CN115681653A - 半导体工艺设备及其进气装置 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

半导体工艺设备及其进气装置
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。
于本申请的一实施例中，所述输气通道包括第一输气支路及第二输气支路；所述第一输气支路包括形成于所述第一进气块内的相互连通的第一竖通道及第一横通道，所述第一竖通道沿所述第一进气块的长度方向延伸设置，所述第一横通道沿所述第一进气块的径向延伸设置；所述第一竖通道与所述工艺腔室连通，所述第一横通道所述第二输气支路连通；所述第二输气支路包括形成于所述第二进气块内的两个相互连通的第二横通道，两个所述第二横通道均沿所述第二进气块的径向延伸设置，其中一个所述第二横通道与所述第一横通道连通，另一个第二横通道与所述混气腔连通。
于本申请的一实施例中，所述第三进气块的一侧面上开设有混气槽，所述混气槽的开口与所述第二进气块的侧面密封连接以形成所述混气腔。
于本申请的一实施例中，所述混气通道包括第一混气支路、连接支路及多个第二混气支路；所述第一混气支路包括形成于第三进气块内的相互连通的第三横通道及第四横通道，所述第三横通道及所述第四横通道均沿所述第三进气块的径向延伸设置，所述第三横通道与所述混气腔连通，所述第四横通道延伸至所述第三进气块的侧面；所述连接支路包括形成于所述第三进气块内的第六横通道及形成于所述第二进气块内的第七横通道，所述第六横通道与所述第七横通道连通设置，所述第六横通道与所述第四横通道相互连通；多个所述第二混气支路包括分别为形成于所述第二进气块及第三进气块内的多个第五横通道，形成于所述第三进气块中的所述第五横通道均与所述第六横通道连通，形成于所述第二进气块中的所述第五横通道均与所述第七横通道连通。
于本申请的一实施例中，所述控温组件包括加热部件及第一测温部件，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加热部件及所述第一测温部件，并且所述第一测温部件与所述加热部件电连接；所述第一测温部件用于检测所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块的温度，并且根据所述温度控制加热部件的加热功率。
于本申请的一实施例中，所述控温组件还包括第二测温部件，所述第二测温部件均设置于所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块内，用于检测所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块的温度并示出。
于本申请的一实施例中，所述连接组件包括哈氏合金材质制成的连接件及阀门，所述连接件的一端与所述混气通道的进气口密封连接，另一端与阀门密封连接，所述阀门用于与所述工艺气体供给源连接，并选择性连通或断开所述混气通道和所述工艺气体供给源。
于本申请的一实施例中，所述连接组件还包括有压紧件及密封接头，所述压紧件包括两个半环形的子压紧件，两个子压紧件相对的设置于所述连接件的外周，并且与所述进气块组件连接，用于将所述连接件压紧于所述进气块组件上；所述连接件通过所述密封接头与所述阀门密封连接。
第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室及如第一个方面提供的进气装置。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
本申请实施例通过采用抗腐蚀的材质制成的进气块组件及连接组件，工艺气体的反应气体及稀释气体分别由多个连接组件进入混气通道内，然后在混气腔内进行混合后再经由输气通道进入工艺腔室内执行工艺，由于工艺气体始终在抗腐蚀材质形成的通道内流动，使得进气装置与反应气体接触的位置均能够防止腐蚀，从而使得本申请实施不仅能够实现执行氨气-氟化氢干法刻蚀工艺，而且还能适用于其它工艺，从而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。进一步的，由于进气装置能够防止反应气体内的氟化氢对进气装置内造成腐蚀形成污染物，从而避免现有技术中采用不锈钢材质对工艺腔室内造成污染，进而大幅提高晶圆的良率。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种进气装置与工艺腔室配合的纵向剖视示意图；
图2为本申请实施例提供的一种气装置与工艺腔室配合的横向结构示意图；
图3A为本申请实施例提供的一种第一进气块主视结构示意图；
图3B为本申请实施例提供的一种第一进气块左视结构示意图；
图3C为本申请实施例提供的一种第一进气块纵向剖视示意图；
