[發(fā)明專利]半導體工藝設(shè)備及其進氣裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110864551.2
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN115681653A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐剛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: F16L39/00
• 分類號: F16L39/00;F16L41/08;F16L41/16;F16L53/35;G01K1/14;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本申請實施例提供了一種半導體工藝設(shè)備及其進氣裝置。該進氣裝置包括：進氣塊組件及連接組件，進氣塊組件及連接組件均采用抗腐蝕的材質(zhì)制成；進氣塊組件內(nèi)形成有混氣腔、輸氣通道及混氣通道，進氣塊組件與工藝腔室的上蓋密封連接，輸氣通道的進氣口與混氣腔連通，輸氣通道的出氣口與工藝腔室連通；混氣通道的多個進氣口形成于進氣塊組件的外表面上，混氣通道的出氣口與混氣腔連通；多個連接組件均設(shè)置于進氣塊組件上，并且多個連接組件與混氣通道的多個進氣口一一對應(yīng)連通，分別用于與多個工藝氣體供給源連接，以選擇性向混氣通道內(nèi)通入或停止通入工藝氣體。本申請實施例能夠防止反應(yīng)氣體腐蝕而形成污染物，從而提高晶圓良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導體加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本申請涉及一種半導體工藝設(shè)備及其進氣裝置。

背景技術(shù)

目前，氨氣-氟化氫干法刻蝕的工藝過程為，晶圓進入工藝腔室后在基座的帶動下上升至工藝位，向工藝腔室內(nèi)通入稀釋氣體以對工藝腔室進行控壓，待工藝腔室達到工藝壓力后，晶圓溫度也升至工藝溫度，反應(yīng)氣體和稀釋氣體預先進入工藝腔室中，在晶圓表面進行預先吸附(presoak)，反應(yīng)氣體和稀釋氣體會混合形成高活性反應(yīng)物氟化銨(NH4F)；然后將反應(yīng)氣體及稀釋氣體再次進入工藝腔室，此時反應(yīng)氣體與晶圓表面的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，并生成固態(tài)副產(chǎn)物，最后經(jīng)過退火(Anneal)腔室熱處理后副產(chǎn)物揮發(fā)，最終達到刻蝕晶圓的目的。在實際執(zhí)行工藝過程中，基座溫度、工藝壓力、反應(yīng)氣體中的氨氣(NH3)和氟化氫(HF)的比例、稀釋氣體流量、時間間隔(Spacing)、工藝腔室的溫度差異等參數(shù)都會對最終的刻蝕均勻性和選擇比產(chǎn)生影響。

現(xiàn)有技術(shù)中，半導體工藝設(shè)備中的進氣裝置一般包括由不銹鋼材質(zhì)制成混合管路結(jié)構(gòu)、混氣腔、進氣管及進氣法蘭，其中混合管路結(jié)構(gòu)與混合腔連接，混合腔通過進氣管及進氣法蘭與工藝腔室的上蓋連接。在實際應(yīng)用時，工藝氣體的反應(yīng)氣體及稀釋氣體通過混合管路結(jié)構(gòu)進入混合腔內(nèi)混合，再經(jīng)由進氣管及進氣法蘭通入工藝腔室內(nèi)。在進氣過程中，反應(yīng)氣體中的氟化氫會對不銹鋼管路造成腐蝕，特別是上蓋管路由于經(jīng)常要開腔暴露大氣，上蓋部分管路內(nèi)壁附著的水氣將增強氟化氫對不銹鋼管路的腐蝕，造成管路內(nèi)壁腐蝕發(fā)黑，降低管路內(nèi)壁的光潔度，并進一步降低對氟化氫的耐腐蝕性，使得管路腐蝕下來的鐵(Fe)進入工藝腔室，落在晶圓上很難被清除，使得晶圓表面的顆粒物(Particle)指標超標，從而大幅降低了晶圓的良率。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種半導體工藝設(shè)備及其進氣裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在由于進氣裝置污染工藝腔室而導致晶圓良率降低的技術(shù)問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種半導體工藝設(shè)備的進氣裝置，設(shè)置于所述半導體工藝設(shè)備的工藝腔室頂部，用于向所述工藝腔室內(nèi)輸入工藝氣體，包括：進氣塊組件及連接組件，所述進氣塊組件及連接組件均采用抗腐蝕的材質(zhì)制成；所述進氣塊組件內(nèi)形成有混氣腔、輸氣通道及混氣通道，所述進氣塊組件與所述工藝腔室的上蓋密封連接，所述輸氣通道的進氣口與所述混氣腔連通，所述輸氣通道的出氣口與所述工藝腔室連通；所述混氣通道的多個進氣口形成于進氣塊組件的外表面上，所述混氣通道的出氣口與所述混氣腔連通；多個所述連接組件均設(shè)置于所述進氣塊組件上，并且多個所述連接組件與所述混氣通道的多個進氣口一一對應(yīng)連通，分別用于與多個工藝氣體供給源連接，以選擇性向所述混氣通道內(nèi)通入或停止通入工藝氣體。

于本申請的一實施例中，所述進氣塊組件為鋁材質(zhì)制成，并且包括有依次密封連接的第一進氣塊、第二進氣塊及第三進氣塊，所述第一進氣塊與所述工藝腔室的上蓋密封連接；所述輸氣通道形成于所述第一進氣塊及所述第二進氣塊內(nèi)，所述混氣腔形成于所述第二進氣塊及第三進氣塊之間；所述混氣通道形成于所述第二進氣塊及第三進氣塊內(nèi)。

于本申請的一實施例中，所述進氣裝置還包括有控溫組件，所述第一進氣塊、所述第二進氣塊及所述第三進氣塊內(nèi)均設(shè)置有所述控溫組件，用于檢測及控制所述第一進氣塊、所述第二進氣塊及所述第三進氣塊的溫度。