[發明專利]半導體工藝設備及其工藝腔室

在審

• 申請號: 202210345546.5
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114783909A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 徐柯柯
• 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: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 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備及其工藝腔室。該工藝腔室包括：工藝管、腔室組件及尾氣裝置；腔室組件設置于工藝管內，腔室組件的兩端分別形成有傳輸口及尾氣口；尾氣裝置設置于工藝管內，并且位于尾氣口的一側，尾氣裝置的殼體上開設有導入口及導出口，導入口與流體通道的一端連通，流體通道與豎直方向形成第一預設夾角，流體通道的另一端與緩沖腔連通，緩沖腔與導出口連通，導出口用于將緩沖腔內的尾氣排出；止擋臺階設置于緩沖腔內的與流體通道的連接處，用于防止緩沖腔內的尾氣倒流至流體通道內。本申請實施例能避免尾氣及顆粒倒灌對晶圓造成污染，從而大幅提高外延工藝質量。

技術領域

本申請涉及半導體加工技術領域，具體而言，本申請涉及一種半導體工藝設備及其工藝腔室。

背景技術

目前，碳化硅(SiC)外延工藝使用氫氣作為輸運氣體，輸送硅源、碳源和摻雜氣體進入工藝腔室，工藝腔室為減壓環境，壓力通常為80mbar～100mbar。一般情況下，外延工藝中僅有部分反應物在晶圓表面生長，形成所需要的外延層，或者在工藝腔室的內壁上生長產生附著涂層(coating)，多余的反應物會在工藝腔室中反應形成顆粒，在工藝腔室的后端及尾氣管路中沉積。尾氣中的顆粒在氣流不穩定的情況下容易倒灌至反應空間內在晶圓表面沉積，而碳化硅外延工藝非常容易受到表面顆粒影響，從而造成晶圓表面延伸出現生長缺陷以及大幅降低外延質量，因此減少尾氣倒灌及抑制顆粒沉積對于外延工藝質量的提升就非常有必要。

現有技術中,工藝腔室具有用于容置晶圓的工藝腔，工藝腔內的尾氣在經過尾氣防護件后排出工藝管外。尾氣防護件為嵌套于工藝管內的環形結構，以在一定程度上會阻擋倒灌的氣流。但是在實際應用時，尾氣直接撞擊在工藝管的端部側壁會出現倒灌，倒灌的尾氣攜帶顆粒在尾氣防護件上產生大量涂層，經過仿真發現尾氣在倒灌過程中能越過尾氣防護件，從而進入工藝腔內對晶圓的外延質量造成嚴重影響。

發明內容

本申請針對現有方式的缺點，提出一種半導體工藝設備及其工藝腔室，用以解決現有技術存在的由于尾氣倒灌影響晶圓外延質量的技術問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種半導體工藝設備的工藝腔室，包括：工藝管、腔室組件及尾氣裝置；所述腔室組件設置于所述工藝管內，所述腔室組件形成有用于容置晶圓的工藝腔，所述腔室組件的兩端分別形成有傳輸口及尾氣口，所述傳輸口用于向所述工藝腔內通入工藝氣體，所述尾氣口用于導出所述工藝腔內的尾氣；所述尾氣裝置設置于所述工藝管內，并且位于所述尾氣口的一側，所述尾氣裝置包括有殼體、流體通道、緩沖腔及止擋臺階，其中：所述殼體上開設有導入口及導出口，并且所述導入口靠近所述尾氣口設置，所述流體通道和所述緩沖腔形成于所述殼體的內部，所述導入口與所述流體通道的一端連通，所述導入口用于將所述尾氣導流至所述流體通道內，所述流體通道與豎直方向形成第一預設夾角，所述流體通道的另一端與所述緩沖腔連通，所述緩沖腔與所述導出口連通，所述導出口用于將所述緩沖腔內的尾氣排出；所述止擋臺階設置于所述緩沖腔內的與所述流體通道的連接處，用于防止所述緩沖腔內的尾氣倒流至所述流體通道內。

于本申請的一實施例中，所述殼體的頂壁在豎直方向上的高度低于所述尾氣口的高度，所述殼體的頂壁與所述工藝管之間配合形成有用于傳輸所述晶圓的傳輸腔，所述傳輸腔通過所述尾氣口與所述工藝腔連通，以傳輸所述晶圓。

于本申請的一實施例中，所述導入口開設于所述殼體的頂壁，且所述導入口的開口方向與所述尾氣口的開口方向具有第二預設夾角；所述導出口開設于所述殼體的遠離所述流體通道的底壁或側壁。

于本申請的一實施例中，所述尾氣裝置的內部設置有導流板，所述導流板的一端與所述殼體的側壁連接，另一端朝斜下方向延伸至與所述殼體的底壁連接，所述止擋臺階設置在所述殼體的頂壁朝向所述導流板的一側，且所述止擋臺階靠近所述導入口的側面與所述導流板平行設置，所述止擋臺階的該側面與所述導流板配合形成所述流體通道。

于本申請的一實施例中，所述止擋臺階朝向所述緩沖腔的側面與殼體的頂壁形成第三預設夾角，所述止擋臺階的該側面用于防止所述緩沖腔內的尾氣倒流至所述流體通道內。