图3D为本申请实施例提供的一种第一进气块俯视结构示意图；
图4A为本申请实施例提供的一种第二进气块主视结构示意图；
图4B为本申请实施例提供的一种第二进气块右视结构示意图；
图4C为本申请实施例提供的一种第二进气块左视结构示意图；
图4D为本申请实施例提供的一种第二进气块横向剖视示意图；
图5A为本申请实施例提供的一种第三进气块主视结构示意图；
图5B为本申请实施例提供的一种第三进气块左视结构示意图；
图5C为本申请实施例提供的一种第三进气块右视结构示意图；
图5D为本申请实施例提供的一种第三进气块横向剖视示意图；
图6A为本申请实施例提供的一种连接组件的俯视示意图；
图6B为本申请实施例提供的一种连接组件的纵向剖视示意图；
图6C为本申请实施例提供的一种压紧件的立体结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的进气装置，设置于半导体工艺设备的工艺腔室顶部，用于向工艺腔室内输入工艺气体，该进气装置的结构示意图如图1及图2所示，包括：进气块组件1及连接组件2，进气块组件1及连接组件2均采用抗(氟化氢)腐蚀的材质制成；进气块组件1内形成有混气腔11、输气通道12及混气通道13，进气块组件1与工艺腔室100的上盖101密封连接，输气通道12的进气口与混气腔11连通，输气通道12的出气口与工艺腔室100连通；混气通道13的多个进气口形成于进气块组件1的外表面上，混气通道13的出气口与混气腔11连通；多个连接组件2均设置于进气块组件1上，并且多个连接组件2与混气通道13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13内通入或停止通入工艺气体。
如图1及图2所示，半导体工艺设备具体可以用于执行氨气-氟化氢干法刻蚀工艺，但是本申请实施例并不限定其具体执行的工艺类型，本领域技术人员可以根据实际情况自调整设置。进气块组件1例如可以采用抗氟化氢腐蚀的材质制成的立体结构，进气块组件1可以通过密封圈及螺栓与工艺腔室100的上盖101密封连接，以用于混合工艺气体的反应气体及稀释气体并且向工艺腔室100内供给工艺气体。进气块组件1内可以形成有混气腔11、输气通道12及混气通道13，其中输气通道12例如可以是形成于进气块组件1内的孔道，并且输气通道12的进气口可以与混气腔11连通，出气口与工艺腔室100连通。混气腔11具体可以是形成于进气块组件1内的空腔，用于将反应气体及稀释气体混合后通入输气通道12通往工艺腔室100内。混气通道13可以是形成于进气块组件1内的孔道，并且混气通道13的多个进气口均形成于进气块组件1的外表面，而混气通道13的出气口则与混气腔11连通，用于向混气腔11内输入反应气体及稀释气体。多个连接组件2均可以采用抗氟化氢腐蚀的材质制成，多个连接组件2均设置于进气块组件1上，并且分别与混气通道13的多个进气口密封连接，用于分别连接至多个工艺气体供给源，以通过混气通道13向混气腔11内供给反应气体及稀释气体。
本申请实施例通过采用抗氟化氢腐蚀的材质制成的进气块组件及连接组件，工艺气体的反应气体及稀释气体分别由多个连接组件进入混气通道内，然后在混气腔内进行混合后再经由输气通道进入工艺腔室内执行工艺，由于工艺气体始终在抗腐蚀材质形成的通道内流动，使得进气装置与反应气体接触的位置均能够防止腐蚀，从而使得本申请实施不仅能够实现执行氨气-氟化氢干法刻蚀工艺，而且还能适用于其它工艺，从而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。进一步的，由于进气装置能够防止反应气体内的氟化氢对进气装置内造成腐蚀形成污染物，从而避免现有技术中采用不锈钢材质对工艺腔室内造成污染，进而大幅提高晶圆的良率。
需要说明的是，本申请实施例并不限定进气块组件1的具体结构，例如进气块组件1也可以设置管状结构。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整。
于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，进气块组件1为铝材质制成，并且包括有依次密封连接的第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5，第一进气块3与工艺腔室100的上盖101密封连接；输气通道12形成于第一进气块3及第二进气块4内，混气腔11形成于第二进气块4及第三进气块5之间；混气通道13形成于第二进气块4及第三进气块5内。
