[发明专利]半导体腔室的进排气结构和半导体腔室

说明书

本发明公开了一种半导体腔室的进排气结构和半导体腔室，其中进排气结构设置于半导体腔室的上下盖之间，其特征在于，进排气结构包括：环形主体和朝向半导体腔室内部延伸设置的环形支撑部，其中，环形支撑部的内缘用于承载半导体腔室的预热环，且环形支撑部的上方为上腔室，环形支撑部的下方为下腔室；环形主体具有向上腔室通气的进气通道以及将上腔室气体排出的排气通道；环形支撑部靠近排气通道的一侧具有连通上腔室和下腔室的纵向贯穿孔，下腔室中的气体经纵向贯穿孔沿排气通道排出。本发明纵向贯通孔与排气通道距离更近，压力更低，下腔室的氢气会趋向于流向压力更低的纵向贯通孔，避免出现下腔室的氢气与工艺气体碰撞产生紊流的情况。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种半导体腔室的进排气结构和半导体腔室。

背景技术

外延工艺是在高温下，向晶圆输送反应气体，反应气体在晶圆表面进行化学反应，沉积一层单晶外延薄膜的一种工艺。外延工艺中需要精确调控很多工艺参数，来实现较高的器件性能。其中，外延层的厚度均匀性，是外延片的关键参数之一。

减压式外延是腔室工艺压力在20torr-100torr的一种外延方法，外延过程中，如图1所示，工艺气体的进排气结构由上环件30以及下环件31对接形成，工艺气体自上环件52与下环件51对接形成的进气通道6流经预热环1、托盘2，到达托盘2上的晶圆(图中未示出)表面，由上环件30与下环件31对接形成的尾气排出口32排出，同时氢气从腔室下方流经预热环1与托盘2间的间隙4，与工艺气体汇合，一起沿尾气排出口32排出。预热环1放置在下环件31内圈台阶上，下环件31在尾气方向外圈边缘有一个与尾气排出口32同宽的台阶，工艺气流流过晶圆与预热环1表面，沿下环件31的台阶从尾气排出口32排出。在晶圆的边界，横向流通的工艺气体会相互碰撞或者同腔室下方上来的氢气产生碰撞，在托盘2边缘产生紊流，导致晶圆的边缘会有一定程度的厚度突变，影响外延工艺中晶圆沉积薄膜(外延层)的厚度均匀性。

因此，如何改善气流流通的通道，加快晶圆外侧的气体流动速度，引导工艺气体与腔室下方氢气流通方向，减少托盘附近产生紊流，改善晶圆外延层边缘厚度分布情况，是目前研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提出一种半导体腔室的进排气结构和半导体腔室，能够引导工艺气体与下腔室中氢气流通方向，避免了工艺气体相互碰撞，或者和下腔室上来的氢气产生碰撞，改善了晶圆上沉积薄膜边缘厚度的分布情况，优化厚度均匀性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种半导体腔室的进排气结构，所述进排气结构设置于所述半导体腔室的上下盖之间，所述进排气结构包括：环形主体和朝向所述半导体腔室内部延伸设置的环形支撑部，其中，

所述环形支撑部的内缘用于承载所述半导体腔室的预热环，且所述环形支撑部的上方为上腔室，所述环形支撑部的下方为下腔室；

所述环形主体具有向所述上腔室通气的进气通道以及将所述上腔室气体排出的排气通道；所述环形支撑部靠近所述排气通道的一侧具有连通所述上腔室和下腔室的纵向贯穿孔，所述下腔室中的气体经所述纵向贯穿孔沿所述排气通道排出。

可选方案中，所述环形主体包括上环体和下环体，两者对接形成所述进气通道，所述排气通道设置在所述下环体中，且所述环形支撑部与所述下环体内侧固定连接，且所述排气通道的进气口朝向所述上环体设置，所述排气通道的出气口位于所述下环体的外周壁上。

可选方案中，所述纵向贯穿孔的数量为多个，多个所述纵向贯穿孔在所述环形支撑部的分布区域呈弧形。

可选方案中，所述排气通道的进气口的数量为多个，多个所述进气口在所述下环体的分布区域呈弧形，所述排气通道的出气口为两个。