CN115537778A - 一种用于晶圆处理设备的进气装置及晶圆处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于晶圆处理设备的进气装置以及晶圆处理设备，该进气装置包括中央喷嘴，中央喷嘴设置于晶圆处理设备的腔体内顶部的中央，中央喷嘴的侧部以及底部均设置有第一喷孔，在沿中央喷嘴的顶部到底部的方向上，第一喷孔的截面积逐渐减小。本发明所述的晶圆处理设备的腔体内的空间大小与通入的气体量相适应，从而提高腔体内气压均匀性。

Description

一种用于晶圆处理设备的进气装置及晶圆处理设备
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种用于晶圆处理设备的进气装置以及晶圆处理设备。
背景技术
现有的用于晶圆处理设备的进气装置通常采用匀气螺母实现均匀进气，但采用匀气螺母进气的方案仅能够在一定程度上使得进入反应腔室内的反应气体分布均匀，该方案无法使腔体内气体均匀性进一步提高。此外，由于腔体的中心开孔较多而腔体四周开设的圆周孔数量较少，大部分反应气体会从中心孔向下喷出，未能有效扩散，相对于中心区域，腔体四周开设的圆周孔需要喷射气体的区域较大但实际喷气量较少，这导致腔体内的气体实现均匀的速率较低，均匀性难以进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于晶圆处理设备的进气装置以及晶圆处理设备，以使得晶圆处理设备的腔体内的空间大小与通入的气体量相适应，从而提高腔体内气压均匀性。
本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于晶圆处理设备的进气装置包括中央喷嘴，所述中央喷嘴设置于所述晶圆处理设备的腔体顶部的中央，所述中央喷嘴的侧部以及底部均设置有第一喷孔，在沿所述中央喷嘴的顶部到底部的方向上，所述第一喷孔的截面积逐渐减小。
在一些实施方式中，所述中央喷嘴的同一平面内的所述第一喷孔的截面积相同。
在一些实施方式中，所述进气装置还包括环形喷嘴，所述环形喷嘴设置于所述晶圆处理设备的腔体的顶部。
在一些实施方式中，所述环形喷嘴将所述中央喷嘴包围。
在一些实施方式中，所述环形喷嘴包括第一气道、第二气道以及进气口，所述第一气道与所述第二气道通过所述进气口连通。
在一些实施方式中，所述第一气道和所述第二气道的内周分别均匀开设有第二喷孔。
在一些实施方式中，靠近所述进气口处的环形喷嘴的管径小于远离所述进气口处的环形喷嘴的管径。
在一些实施方式中，所述进气装置还包括第一进气管，所述第一进气管与所述中央喷嘴连通。
在一些实施方式中，所述进气装置还包括第二进气管，所述第二进气管通过所述进气口与所述环形喷嘴连通。
本发明还提供一种晶圆处理设备，包括前述的用于晶圆处理设备的进气装置。
本发明的有益效果至少包括：
1、本发明通过将中央喷嘴设置于晶圆处理设备的腔体的顶部的中央、中央喷嘴的侧部以及底部均设置有第一喷孔、在沿中央喷嘴的顶部到底部的方向上，第一喷孔的孔径逐渐减小，能够使得腔体内远离中央喷嘴的空间获得较多的气体，靠近中央喷嘴的底部的空间获得较少的气体，实现了腔体内的空间大小和通入的气体量相适应，从而提高腔体内气压均匀性。
2、本发明通过将环形喷嘴设置于晶圆处理设备的腔体内的顶部、环形喷嘴将中央喷嘴包围，能够向腔体内的边缘喷射气体，进一步提高了腔体内气体的均匀性。
3、本发明通过使得靠近进气口处的环形喷嘴的管径小于远离进气口处的环形喷嘴的管径，能够平衡进气口与第一气道的第二端以及第二气道的第二端之间的压差，保证每个第二喷孔喷出的气体流量一致，从而保证腔体内气体均匀分布。
4、本发明通过使得随着环形喷嘴逐渐朝远离进气口的方向延伸，第二喷孔的孔径逐渐增大，能够平衡进气口与第一气道的第二端以及第二气道的第二端之间的压差，保证每个第二喷孔喷出的气体流量一致，从而保证腔体内气体均匀分布。
