[发明专利]一种气体注入插件及衬底处理设备

说明书

本发明涉及一种气体注入插件及衬底处理设备，所述气体注入插件包括顶板及底板，所述底板与顶板相对设置，所述底板与顶板均包括设置于两端的进气端和出气端，所述出气端与反应腔一侧的气体入口连接；第一侧壁及第二侧壁，所述第一侧壁及第二侧壁分别设置于顶板和底板的两侧，所述第一侧壁靠近反应腔侧边缘的一侧；至少两个气体通道，所述气体通道包括设置在靠近反应腔侧边缘的边缘气体通道，所述边缘气体通道具有设置于进气端的进气口和设置于出气端的出气口，所述进气口的截面积和出气口的截面积不相同。本发明改变了工艺气体在衬底的侧边缘区域的流速，改善了衬底侧边缘区域的气流分布。

技术领域

本发明涉及半导体外延工艺领域，具体涉及一种气体注入插件及具有该气体注入插件的衬底处理设备。

背景技术

在半导体外延工艺中，需要使用一种衬底处理设备，或称半导体工艺设备，对衬底(或称晶圆)进行热处理。处理工艺包括向衬底处理设备的反应腔内注入工艺气体，然后对工艺气体进行加热，从而在衬底表面形成外延层。然而为了保证所沉积的外延层薄膜的均匀性，需要保证加热温度分布的均匀性，现有技术通过旋转承载衬底的基座的方法，很好的弥补了温度不均匀分布带来的问题。

但是现有技术中解决上述问题仍存在以下缺点：

1、基座的旋转会带来工艺气体分布的不均匀性，这样同样会导致沉积的外延层厚度分布不均匀的问题，而且随着特征尺寸(Critical Dimension)的不断减小，该问题越来越严重；

2、基座的旋转会导致衬底上的工艺气体集中于中心区域，衬底两侧的工艺气体减少，如图2所示，为了解决该问题，通常会在反应腔侧边缘加入一路工艺气体F2，该工艺气体F2与原来的工艺气体F1大致形成一90°夹角，从而补充衬底侧边缘位置的气流分布，以期改善气流分布的均匀性，但是该方法由于引入了一路新的工艺气体F2，会在反应腔内产生扰流，导致工艺气体F1和F2的流量很难调整，且改善气流分布均匀性的效果也有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体注入插件及具有该气体注入插件的衬底处理设备，解决工艺气体集中于衬底中心区域，在衬底边缘区域密度较小的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种气体注入插件，用于衬底处理设备，所述衬底处理设备包括反应腔、基座及设置在反应腔一侧的气体入口和设置在相对侧的气体出口，所述基座设置在反应腔内，用于承载衬底；所述气体注入插件设置在气体入口处，所述气体注入插件包括：顶板及底板，所述底板与顶板相对设置，所述底板与顶板均包括设置于两端的进气端和出气端，所述出气端与反应腔一侧的气体入口连接；第一侧壁及第二侧壁，所述第一侧壁及第二侧壁分别设置于顶板和底板的两侧，所述第一侧壁靠近反应腔侧边缘的一侧；至少两个气体通道，所述气体通道包括设置在靠近反应腔侧边缘的边缘气体通道，所述边缘气体通道具有设置于进气端的进气口和设置于出气端的出气口，所述进气口的截面积和出气口的截面积不相同。

进一步，所述气体注入插件还包括：至少一个隔板，所述隔板与顶板及底板连接，用于形成所述气体通道。

进一步，所述隔板包括一边缘隔板，所述边缘隔板与第一侧壁共同形成所述边缘气体通道。

进一步，所述边缘隔板的厚度均匀。

进一步，所述边缘隔板的延申方向与由气体入口指向气体出口的延申线形成夹角。

进一步，所述夹角为(0°，-30°]或(0°，30°]。

进一步，所述边缘隔板的厚度非均匀，其包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，所述第一表面为靠近反应腔侧边缘的一面。

进一步，所述第一表面与延申线形成夹角。

进一步，所述夹角为(0°，-30°]或(0°，30°]。

进一步，所述第二表面与延伸线平行。