[发明专利]半导体工艺设备及其进气装置

说明书

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其进气装置。该进气装置包括：进气块组件及连接组件，进气块组件及连接组件均采用抗腐蚀的材质制成；进气块组件内形成有混气腔、输气通道及混气通道，进气块组件与工艺腔室的上盖密封连接，输气通道的进气口与混气腔连通，输气通道的出气口与工艺腔室连通；混气通道的多个进气口形成于进气块组件的外表面上，混气通道的出气口与混气腔连通；多个连接组件均设置于进气块组件上，并且多个连接组件与混气通道的多个进气口一一对应连通，分别用于与多个工艺气体供给源连接，以选择性向混气通道内通入或停止通入工艺气体。本申请实施例能够防止反应气体腐蚀而形成污染物，从而提高晶圆良率。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其进气装置。

背景技术

目前，氨气-氟化氢干法刻蚀的工艺过程为，晶圆进入工艺腔室后在基座的带动下上升至工艺位，向工艺腔室内通入稀释气体以对工艺腔室进行控压，待工艺腔室达到工艺压力后，晶圆温度也升至工艺温度，反应气体和稀释气体预先进入工艺腔室中，在晶圆表面进行预先吸附(presoak)，反应气体和稀释气体会混合形成高活性反应物氟化铵(NH4F)；然后将反应气体及稀释气体再次进入工艺腔室，此时反应气体与晶圆表面的二氧化硅发生反应，并生成固态副产物，最后经过退火(Anneal)腔室热处理后副产物挥发，最终达到刻蚀晶圆的目的。在实际执行工艺过程中，基座温度、工艺压力、反应气体中的氨气(NH3)和氟化氢(HF)的比例、稀释气体流量、时间间隔(Spacing)、工艺腔室的温度差异等参数都会对最终的刻蚀均匀性和选择比产生影响。

现有技术中，半导体工艺设备中的进气装置一般包括由不锈钢材质制成混合管路结构、混气腔、进气管及进气法兰，其中混合管路结构与混合腔连接，混合腔通过进气管及进气法兰与工艺腔室的上盖连接。在实际应用时，工艺气体的反应气体及稀释气体通过混合管路结构进入混合腔内混合，再经由进气管及进气法兰通入工艺腔室内。在进气过程中，反应气体中的氟化氢会对不锈钢管路造成腐蚀，特别是上盖管路由于经常要开腔暴露大气，上盖部分管路内壁附着的水气将增强氟化氢对不锈钢管路的腐蚀，造成管路内壁腐蚀发黑，降低管路内壁的光洁度，并进一步降低对氟化氢的耐腐蚀性，使得管路腐蚀下来的铁(Fe)进入工艺腔室，落在晶圆上很难被清除，使得晶圆表面的颗粒物(Particle)指标超标，从而大幅降低了晶圆的良率。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其进气装置，用以解决现有技术存在由于进气装置污染工艺腔室而导致晶圆良率降低的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的进气装置，设置于所述半导体工艺设备的工艺腔室顶部，用于向所述工艺腔室内输入工艺气体，包括：进气块组件及连接组件，所述进气块组件及连接组件均采用抗腐蚀的材质制成；所述进气块组件内形成有混气腔、输气通道及混气通道，所述进气块组件与所述工艺腔室的上盖密封连接，所述输气通道的进气口与所述混气腔连通，所述输气通道的出气口与所述工艺腔室连通；所述混气通道的多个进气口形成于进气块组件的外表面上，所述混气通道的出气口与所述混气腔连通；多个所述连接组件均设置于所述进气块组件上，并且多个所述连接组件与所述混气通道的多个进气口一一对应连通，分别用于与多个工艺气体供给源连接，以选择性向所述混气通道内通入或停止通入工艺气体。

于本申请的一实施例中，所述进气块组件为铝材质制成，并且包括有依次密封连接的第一进气块、第二进气块及第三进气块，所述第一进气块与所述工艺腔室的上盖密封连接；所述输气通道形成于所述第一进气块及所述第二进气块内，所述混气腔形成于所述第二进气块及第三进气块之间；所述混气通道形成于所述第二进气块及第三进气块内。

于本申请的一实施例中，所述进气装置还包括有控温组件，所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块内均设置有所述控温组件，用于检测及控制所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块的温度。