5、本发明通过使得随着环形喷嘴逐渐朝远离进气口的方向延伸，第二喷孔的孔径逐渐增大，便于环形喷嘴加工，能够提高加工效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于晶圆处理设备的进气装置的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于晶圆处理设备的进气装置的中央喷嘴的结构示意图；
图3示出了根据本发明的另一个实施例的中央喷嘴的结构示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的用于晶圆处理设备的进气装置的环形喷嘴的结构示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的用于晶圆处理设备的进气装置的环形喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于晶圆处理设备的进气装置以及晶圆处理设备的具体实施方式详细说明。
本发明中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更至少两个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明中涉及的诸如“包括”的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。
如图1以及图2所示，本发明提出的一种用于晶圆处理设备的进气装置包括中央喷嘴1，中央喷嘴1设置于晶圆处理设备的腔体2的内部且位于腔体2的顶部的中央，中央喷嘴1的侧部以及底部均设置有多个第一喷孔11，在沿中央喷嘴1的顶部到底部的方向上，多个第一喷孔11的截面积逐渐减小，如图2中第一喷孔11-A、第一喷孔11-B、第一喷孔11-C以及第一喷孔11-D截面积逐渐减小。中央喷嘴1的底部的第一喷孔11的截面积最小，开设于中央喷嘴1的顶部的第一喷孔11的截面积最大。第一喷孔11优选为圆形，第一喷孔11的孔径越大，截面积也就越大。
本发明通过将中央喷嘴1设置于晶圆处理设备的腔体2的顶部的中央、中央喷嘴1的侧部以及底部均设置有第一喷孔11、在沿中央喷嘴1的顶部到底部的方向上，第一喷孔11的孔径逐渐减小，靠近中央喷嘴1的顶部的第一喷孔11的孔径较大，靠近中央喷嘴1的底部的第一喷孔11的孔径较小，从而能够使得腔体2内远离中央喷嘴1的顶部的空间获得较多的气体，靠近中央喷嘴1的底部的空间获得较少的气体，又由于腔体2内远离中央喷嘴1的顶部的空间较大，而靠近中央喷嘴1的底部的空间较小，所以本发明实现了腔体2内的空间大小和通入的气体量相适应，提高了腔体2内气压的均匀性。
在一个优选实施例中，位于本发明所述的中央喷嘴1的同一平面内的第一喷孔11的截面积相同。由于相对于中央喷嘴1的同一平面内的各个第一喷孔11，腔体2内的空间相同或相近，所以本发明将中央喷嘴1的同一平面内的各个第一喷孔11的截面积配置为相同，避免了腔体2内的所喷射的气体量与空间大小不匹配，进一步提高了腔体2内气压的均匀性。
如图3所示，在本发明的另一个实施例中，中央喷嘴1的底部开有轴线竖直的第一喷孔11，中央喷嘴1的侧部开设的第一喷孔11与中央喷嘴1的中央轴线的呈一夹角，并且随着该夹角增大，第一喷孔11的孔径逐渐增大。中央喷嘴1的底部的第一喷孔11的孔径最小，随着趋近中央喷嘴1的顶部，第一喷孔11的孔径逐渐变大，第一喷孔11围绕中央喷嘴1的中轴线均匀布置，且位于中央喷嘴1的同一平面内的第一喷孔11的孔径相同。
如图4所示，本发明所述的进气装置还包括环形喷嘴3，环形喷嘴3设置于晶圆处理设备的腔体2内的顶部。环形喷嘴3将中央喷嘴1包围，用于向腔体2内的边缘喷射气体。本发明通过将环形喷嘴设置于晶圆处理设备的腔体内的顶部且环形喷嘴将中央喷嘴包围，能够向腔体内的边缘喷射气体，进一步提高了腔体内气体的均匀性。
环形喷嘴3包括第一气道31、第二气道32以及进气口33，第一气道31和第二气道32均被构造成弧形，第一气道31的第一端与第二气道32的第一端通过进气口33连通，第一气道31和第二气道32的内周分别均匀开设有第二喷孔34。
