CN117438277A - 匀流组件、进气装置及半导体设备 - Google Patents

匀流组件、进气装置及半导体设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种匀流组件、进气装置及半导体设备，匀流组件内部具有匀流腔，匀流腔的顶壁上设有沿自身厚度方向贯穿顶壁的多个进气口，匀流腔的底壁上设有沿自身厚度方向贯穿底壁的多个出气口；匀流腔内部设有与多个进气口一一对应设置的多个进气管，以及与多个出气口一一对应设置的多个出气管；进气管的一端与对应的进气口连接，进气管的另一端与匀流腔连通；出气管的一端与对应的出气口连接，出气管的另一端与匀流腔连通；进气管的另一端位于出气管的另一端的下方。采用本发明，工艺气体通过匀流组件的过程中会改变流动方向，以利于使各个出气口的气体喷出量相同，提升了工艺气体的分布均匀性，工艺均匀性和产品良率随之提高。

Description

匀流组件、进气装置及半导体设备
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种匀流组件、进气装置及半导体设备。
背景技术
进气装置是半导体设备中非常重要的一个组成部分，主要用于将反应的工艺气体通入至工艺腔室中，实现薄膜的生长及刻蚀等相关工艺。进气装置喷射出的气体的均匀性，直接影响工艺结果均匀性。
一些相关技术中，利用匀流板来改善气体均匀性。具体的，如图1所示，半导体设备100’的工艺腔室10’内设有基座11’，基座11’用于承载晶圆（Wafer）200，半导体设备100’的进气装置具有进气流道21’和设置在工艺腔室10’内的匀流板31’，工艺气体经由进气流道21’输送至工艺腔室10’内，匀流板31’上设有多个通孔311’，各个通孔311’的孔径一致，使得工艺气体通过匀流板31’匀气后导引至晶圆200表面。
但是，采用该方式并不能保证晶圆200上方的工艺气体均匀分布，造成工艺结果均匀性差，产品良率低的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种匀流组件、进气装置及半导体设备。
第一方面，本发明提供一种匀流组件，所述匀流组件内部具有匀流腔，所述匀流腔的顶壁上设有沿自身厚度方向贯穿所述顶壁的多个进气口，所述匀流腔的底壁上设有沿自身厚度方向贯穿所述底壁的多个出气口；所述匀流腔内部设有与所述多个进气口一一对应设置的多个进气管，以及与所述多个出气口一一对应设置的多个出气管；所述进气管的一端与对应的进气口连接，所述进气管的另一端与所述匀流腔连通；所述出气管的一端与对应的出气口连接，所述出气管的另一端与所述匀流腔连通；所述进气管的另一端位于所述出气管的另一端的下方。
在一些可能的实施方式中，所述进气管的另一端封闭，且所述进气管的另一端的管壁上沿周向间隔设置有多个第一匀流通孔；和/或，所述出气管的另一端封闭，且所述出气管的另一端的管壁上沿周向间隔设置有多个第二匀流通孔。
在一些可能的实施方式中，所述进气管内部的通道贯穿对应的所述进气管的另一端，且所述进气管的另一端靠近所述底壁并与所述底壁之间形成第一间隙；和/或，所述出气管内部的通道贯穿对应的所述出气管的另一端，且所述出气管的另一端靠近所述顶壁并与所述顶壁之间形成第二间隙。
在一些可能的实施方式中，在所述进气管的另一端与所述底壁之间形成第一间隙且所述出气管的另一端与所述顶壁之间形成第二间隙时，所述第一间隙和所述第二间隙在所述匀流腔的轴向上的尺寸均大于等于0.1mm且小于等于所述匀流腔的高度的二分之一。
在一些可能的实施方式中，所有所述进气管和所有所述出气管均沿所述匀流腔的轴向延伸；
所述顶壁上分布有沿所述匀流腔的第一径向依次间隔设置的多排所述进气口，每排所述进气口包括沿所述匀流腔的第二径向依次间隔设置的多个所述进气口；或者，所述顶壁上沿所述匀流腔的径向间隔设置有多圈所述进气口，由所述顶壁的中心至边缘，各圈进气口的孔径逐渐增大，且各圈中进气口的数量逐渐增多；
所述底壁上分布有沿第一径向依次间隔设置的多排所述出气口，每排所述出气口包括沿第二径向依次间隔设置的多个所述出气口；
所述进气口和所述出气口在所述第一径向和所述第二径向上均相互错开；其中，所述第一径向、所述第二径向和所述匀流腔的轴向两两垂直。
在一些可能的实施方式中，所述匀流腔上所有所述出气口在半导体设备的基座的承载面的正投影超出所述承载面承载的晶圆的边缘。