如图1及图2所示，进气块组件1整体可以采用铝材质制成，由于铝材质与氟化氢反应后生成的氟化铝(ALF3)非常致密，能有效解决氟化氢腐蚀问题，并且由于铝材质加工简单、加工费用较低且加工周期较短，因此采用铝材质制成进气块组件1，不仅能够避免氟化氢腐蚀进气装置的问题，而且还能大幅降低本申请实施例的应用及维护成本。第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5可以依次密封连接，并且第一进气块3与工艺腔室100的上盖101密封连接，输气通道12可以形成于第一进气块3及第二进气块4内，混气腔11则可以形成于第二进气块4及第三进气块5之间，混气通道13可以形成于第二进气块4及第三进气块5内。采用上述设计，使得本申请实施例不仅设计加工简单、质量控制较佳及成本较低，从而大幅降低了本申请实施例的应用及制造成本。
需要说明的是，本申请实施例并不限定进气块组件1包括的进气块数量，例如进气块组件1可以包括三个以下或以上数量的进气块。此外，本申请实施例并不限定混气腔11、输气通道12及混气通道13的具体位置，例如混气通道13可以仅形成于第三进气块5内。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整。
于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，进气装置还包括有控温组件6，第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内均设置有控温组件6，用于检测及控制第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5的温度。具体来说，由于第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5均采用铝材质制成的块状结构，而且混气腔11、输气通道12及混气通道13均形成于三个进气块内，使得控温组件6可以设置于各进气块内部，而无需采用现有技术中的定制特定形状的加热带，从而大幅节省加工制造成本，进而大幅提高了本申请实施例的经济效益。
于本申请的一实施例中，如图1至图3D所示，输气通道12包括第一输气支路121及第二输气支路122；第一输气支路121包括形成于第一进气块3内的相互连通的第一竖通道31及第一横通道32，第一竖通道31沿第一进气块3的长度方向延伸设置，第一横通道32沿第一进气块3的径向延伸设置；第一竖通道31与工艺腔室100连通，第一横通道32与第二输气支路122连通；第二输气支路122包括形成于第二进气块4内的两个相互连通的第二横通道41，两个第二横通道41均沿第二进气块4的径向延伸设置，其中一个第二横通道41与第一横通道32连通，另一个第二横通道41与混气腔11连通。
如图1至图3D所示，第一输气支路121形成于第一进气块3内，而第二输气支路122形成于第二进气块4内，使得本申请实施例结构简单易于加工，从而大幅降低应用制造成本。第一进气块3具体形状可以采用长方体结构，并且底部一体形成有法兰结构30，第一进气块3可以通过底部的法兰结构30与工艺腔室100的上盖101连接，并且具体采用紧固件配合密封圈的方式密封连接，但是本申请实施例并不限定具体的密封连接方式。第一竖通道31沿第一进气块3的长度方向延伸设置，即第一竖通道31可以沿竖直方向延伸设置，而第一横通道32则可以位于第一进气块3顶部，第一横通道32可以沿第一进气块3的径向(例如水平方向)延伸设置，并且与第一竖通道31相互垂直连通，第一竖通道31与第一横通道32共同构成第一输气支路121。第一横通道32用于与第二进气块4内的第二输气支路122连通设置，使得第二进气块4可以设置于第一进气块3的一侧。采用上述设计，不仅可以大幅节省工艺腔室100顶部空间，从而大幅降低空间占用，而且还能使得本申请实施例结构设置合理便于布局。
需要说明的是，本申请实施例并不限定第一竖通道31必须沿竖直方向延伸设置，以及第一横通道32必须沿水平方向延伸设置，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
如图1至图4D所示，第二进气块4具体形状为长方体结构，两个第二横通道41分别由第二进气块4正面及左侧面向内延伸，即两个第二横通道41均可以沿第二进气块4的径向延伸设置，该第二进气块4的径向可以与第一进气块3的径向平行设置，但是本申请实施例并不以此为限。两个第二横通道41相互连通以构成第二输气支路122。第二进气块4的前侧面(即图4A示出的侧面)与第一进气块3前侧面(即图3A示出的侧面)贴合设置，以使其中一个第二横通道41与第一横通道32连通，另一个第二横通道41可以与混气腔11的居中位置连通。采用上述设计，可使得第三进气块5设置于第二进气块4的一侧，从而进一步节省工艺腔室100的顶部空间。进一步的，第一进气块3的前侧面上开设环形的第一密封槽33，第一密封槽33环绕第一横通道32的进气口设置，第一密封槽33内可以设置有密封圈，第一进气块3通过第一密封槽33及密封圈与第二进气块4密封连接，进而实现第一输气支路121与第二输气支路122的密封连接。