一种工艺腔室及半导体工艺设备的制作方法

本发明属于半导体工艺设备，更具体地说，是涉及一种工艺腔室及半导体工艺设备。

背景技术：

1、快速热处理（rtp，rapid thermal processing）是一种先进的单片式热处理工艺，相对于传统的批量式热处理工艺，它最早是由于材料学研究的需要而出现，现在已广泛应用在集成电路和mems等的半导体生产工艺中，其典型应用包括快速热退火rta、快速热氧化rto和快速热化学气相沉积rtcvd等。快速热退火一般用来激活半导体材料中的掺杂元素和将由离子注入造成的非晶结构恢复为完整晶格结构，尤其是半导体向深亚微米发展，先进制程机械设计要求也越来越严格，而如何提高晶圆薄膜均匀性至关重要。

2、目前，工艺设备的进气装置采用单孔自动分流及多个小孔进气的方式向工艺腔室内通入反应气体，即反应气体由一个进气孔进入进气插件，再由进气插件上的多个出气小孔扩散至工艺腔室内，由于进气位置与传片口位置同侧，为了不影响晶圆传送，竖直的均匀气流进入腔室内才转变为水平方向，气流会因此紊乱，影响气体扩散的均匀性，导致晶圆表面薄膜厚度不均匀，如图1所示。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种工艺腔室及半导体工艺设备，旨在解决现有技术中由于进气位置与传片口位置同侧，竖直方向气流转水平方向时造成气流紊乱，影响气体扩散均匀性，导致晶圆表面薄膜厚度不均匀的技术问题。

2、为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种工艺腔室，应用于半导体工艺设备，工艺腔室包括腔室本体、进气结构和排气结构，腔室本体的侧壁上设有传片口和与传片口相对的进气口；进气结构包括进气孔、第一气室和第二气室，进气孔用于通入反应气体，进气孔与第一气室连通，第一气室通过多个第一匀气孔与第二气室连通，第二气室通过多个第二匀气孔与进气口连通，第一匀气孔和第二匀气孔的轴线分别平行于腔室本体内的晶圆；排气结构具有排气通道，排气通道与传片口连通。

3、可选地，进气结构包括盖板和进气块，盖板包括盖板本体和第一匀气板，盖板本体具有进气开口，第一匀气板上设有多个第一匀气孔，盖板本体与第一匀气板围合形成第一气室，第一气室与进气开口连通；进气块具有进气块本体和第二匀气板，进气块本体上具有进气孔和安装开口，第二匀气板上设有多个第二匀气孔，第二匀气板与进气块本体围合形成第二气室，其中，盖板插入安装开口内，并且第一匀气板位于第一气室与第二气室之间。

4、可选地，盖板还包括限位凸缘，限位凸缘用于抵接于进气块本体的外部。

5、可选地，进气口的长度大于晶圆直径。

6、可选地，多个第一匀气孔均匀分布于第一匀气板，多个第二匀气孔均匀分布于第二匀气板。

7、可选地，多个第一匀气孔和多个第二匀气孔相互交错分布。

8、可选地，第一匀气孔的数量小于第二匀气孔的数量。

9、可选地，第一匀气孔的直径大于第二匀气孔的直径。

10、可选地，进气孔的数量为多个。

11、根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体工艺设备，包括上述任一实施例所述的工艺腔室。

12、与现有技术相比，本发明提供的一种工艺腔室及半导体工艺设备的有益效果在于：

13、(1)通过将传片口和进气口相对地设置于腔室本体的侧壁上，使进气口与传片口分别位于腔室本体的不同侧，并将进气结构和排气结构分别设置在进气口与传片口处，通过在进气结构设置进气孔、第一气室和第二气室，并且通过第一匀气孔连通第一气室和第二气室，通过第二匀气孔连通第二气室和腔室本体内部，使通过进气孔进入第一气室的反应气体弥散分布后经第一匀气孔匀气后水平进入第二气室，再经第二气室和第二匀气孔进一步弥散分布和匀气后水平进入工艺腔室，使得反应气体在与进气孔相连的第一气室内即可实现水平方向进气，并且再进行逐层匀流进入工艺腔室，从而提高工艺腔室内工艺区域气流场的均匀性和工艺的均匀性，进而提高工艺质量；

14、(2)通过将传片口和进气口相对地设置于腔室本体的侧壁上，并将进气结构和排气结构分别设置在进气口与传片口处，使反应气体通过进气口经腔室本体流入传片口，再通过排气结构排出腔室本体，从而可实现抑制空气通过传片口进入腔室本体内。

技术特征：

1.一种工艺腔室，其特征在于，应用于半导体工艺设备，所述工艺腔室包括腔室本体、进气结构和排气结构，所述腔室本体的侧壁上设有传片口和与所述传片口相对的进气口；

2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述进气结构包括盖板和进气块，所述盖板包括盖板本体和第一匀气板，所述盖板本体具有进气开口，所述第一匀气板上设有多个所述第一匀气孔，所述盖板本体与所述第一匀气板围合形成所述第一气室，所述第一气室与所述进气开口连通；

3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述盖板还包括限位凸缘，所述限位凸缘用于抵接于所述进气块本体的外部。

4.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述进气口的长度大于所述晶圆直径。

5.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，多个所述第一匀气孔均匀分布于所述第一匀气板，多个所述第二匀气孔均匀分布于所述第二匀气板。

6.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，多个所述第一匀气孔和多个所述第二匀气孔相互交错分布。

7.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述第一匀气孔的数量小于所述第二匀气孔的数量。

8.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述第一匀气孔的直径大于所述第二匀气孔的直径。

9.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述进气孔的数量为多个。

10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的工艺腔室。

技术总结
本发明提供了一种工艺腔室及半导体工艺设备，其中的工艺腔室包括腔室本体、进气结构和排气结构，腔室本体的侧壁上设有传片口和与传片口相对的进气口；进气结构包括进气孔、第一气室和第二气室，进气孔用于通入反应气体，进气孔与第一气室连通，第一气室通过多个第一匀气孔与第二气室连通，第二气室通过多个第二匀气孔与进气口连通，第一匀气孔和第二匀气孔的轴线分别平行于腔室本体内的晶圆；排气结构具有排气通道，排气通道与传片口连通。本发明的工艺腔室使得反应气体在与进气孔相连的第一气室内即可实现水平方向进气，并且再进行逐层匀流进入工艺腔室，从而提高工艺腔室内工艺区域气流场的均匀性和工艺的均匀性，进而提高工艺质量。

技术研发人员：周令义,王美玲,崔小康,郭鑫
受保护的技术使用者：盛吉盛半导体科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24