第二方面，本发明提供一种进气装置，包括：一个或层叠且间隔设置的多个匀流组件以及至少一个第一总进气管；匀流组件为本发明第一方面提供的任一种匀流组件，当所述进气装置包括一个所述匀流组件时，所述第一总进气管的出口位于所述匀流组件的进气口侧；当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，所述第一总进气管的出口位于沿匀流腔的轴向由上至下层叠设置的首个所述匀流组件的进气口侧。
在一些可能的实施方式中，当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，所述进气装置还包括：设于任意相邻两个所述匀流组件之间且与该相邻两个所述匀流组件均连接的连接环，所述连接环与该相邻两个所述匀流组件共同围成进气空间。
在一些可能的实施方式中，以沿所述匀流腔的轴向由上至下层叠设置的多个所述匀流组件中的最后一个所述匀流组件为第二匀流组件，其余所述匀流组件均为第一匀流组件；所述进气装置还包括：至少一个第二总进气管以及针对每一所述第一匀流组件设置的多个连通管；且所述连通管的进气端与对应的所述第一匀流组件的出气口连接，所述连通管的出气端穿过位于对应的所述第一匀流组件下方的所有匀流组件而暴露于所述第二匀流组件的出气口侧；
每一所述进气空间对应连通至少一个所述第二总进气管；与所述进气空间对应的所述第二总进气管贯穿位于所述进气空间上方的其他匀流组件进入对应的所述进气空间。
在一些可能的实施方式中，每一所述进气空间对应一个所述第二总进气管。
在一些可能的实施方式中，当所述进气装置包括两个所述匀流组件时，所述进气空间为一个，所述连通管的数量与所述第一匀流组件的出气口的数量相同；
所述连通管贯穿所述进气空间和所述第二匀流组件，且所述连通管的进气端与所述第一匀流组件的出气口连接，所述连通管的出气端暴露于所述第二匀流组件的出气口侧。
在一些可能的实施方式中，所述第一总进气管的出气端连接有第一盖板，所述第一盖板覆盖住所述第一总进气管的出气端的端口，所述第一盖板上分布有多个出口，所述第一总进气管的出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个出口。
在一些可能的实施方式中，所述第二总进气管的出气端连接有第二盖板，所述第二盖板覆盖住所述第二总进气管的出气端的端口，所述第二盖板上分布有多个开孔，所述第二总进气管的出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个开孔。
第三方面，本发明提供一种半导体设备，包括：工艺腔室以及本发明第二方面提供的任一种进气装置，工艺腔室内部设有基座，所述基座具有用于承载晶圆的承载面；所述匀流组件位于所述工艺腔室内，所述匀流组件与所述基座相对；所述第一总进气管的进气端位于所述工艺腔室外，所述第一总进气管的出气端位于所述工艺腔室内。
在一些可能的实施方式中，半导体设备还包括设置在所述工艺腔室内部的支撑环，所述支撑环与所述工艺腔室的内壁固定连接；当所述进气装置包括一个所述匀流组件时，所述匀流组件的底部固定设置在所述支撑环上；当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，沿所述匀流腔的轴向由上至下层叠设置的多个所述匀流组件中最后一个所述匀流组件为第二匀流组件，所述第二匀流组件的底部固定设置在所述支撑环上。
在一些可能的实施方式中，所述进气装置上存在至少一个所述匀流组件接地设置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的匀流组件，通过设计内部具有匀流腔，匀流腔内部设有进气管和出气管，进气管的一端与匀流腔顶壁的进气口连接、另一端与匀流腔连通，出气管的一端与匀流腔底壁的出气口连接、另一端与匀流腔连通，且进气管的另一端位于出气管的另一端的下方。
这样，工艺气体通过匀流组件时，由进气管的另一端流出至匀流腔内，再流至出气管内。此过程中，工艺气体需要改变流动方向，这样使得工艺气体在匀流腔的各处的压强一致，即匀流腔内可实现气压均衡。基于此，在各个出气口的孔径相等的情况下，各个出气口喷出的工艺气体的流动速度也一致，因此，各个出气口的气体喷出量相同。如此，增强了匀流效果，提升了工艺气体的分布均匀性，进而有利于提高产品良率。