第一进气块3的前后方向还贯穿有四个第一连接孔34，并且四个第一连接孔34环绕第一密封槽33设置，四个第一紧固件35对应穿设于四个第一连接孔34内，并且与第二进气块4的前侧面上的四个连接孔连接，但是本申请实施例并不限定第一连接孔34及第一紧固件35的具体数量，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。由于第一密封槽33及四个第一连接孔34均环绕第一横通道32的进气口设置，不仅使得本申请实施例结构简单，而且还能大幅提高第一输气支路121与第二输气支路122之间的密封效果。但是本申请实施例并不限定第一进气块3与第二进气块4之间的密封方式，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图5D所示，第三进气块5的一侧面上开设有混气槽51，混气槽51的开口与第二进气块4的侧面密封连接以形成混气腔11。
如图1至图5D所示，第三进气块5具体形状为长方体结构，第三进气块5的右侧面(即图5C示出的侧面)开设有圆形的混气槽51，并且该混气槽51的直径可以设置为30至100毫米，但是本申请实施例并不以此为限。第三进气块5右侧面与第二进气块4左侧面贴合设置，以使得混气槽51与第二进气块4的左侧面配合构成混气腔11。采用上述设计，由于在第三进气块5上设置有混气槽51，并且与第二进气块4的侧面配合形成混气腔11，不仅可以大幅提高反应气体及稀释气体的紊流系数，从而大幅提高工艺气体的混合均匀性；而且还使得本申请实施例结构简单，从而大幅降低应用及制造成本。进一步的，第二进气块4的左侧面(即图4C示出的侧面)上开设环形的第二密封槽42，第二密封槽42内可以设置有密封圈，第二进气块4通过第二密封槽42及密封圈与第三进气块5密封贴合，进而实现混气腔11的密封。第二进气块4的左右方向上还贯穿有四个第二连接孔43，四个第二连接孔43分别靠近第二进气块4四个边角处设置。四个第二紧固件44分别穿设于四个第二连接孔43内，并且与第三进气块5右侧面上的连接孔连接，以用于压紧第二密封槽42内的密封圈，但是本申请实施例并不限定第二连接孔43及第二紧固件44的具体数量及分布方式，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。由于多个第二连接孔43分别位于第二进气块4的边角处，不仅使得本申请实施例结构简单，而且还能大幅提高第二进气块4与第三进气块5之间的密封效果。但是本申请实施例并不限定第二进气块4与第三进气块5之间的密封方式，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图5D所示，混气通道13包括第一混气支路131、连接支路133及多个第二混气支路132；第一混气支路131包括形成于第三进气块5内的相互连通的第三横通道52及第四横通道53，第三横通道52及第四横通道53均沿第三进气块5的径向延伸设置，第三横通道52与混气腔11连通，第四横通道53延伸至第三进气块5的侧面；连接支路133包括形成于第三进气块5内的第六横通道56及形成于第二进气块4内的第七横通道57，第六横通道56与第七横通道57连通设置，第六横通道56与第四横通道53相互连通；多个第二混气支路132包括分别为形成于第二进气块4及第三进气块5内的多个第五横通道55，形成于第三进气块5中的第五横通道55均与第六横通道56连通，形成于第二进气块4中的第五横通道55均与第七横通道57连通。
如图1至图5D所示，混气通道13可以包括一个第一混气支路131及两个第二混气支路132，其中第一混气支路131位于第三进气块5内，两个第二混气支路132分别形成于第三进气块5及第二进气块4内。具体来说，第一混气支路131包括形成于第三进气块5内的第三横通道52及第四横通道53，第三横通道52及第四横通道53均沿第三进气块5的径向延伸设置，该第三进气块5的径向可以与第一进气块3的径向平行设置，但是本申请实施例并不以此为限，并且第三横通道52及第四横通道53相互连通。第三进气块5内开设有第六横通道56，第六横通道56由第三进气块5右侧面(即图5C示出的侧面)向左侧面延伸，直至与第四横通道53连通，即第六横通道56的一端与混气腔11并列设置，另一端与第四横通道53相互垂直连通；第二进气块4内开设有第七横通道57，第七横通道57由第二进气块4的左侧面(即图4C示出的侧面)向右侧面延伸设置，第七横通道57的一端与第六横通道56的一端连通且同轴设置，另一端采用封闭结构，第六横通道56及第七横通道57共同构成连接支路133。采用上述设计，由于设置有连接支路133，不仅能使得本申请实施例结构简单易于加工制造，从而进一步降低加工制造成本。