在一个或多个实施例中，靠近进气口33处的环形喷嘴3的管径小于远离进气口33处的环形喷嘴的管径。具体地，位于进气口33处的环形喷嘴3的管径最小，随着环形喷嘴3逐渐朝远离进气口33的方向延伸，环形喷嘴3的管径逐渐增大，第一气道31的第二端和第二气道32的第二端处的环形喷嘴3的管径最大。由于进气口33处的气压较大而环形喷嘴3的远端压差较小，本发明通过使得随着环形喷嘴3逐渐朝远离进气口33的方向延伸，环形喷嘴3的管径逐渐增大，能够平衡进气口33与第一气道31的第二端以及第二气道32的第二端之间的压差，保证每个第二喷孔34喷出的气体流量一致，从而保证腔体2内气体均匀分布。
在一个或多个实施例中，如图5所示，环形喷嘴3的管径一致，第一气道31和第二气道32的内周分别均匀开设的第二喷孔34具有不同的进气孔径，靠近进气口33处的第二喷孔34的孔径最小，随着环形喷嘴3逐渐朝远离进气口33的方向延伸，第二喷孔34的孔径逐渐增大，第一气道31的第二端以及第二气道32的第二端处的第二喷孔34的孔径最大。由于进气口33处的气压较大而环形喷嘴3的远端压差较小，本发明通过使得随着环形喷嘴3逐渐朝远离进气口33的方向延伸，第二喷孔34的孔径逐渐增大，能够平衡进气口33与第一气道31的第二端以及第二气道32的第二端之间的压差，保证每个第二喷孔34喷出的气体流量一致，从而保证腔体2内气体均匀分布。此外，本实施例的环形喷嘴3加工简单，能够提高加工效率。
如图1以及图4所示，本发明所述的进气装置还包括第一进气管4，第一进气管4与中央喷嘴1连通，用于向中央喷嘴1输送气体。本发明所述进气装置还包括第二进气管5，第二进气管5通过进气口33与环形喷嘴3连通，用于向环形喷嘴3输送气体。
本发明还提供一种晶圆处理设备，包括上述的用于晶圆处理设备的进气装置。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，包括中央喷嘴，所述中央喷嘴设置于所述晶圆处理设备的腔体顶部的中央，所述中央喷嘴的侧部以及底部均设置有第一喷孔，在沿所述中央喷嘴的顶部到底部的方向上，所述第一喷孔的截面积逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述中央喷嘴的同一平面内的所述第一喷孔的截面积相同。
3.根据权利要求1所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括环形喷嘴，所述环形喷嘴设置于所述晶圆处理设备的腔体的顶部。
4.根据权利要求3所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述环形喷嘴将所述中央喷嘴包围。
5.根据权利要求3所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述环形喷嘴包括第一气道、第二气道以及进气口，所述第一气道与所述第二气道通过所述进气口连通。
6.根据权利要求3所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述第一气道以及所述第二气道的内周分别均匀开设有第二喷孔。
7.根据权利要求5所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，靠近所述进气口处的环形喷嘴的管径小于远离所述进气口处的环形喷嘴的管径。
8.根据权利要求1所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括第一进气管，所述第一进气管与所述中央喷嘴连通。
9.根据权利要求5所述的用于晶圆处理设备的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括第二进气管，所述第二进气管通过所述进气口与所述环形喷嘴连通。
10.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于晶圆处理设备的进气装置。
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