[發明專利]用于外延反應腔室的襯里裝置及外延反應腔室

有效

• 申請號: 202010627096.X
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111850515B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 袁福順;李曉軍
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/44;C30B25/14;C30B25/08
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開了一種用于外延反應腔室的襯里裝置及外延反應腔室，裝置包括：下部襯環以及置于下部襯環上方且與下部襯環同軸設置的上部襯環；下部襯環的朝向上部襯環的一面設置有的導氣槽和排氣槽，導氣槽和排氣槽沿下部襯環的周向相對設置，且導氣槽的導氣方向與下部襯環的軸向成角度；上部襯環包括環本體和設置于環本體上的第一延伸部和第二延伸部，第一延伸部自環本體的外邊緣朝向導氣槽延伸，以與下部襯環配合形成進氣部，第二延伸部自環本體的外邊緣朝向排氣槽延伸，以與下部襯環配合形成排氣部。實現使進入到工藝腔室的氣流場更加平順、均勻，提高外延工藝效果。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，更具體地，涉及一種用于外延反應腔室的襯里裝置及外延反應腔室。

背景技術

在外延生長過程中，腔室氣流場均勻性對外延層的各項指標都有很大的影響。

根據化學氣相沉積(CVD)工藝技術的反應機理可知：必須使襯底表面附近存在均勻分布的氣流場和濃度場才能獲得優異的外延工藝結果。根據CVD生長薄膜所需要的摻雜均勻、厚度均勻等要求，要求在生長過程中只有輸運到襯底表面各個部位的反應物及摻雜物的速率都相等，氣流場保持均勻地平行層流，避免任何波動、湍流和對流渦旋，才能滿足薄膜的厚度、電阻率均勻性的要求。

現有技術中，如圖1和圖2所示，由上部襯環101和下部襯環102共同圍成的腔室內部空間的橫截面為圓形。反應氣體由下部襯環102上的進氣端103進入，反應氣體供應路徑為呈遞升的階級形狀，氣流需要經過兩次垂直的拐彎后，然后流過腔室再從排氣端105排出。如圖2所示，在下部襯環102的進氣端103，導氣槽104呈柱型，其壁表面為圓弧形，眾多導氣槽104沿下部襯環102的圓周排布，并且導氣槽104的槽口指向下部襯環102的圓心，即氣流均向下部襯環102的圓心匯聚。

該技術中存在以下缺點：

1、工藝氣體進入到反應腔室中，需通過由上部襯環101和下部襯環102 進氣端103形成的豎直間隙(參考圖2)，但在工藝氣體穿過兩個襯里的豎直間隙時，會沖擊到下部襯環102的表面上的圓形豎直導氣槽104(參考圖 1)的豎直壁面上。氣流到達每個導氣槽104后，會改變沿直線前進的路線，向每個導氣槽104的圓弧形壁表面圓心匯合，然后還要豎直爬升才能到達硅片所在的水平面，氣流在這一過程中變成紊流，不利于晶片表面氣流場的控制。

2、參考圖3，反應腔室106內部為橫截面圓形，內部設有硅片107，下部襯環102上的導氣槽104排布方向沿徑向指向圓心，使工藝氣體無法沿平行直線流過反應腔室106。因導氣槽104沿徑向指向圓心，氣體在剛出導氣槽進入工藝腔室107內部時，會有向中心聚攏的趨勢，隨后氣體會散開，會碰到圓弧形腔室內壁并反彈回來，對氣流場產生擾動(參考圖3)，影響硅片107的表面工藝。尤其對于較大尺寸的硅片，氣流場在晶片邊緣處不均勻且難以調節。

因此需要提出一種用于外延反應腔室的襯里裝置，能夠使進入到工藝腔的氣流場更加平順均勻且在硅片邊緣擾動小，以提高外延工藝效果。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于外延反應腔室的襯里裝置及外延反應腔室，實現使進入到工藝腔的氣流場更加平順均勻且在硅片邊緣擾動小，以提高外延工藝效果。

為實現上述目的，本發明提出了一種用于外延反應腔室的襯里裝置，包括：下部襯環以及置于所述下部襯環上方且與下部襯環同軸設置的上部襯環；

所述下部襯環的朝向所述上部襯環的一面設置有的導氣槽和排氣槽，所述導氣槽和所述排氣槽沿所述下部襯環的周向相對設置，且所述導氣槽的導氣方向與所述下部襯環的軸向成角度；

所述上部襯環包括環本體和設置于所述環本體上的第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部自所述環本體的外邊緣朝向所述導氣槽延伸，以與所述下部襯環配合形成進氣部，所述第二延伸部自所述環本體的外邊緣朝向所述排氣槽延伸，以與所述下部襯環配合形成排氣部。