第二混气支路132为形成于第三进气块5内的第五横通道55，另外一个第二混气支路132为形成于第二进气块4内的第五横通道55，形成于第三进气块5的第五横通道55与第六横通道56相互连通，形成于第二进气块4内的第五横通道55与第七横通道57相互连通，即两个第二混气支路132分别形成于第三进气块5及第二进气块4内，但是本申请实施并不限定第二混气支路132的数量及分布，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。多个第二混气支路132均通过连接支路133与第一混气支路131连通，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情自行调整设置。多个第二混气支路132为形成于第二进气块4及第三进气块5内的多个第五横通道55，多个第五横通道55可以与第四横通道53并列设置，并且均与第四横通道53连通设置。在实际应用时，第一混气支路131可以用于通入氟化氢气体，两个第二混气支路132可以分别用于通入氨气及氮气，即第一混气支路131及第二混气支路132分别用于通入反应气体及稀释气体，但是本申请实施例并不限定第二混气支路132的具体数量，以及各混气支路分别通入工艺气体的具体类型，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。采用上述设计，由于第一混气支路131及多个第二混气支路132的进气口均位于第三进气块5及第二进气块4的同一侧面，因此不仅可以大幅降低本申请实施例的空间占用，而且还能使得本申请结构设计合理，从而便于拆装维护。
进一步的，第二进气块4的左侧面(即图4C示出的侧面)上开设环形的第三密封槽45，第三密封槽45内可以设置有密封圈，第二进气块4通过第二密封槽42及密封圈与第三进气块5密封贴合，进而实现第七横通道57与第六横通道56的密封。由于第二进气块4通过四个第二紧固件44与第三进气块5连接，使得第二进气块4与第三进气块5配合以压紧第三密封槽45内的密封圈。由于多个第二连接孔43分别位于第二进气块4的边角处，使得本申请实施例无需单独为第三密封槽45设置紧固结构，以进一步降低制造成本，并且能进一步简化本申请实施例结构。
需要说明的是，本申请实施例并不限定多个第二混气支路132的具体位置，例如多个第二混气支路132可以均形成于第三进气块5内。因此本申请实施例并不以此限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图5D所示，控温组件6包括加热部件61及第一测温部件62，第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内均设置有加热部件61及第一测温部件62，并且第一测温部件62与加热部件61电连接；第一测温部件62用于检测第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5的温度，并且根据温度控制加热部件61的加热功率。
如图1至图5D所示，加热部件61可以包括多个加热棒，多个加热棒可以分别设置于第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内，但是本申请实施例并不限定加热部件61包括的加热棒数量，本领域技术人员可以根据实际情自行调整设置。于本申请的一具体实施例中，采用两个100W的加热棒插设于第一进气块3内，并且两个加热棒均与第一进气块3轴向平行设置，然后通过两个顶丝将两个加热棒固定于第一进气块3内。由于第二进气块4及第三进气块5的体积较大，因此两者内均设置有四个100W的加热棒。第二进气块4的四个加热棒由第二进气块4的右侧面(即图4B示出的侧面)伸入，并且通过顶丝固定设置，四个加热棒可以靠近四个第二连接孔43设置，以使得第二进气块4的加热效率较高且较为均匀；第三进气块5的四个加热棒由第三进气块5左侧面(即图5B示出的侧面)伸入，并且通过顶丝固定设置，四个加热棒可以靠近第三进气块5左侧面的四个边角设置，以使得第三进气块5的加热效率较高且较为均匀。第一测温部件62可以包括有三个测温传感器，三个测温传感器分别设置于第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内，以用于检测三者的温度。进一步的，第一测温部件62可以与其对应的进气块上设置的加热部件61电连接，例如设置于第一进气块3上的第一测温部件62及加热部件61连接，使得第一测温部件62可以根据第一进气块3的温度，控制加热部件61的加热功率，从而实现对第一进气块3的温度进行控制；第二进气块4及第三进气块5的温度控制原理与第一进气块3相同，于此不再赘述。采用上述设计，可以实现分别对多个进气块的温度进行控制，从而提高多个进气块的温度均匀性。
