[发明专利]用于半导体工艺的气体混合装置及半导体工艺设备

说明书

本发明揭露一种用于半导体工艺的气体混合装置，其从上游端至下游端依序包含：一窄孔，界定于所述本体中且具有一上游端及一下游端；一缓冲空间，界定于所述本体中且具有一上游端及一下游端，所述缓冲空间的上游端流体连接至所述窄孔的下游端，且所述缓冲空间的宽度大于所述窄孔的宽度；及一分流板，具有一上表面及一下表面，所述分流板的上表面及下表面之间形成有多个分流孔，所述多个分流孔流体连接至所述缓冲空间的下游端。其特征在于，所述分流板的上表面形成有一凹穴，且所述凹穴正对所述窄孔的下游端，借此使通过所述窄孔的气流撞击所述凹穴的壁而形成湍流。此外，本发明还提供了一种半导体工艺设备。

技术领域

本发明关于一种气体混合装置，特别是一种半导体工艺设备中的气体混合装置，更特别是一种连接至喷淋组件上游的气体混合装置。

背景技术

在半导体制造过程中可能涉及多种气体(或化学源)之使用，例如：多层薄膜之制造即须使用多种气体。在制程中不同种类之气体通过混合而供应至晶圆表面进行反应，而气体混合的均匀度可决定晶圆表面沉积的质量。因此，已知有针对半导体处理设备而开发和优化的气体混合装置。

图1A至图1C示意气体混合的效果。图1A显示理想的混合效果，其中第一气体的气流(向右箭头)与第二气体的气流(向左箭头)大致上于汇流空间的中央汇合。这是因为双气体的压力相当且气流路径相对应。图1B显示实际上的混合效果，其中一气体的压力大于另一气体，导致两气体主要于汇流空间的边缘发生混合。图1C显示另一种实际上可能发生的混合效果，其中两气体的气流并未相互对应且平行，导致两气体于汇合处发生错位，而未能充分混合。

中国专利公布号CN110917914A揭露一种气体混合装置，其接收并混合两种气体，以及将混合的气体供应至半导体工艺设备的喷淋组件。所述气体混合装置包含一第一引流件、一第二引流件及一分流板。第一引流件负责接收和供应第一气体，第二引流件连接至第一引流件的下游并负责接收和供应来自第一引流件的第一气体。第二引流件还负责接收和供应第二气体。分流板连接至第二引流件的下游，使两者共同界定一汇流通道让第一气体和第二气体在此混合。以所述气体混合装置，第一气体和第二气体在进入半导体工艺腔体前能够进行预混合，藉此提高混合效果。

然而，所述气体混合装置，其结构设计极其复杂，致使制造及加工成本较高，且装置后续更换或维护配置均须拆卸，造成维护过程较为复杂，且所需费用相对较高。此外，所述气体混合装置的气道仍存在诸多死角，使气体无法充分混合。因此，为了制造质量更佳之半导体薄膜及降低制作成本以提高产品竞争力，有必要开发一种结构设计简单且适用于各种半导体工艺设备的气体混合装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于半导体工艺的气体混合装置及半导体工艺设备以解决现有技术中存在的气体混合不佳的问题。

本发明提供的半导体工艺的气体混合装置，包含：一本体，具有一上游端及一下游端。本体的上游端与下游端之间依序包含：一窄孔，界定于所述本体中且具有一上游端及一下游端；一缓冲空间，界定于所述本体中且具有一上游端及一下游端，所述缓冲空间的上游端流体连接至所述窄孔的下游端，且所述缓冲空间的宽度大于所述窄孔的宽度；及一分流板，具有一上表面及一下表面，所述分流板的上表面及下表面之间形成有多个分流孔，所述多个分流孔流体连接至所述缓冲空间的下游端，所述分流板的上表面形成有一凹穴，且所述凹穴正对所述窄孔的下游端，藉此使通过所述窄孔的气流撞击所述凹穴的壁而形成湍流。

所述半导体工艺的气体混合装置的有益效果在于：所述凹穴正对所述窄孔的下游端，藉此使通过所述窄孔的气流撞击所述凹穴的壁而形成湍流，提高了气体混合的效果，从而提升沉积的均匀性。

进一步地，所述窄孔的上游端宽度大于所述窄孔下游端的宽度。

进一步地，所述凹穴是由所述分流板上表面的一内凹曲面所形成。

进一步地，所述窄孔的下游端的宽度小于所述凹穴的一最大宽度。

进一步地，所述多个分流孔环绕所述凹穴。