应与一个出气口连通；任意两级相邻的进气单元之间，前一级进气单元的每个子出气口一一对应地与后一级进气单元中的子进气口连通。该进气通道设置至少一级进气单元，在工艺气体经过进气通道的过程中，工艺气体可以通过每级进气单元中的进气组件进行分流处理，最终将进气口输入的工艺气体可以分成至少两路从至少两个出气口排出。而每级进气单元中的进气组件的结构设置，使得进气单元所形成的多个气流路径相对独立，提高分流进气的分流精度，实现气流分布的精确控制。

3、具体地，每个进气组件包括匀气腔和至少两个分气孔。其中匀气腔与进气组件的子进气口连通，每个分气孔与匀气腔连通且每个分气孔远离匀气腔的一端形成该进气组件的子出气口。工艺气体从子进气口进入匀气腔后，能够在匀气腔内扩散，然后分别进入不同的分气孔中从不同的分气孔排出，使得工艺气体能够在每个进气组件中实现“匀气-分流”。其中，同一个匀气腔对应的不同的分气孔内的工艺气体可以保持相对均衡的气量。对于整个进气通道，能够实现多级“匀气-分流”，可以实现气流分布的精确控制。

4、沿进气端指向出气端的方向，每个进气组件中的上述至少两个分气孔关于子进气口呈中心对称分布，则每个进气组件排出的气体能够分布在一个平面内，增加每个进气组件中气流的分布均匀性。

5、在任意两级相邻的进气单元之间，与同一个分气孔连通的匀气腔关于分气孔呈中心对称分布。对于同一个进气通道，进气通道呈中心对称结构，使得该进气通道排出的气流的均匀性。

6、可能地，分流器本体设置有多个进气通道，多个进气通道呈中心对称分布。每个进气通道对应至少两个出气口，分流器本体可以从多个出气口排出。由于多个进气通道呈中心对称分布使得整个分流器本体排出的工艺气体也能够呈中心对称分布，有利于提高进气通道输送到反应腔内的工艺气体所形成的气流场的均匀性。

7、一种可能实现的方式中，所有分气孔的轴心线可以位于同一平面，该平面平行于进气端指向出气端的方向。从而，使得进气通道排出的气流可以反应腔内呈平面状的气流场，增加气流场在反应腔内分布的均匀性。其中，所有分气孔的轴心线所在的平面垂直于反应腔的中心轴。

8、具体地，分气孔垂直于轴向的最大径向尺寸为1.0-10.0mm。其中，分气孔的轴向指的分气孔的延伸方向，也可以认为是工艺气体在分气孔内的流通方向。分气孔垂直于轴向的最大径向尺寸则指的是垂直于轴向并穿过该分气孔轴心线的径向尺寸。本技术中的分气孔垂直于轴向的横截面形状可能是圆形、椭圆形、多边形、长圆形或其他不规则形状。对于不同的分气孔形状，分气孔垂直于轴向的最大径向尺寸不同。例如，当分气孔垂直于轴向的横截面形状为圆形，分气孔垂直于轴向的最大径向尺寸为圆形的直径。当分气孔垂直于轴向的横截面形状为矩形，分气孔垂直于轴向的最大径向尺寸为矩形的对角线。

9、一种可能实现的方式中，在分流器本体的出气端设置有至少两个第一密封圈，该至少两个第一密封圈与上述至少两个出气口一一对应。在相互对应的第一密封圈和出气口之间，第一密封圈环绕对应的一个出气口设置。任意两个相邻的出气口，可以分别被第一密封圈隔离，每个出气口被对应的第一密封圈独立密封，可以提高不同出气口之间的密封性，防止工艺气体串流。

10、可能地，分流器本体在出气端还设置有第二密封圈，该第二密封圈环绕所有的出气口设置，能够提高整个分流器本体的气流密封性。

11、一种可能实现的方式中，分流器本体可以采用铸造、机加工等方式制备以形成一体式成型结构，避免气流通道的密封性受到零件加工精度、零件之间的装配精度的影响。当然，分流器本体还可以是不同的结构通过焊接等方式组装在一起，可以根据不同的需求采用不同的加工方式得到分流器本体。

12、第二方面，本技术还提供一种进气结构，该进气结构可以安装到半导体工艺腔室以为半导体工艺腔室的反应腔输送工艺气体。该进气结构包括进气管路和上述第一方面提供的进气分流器，该进气管路与进气分流器的进气口连通，以向进气通道输送工艺气体。

13、其中，当进气通道设置有多个时，进气管路可以包括多个进气管，每个进气通道的进气口与一个进气管连通，使得每个进气通道都能够通过一个进气管进气。当多个进气管呈中心对称分布，呈中心对称分布的两个进气通道的出气口对应连通同一个进气管，即该进气管可以同时为两个呈中心对称分布的进气通道同时供气，使得整个进气结构的气量分布呈中心对称分布。此外，对于两个呈中心对称分布的进气通道可以通入相同的气量，而不同的进气管则可以通入不同气量的工艺气体，可以提高进气结构不同区域的进气量的精确控制。

14、第三方面，本技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔室以及上述第二方面提供的进气结构。腔体具有反应腔，进气结构安装于该腔体且进气结构的出气口与反应腔连通。该进气结构能够向反应腔输入多路气体以在反应腔内形成垂直于反应腔的中心轴的气流场。进气结构分流的多路气流之间串流风险低，有利于提高气流场的均匀性。具体地，进气通道能够通过多级“匀气-分流”提高各路气流之间的密封性，还能够实现各路气流的精准控制。

15、第四方面，本技术提供了一种半导体设备，包括第三方面中的半导体工艺腔室，例如，该半导体设备可以是外延设备。