需要说明的是，本申请实施例并不限定加热部件61与第一测温部件62的具体连接方式，例如加热部件61及第一测温部件62均与半导体工艺设备的下位机电连接，由下位机对多个进气块的温度进行同时控制或者分别控制。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图5D所示，控温组件6还包括第二测温部件63，第二测温部件63分别设置于第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内，用于检测第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5的温度并示出。具体来说，第二测温部件63还包括三个温度传感器，三个温度传感器分别设置于第一进气块3、第二进气块4及第三进气块5内，用于分别检测多个进气块的实时温度。采用上述设计，由于设置有第二测温部件63，可以实时检测多个进气块温度，从而避免由于第一测温部件62故障导致无法对多个进气块温度进行检测，以进一步提高本申请实施例的安全性及稳定性。但是本申请实施例并不限定第二测温部件63具体包括温度传感器的数量，只要其与多个进气块的数量对应设置即可，因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图2、图6A至图6C所示，连接组件2包括哈氏合金材质制成的连接件21及阀门22，连接件21的一端与混气通道13的进气口密封连接，另一端与阀门22密封连接，阀门22用于与工艺气体供给源连接，并选择性连通或断开混气通道13和工艺气体供给源。
如图2、图6A至图6C所示，连接件21具体可以采用哈氏合金材质制成的管状结构，连接件21的一端与混气通道13的进气口连接，即多个连接组件2的连接件21分别与第一混气支路131及多个第二混气支路132的进气口密封连接。例如本申请实施例包括三个连接组件2，三个连接组件2的连接件21分别与一个第一混气支路131及两个第二混气支路132的进气口密封连接，但是本申请实施例并不以此为限，只要连接组件2的具体数量与混气通道13的进气口数量对应设置即可。阀门22具体可以采用哈氏合金材质制成的气动隔膜阀，但是本申请实施例并不限定阀门22的具体类型。阀门22设置于连接件21与工艺气体供给源连接，用于选择性连通或断开混气通道13和工艺气体供给源，以选择性向混气通道13供给工艺气体。采用上述设计，由于连接件21及阀门22均由哈氏合金材质制成，不仅能实现抗氟化氢腐蚀，从而避免对工艺腔室100内造成污染，而且由于两者均采用哈氏合金材质，因此能大幅提高连接组件2的强度，从而大幅降低本申请实施例的故障率及延长使用寿命。
于本申请的一实施例中，如图2、图6A至图6C所示，连接组件2还包括有压紧件23及密封接头24，压紧件23包括两个半环形的子压紧件231，两个子压紧件231相对的设置于连接件21的外周，并且与进气块组件1连接，用于将连接件21压紧于进气块组件1上；连接件21通过密封接头24与阀门22密封连接。具体来说，压紧件23可以是由两个半环形的子压紧件231构成环形结构，并且两个子压紧件231共同配合以形成压紧槽232。两个子压紧件231分别位于连接件21两侧，以使得连接件21底端的凸台位于压紧槽232内。两个子压紧件231上均设置有多个通孔233，以用于分别安装多个螺栓，多个螺栓穿入多个通孔233后与进气块组件1连接，以将连接件21压紧于进气块组件1上，从而实现连接件21与混气通道13的进气口密封连接。密封接头24具体可以采用真空径向密封(Vacuum Coupl ing Radius Seal，VCR)接头，并且具体设置于连接件21与阀门22之间，用于实现连接件21与阀门22之间的密封连接。采用上述设计，由于工艺气体无需与密封接头24接触，从而在实现连接件21与阀门22密封连接的同时实现抗氟化氢腐蚀，从而避免对工艺腔室100内造成污染，而且还能大幅提高连接组件2的密封效果。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室及如上述各实施例提供的进气装置。
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