附图说明
图1为一些相关技术提供的半导体设备的截面示意图；
图2和图3为另一些相关技术提供的半导体设备中匀流板的示意图；
图4为再一些相关技术提供的半导体设备的截面示意图；
图5为本申请实施例一提供的一种半导体设备的结构示意图；
图6为图5所示的半导体设备沿A-A方向的截面示意图；
图7为图5所示的半导体设备中匀流组件的立体结构示意图；
图8为图7所示的匀流组件的侧视图；
图9为图7所示的匀流组件的仰视图；
图10为图9所示的匀流组件沿B-B方向的截面示意图；
图11为图5所示的半导体设备中第一总进气管的结构示意图；
图12为本申请实施例三提供的一种半导体设备的结构示意图；
图13为本申请实施例四提供的另一种半导体设备的结构；
图14为图13所示的半导体设备的俯视图；
图15为图14所示的半导体设备沿C-C方向的截面示意图；
图16为图13所示的半导体设备中进气装置的主视图；
图17为图16所示的进气装置沿D-D方向的截面示意图；
图18为图16所示的进气装置沿E-E方向的截面示意图；
图19为图16所示的进气装置沿F-F方向的截面示意图；
图20为图16所示的进气装置沿G-G方向的截面示意图；
图21为图16所示的进气装置沿H-H方向的截面示意图；
图22为图16所示的进气装置沿I-I方向的截面示意图；
图23为图16所示的进气装置沿J-J方向的截面示意图；
图24为图22所示的进气装置沿K-K方向的截面示意图；
图25为图22所示的进气装置沿L-L方向的截面示意图。
附图标记说明：
100-半导体设备；
10-工艺腔室；11-基座；12-支撑环；
20-第一总进气管；21-第一盖板；211-出口；
30-进气装置；31-匀流组件；31a-第一匀流组件；31b-第二匀流组件；311-匀流腔；312-上基板；3121-进气口；313-下基板；3131-出气口；314-第一结构环；315-第二结构环；316-进气管；3161-第一匀流通孔；317-出气管；3171-第二匀流通孔；318-避让环形槽；32-连接环；33-进气空间；34-连通管；35-第二总进气管；351-第二盖板；352-开孔；
200-晶圆。
具体实施方式
可理解，虽然图1所示的相关技术中匀流板31’能够对工艺气体进行匀气，但是，由于进气流道21’的出气端与匀流板31’的中心相对应，这使得工艺气体朝向位于匀流板31’中部的通孔311’的扩散速度大于朝向位于匀流板31’周边的通孔311’的扩散速度，造成经过各个通孔311’的工艺气体的流动速度存在差异，形成了射流效应，进而导致工艺腔室10’内的气流分布不均匀，从而造成工艺结果均匀性差，产品良率低等问题。
为此，相关技术中，如图2和图3所示，匀流板31’上分布有沿其径向间隔设置的多圈通孔311’，每圈通孔311’由沿匀流板31’的周向间隔设置的多个通孔311’组成。并且，由匀流板31’的中心至边缘，各圈通孔311’的孔径逐渐变大，且各圈通孔311’所包含的通孔311’数量逐渐增多。
根据气体流动速度与流量的关系表达式:Q=V×S可以理解，单个通孔311’的气体喷出量Q与工艺气体流经该通孔311’的流动速度V及该通孔311’的流通截面积S有关。基于此，图2和图3所示的相关技术中，通过设计越靠近匀流板31’边缘的通孔311’孔径越大、数量越多，以促使经各个通孔311’的气体喷出量Q分布密度几近相当来提高工艺均匀性，但各个通孔311’流经的工艺气体的流动速度V差异会造成工艺结果一致性变差。
然而，针对不同的工艺条件（即气压、工艺气体的流动速度及流量），为实现工艺气体在工艺腔室10’内分布的均匀性，通孔311’的排布方式也应不同。因此，单个匀流板31’难以适用于不同的工艺条件，并不具备良好的工艺兼容性及拓展性。
其他相关技术中，如图4所示，半导体设备100’的进气装置还设有扩散通道41’，从进气流道21’的流出端喷射出的工艺气体经由扩散通道41’扩散后，接着通过匀流板31’的通孔311’流入工艺腔室10’内。