本申请实施例通过采用抗腐蚀的材质制成的进气块组件及连接组件，工艺气体的反应气体及稀释气体分别由多个连接组件进入混气通道内，然后在混气腔内进行混合后再经由输气通道进入工艺腔室内执行工艺，由于工艺气体始终在抗腐蚀材质形成的通道内流动，使得进气装置与反应气体接触的位置均能够防止腐蚀，从而使得本申请实施不仅能够实现执行氨气-氟化氢干法刻蚀工艺，而且还能适用于其它工艺，从而大幅提高本申请实施例的适用性及适用范围。进一步的，由于进气装置能够防止反应气体内的氟化氢对进气装置内造成腐蚀形成污染物，从而避免现有技术中采用不锈钢材质对工艺腔室内造成污染，进而大幅提高晶圆的良率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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多个该特征。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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一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，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于，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。
3.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于，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。
4.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述输气通道包括第一输气支路及第二输气支路；
所述第一输气支路包括形成于所述第一进气块内的相互连通的第一竖通道及第一横通道，所述第一竖通道沿所述第一进气块的长度方向延伸设置，所述第一横通道沿所述第一进气块的径向延伸设置；所述第一竖通道与所述工艺腔室连通，所述第一横通道所述第二输气支路连通；
所述第二输气支路包括形成于所述第二进气块内的两个相互连通的第二横通道，两个所述第二横通道均沿所述第二进气块的径向延伸设置，其中一个所述第二横通道与所述第一横通道连通，另一个第二横通道与所述混气腔连通。
5.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述第三进气块的一侧面上开设有混气槽，所述混气槽的开口与所述第二进气块的侧面密封连接以形成所述混气腔。
6.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述混气通道包括第一混气支路、连接支路及多个第二混气支路；所述第一混气支路包括形成于第三进气块内的相互连通的第三横通道及第四横通道，所述第三横通道及所述第四横通道均沿所述第三进气块的径向延伸设置，所述第三横通道与所述混气腔连通，所述第四横通道延伸至所述第三进气块的侧面；所述连接支路包括形成于所述第三进气块内的第六横通道及形成于所述第二进气块内的第七横通道，所述第六横通道与所述第七横通道连通设置，所述第六横通道与所述第四横通道相互连通；多个所述第二混气支路包括分别为形成于所述第二进气块及第三进气块内的多个第五横通道，形成于所述第三进气块中的所述第五横通道均与所述第六横通道连通，形成于所述第二进气块中的所述第五横通道均与所述第七横通道连通。
7.如权利要求3所述的进气装置，其特征在于，所述控温组件包括加热部件及第一测温部件，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加热部件及所述第一测温部件，并且所述第一测温部件与所述加热部件电连接；所述第一测温部件用于检测所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块的温度，并且根据所述温度控制所述加热部件的加热功率。
8.如权利要求7所述的进气装置，其特征在于，所述控温组件还包括第二测温部件，所述第二测温部件均设置于所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块内，用于检测所述第一进气块、所述第二进气块及所述第三进气块的温度并示出。
9.如权利要求1至8的任一所述的进气装置，其特征在于，所述连接组件包括哈氏合金材质制成的连接件及阀门，所述连接件的一端与所述混气通道的进气口密封连接，另一端与阀门密封连接，所述阀门用于与所述工艺气体供给源连接，并选择性连通或断开所述混气通道和所述工艺气体供给源。
10.如权利要求9所述的进气装置，其特征在于，所述连接组件还包括有压紧件及密封接头，所述压紧件包括两个半环形的子压紧件，两个子压紧件相对的设置于所述连接件的外周，并且与所述进气块组件连接，用于将所述连接件压紧于所述进气块组件上；所述连接件通过所述密封接头与所述阀门密封连接。
11.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室及如权利要求1至10的任一所述的进气装置。
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