当图4所示的半导体设备100’为原子层沉积(Atomic Layer Deposition，简称ALD)设备时，一种示例性地工艺过程具体为：i）向进气流道21’内通入两种稀释气体；ii）向进气流道21’内通入第一前驱体和稀释气体；iii）停止向进气流道21’通入第一前驱体，并继续向进气流道21’通入稀释气体；iv）向进气流道21’内通入第二前驱体和稀释气体；v）停止向进气流道21’通入第二前驱体，并继续向进气流道21’通入稀释气体；vi）循环执行步骤ii）至步骤v）。这样，第一前驱体和第二前驱体交替地通入工艺腔室10’内。相关技术中虽然增加了扩散通道41’，但并不能保证工艺气体分布的均匀性，且对于不同的工艺条件并不具备兼容性及拓展性，由此采用该半导体设备100’制备的薄膜均匀性及一致性差，产品良率低。
发明人经过仔细研究发现，造成该技术问题的原因在于：
一是通入进气流道21’的工艺气体通常包含多种气体成分，例如，上述步骤ii）和步骤iv）中同时通入多种气体，由于不同气体的密度及流量设定存在差异，因此，各种气体的扩散效率及气体分布不同，密度大的气体容易集中在扩散通道41’的中心区域而难以扩散到扩散通道41’的周边区域，造成到达晶圆中心位置的工艺气体的浓度偏高、到达晶圆边缘的工艺气体的浓度偏低，从而导致工艺气体分布的不均匀，而工艺结果均匀性与工艺气体分布均匀性具有强相关性，因此，这样会造成薄膜制备效果的均匀性差，影响产品良率。
同理，当应用图4所示的半导体设备100’来实施等离子刻蚀工艺时，向进气流道21’通入等离子体，扩散通道41’对等离子体向匀流板31’的边缘扩散效果差，导致到达晶圆中心的等离子体多、到达晶圆边缘的等离子体少，从而影响刻蚀效果的均匀性及一致性。同样对于自由基各向同性刻蚀工艺，扩散通道41’及匀流板31’的组合并不能完全过滤掉等离子体中的带电粒子，从而导致自由基各向同性刻蚀效果一致性差而影响产品良率。
二是由于两种前驱体共用一个进气流道21’，两种前驱体残气容易在进气流道21’内发生化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD)反应，导致进气流道21’的流道壁上容易生成反应副产物。随着工艺时间变长，反应副产物堆积到一定厚度时，反应副产物容易被工艺气体吹落或者自然掉落至晶圆表面上，导致薄膜表面的颗粒度增加，影响薄膜的成膜质量及产品良率。
并且，由于进气流道21’的流道壁上容易生成反应副产物，所以该方式还存在许多缺陷。
首先，当反应副产物堆积到一定厚度时，反应副产物会影响进气流道21’的流通截面积，在流动速度一定的前提下，通入工艺腔室10’的气量会减小，工艺效率降低，影响产品工艺一致性及设备产能。
其次，进气装置的清洗周期缩短，影响进气装置的寿命及设备稼动率。
有鉴于此，本申请实施例提供一种匀流组件、进气装置及半导体设备。为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的匀流组件、进气装置及半导体设备进行详细描述。
实施例一
请参阅图5、图6和图7，本申请实施例提供的半导体设备100，其包括工艺腔室10和进气装置30，工艺腔室10内部设有基座11，基座11具有承载面，承载面用于承载晶圆200，使得晶圆200在工艺腔室10内进行工艺处理。
进气装置30用于向工艺腔室10内部通入工艺气体。本实施例提供的一种进气装置30包括第一总进气管20和一个匀流组件31，第一总进气管20的进气端位于工艺腔室10外，第一总进气管20的出气端自工艺腔室10的顶部伸入至工艺腔室10内，且第一总进气管20的出气端位于匀流组件31的进气口侧。
匀流组件31与基座11相对，匀流组件31能够对由第一总进气管20的出气端流出的工艺气体进行匀气，以使工艺气体均匀地喷射至晶圆200的表面。下文中先对匀流组件31的结构进行详细介绍。
请参阅图7至图10，本实施例提供的一种匀流组件31，其内部具有匀流腔311，匀流腔311的顶壁上设有沿自身厚度方向贯穿顶壁的多个进气口3121，匀流腔311的底壁上设有沿自身厚度方向贯穿底壁的多个出气口3131。可选的，各个出气口3131的孔径相等。
匀流腔311内部还设有多个进气管316和多个出气管317。进气管316和出气管317均具有两端，如本文所用，进气管316的“一端”与进气管316的“气体流入端”可以互换使用，进气管316的“另一端”与进气管316的“气体流出端”可以互换使用，出气管317的“一端”与出气管317的“气体流出端”可以互换使用，出气管317的“另一端”与出气管317的“气体流入端”可以互换使用。可选的，进气管316的数量与进气口3121的数量相等，多个进气管316与多个进气口3121一一对应，每个进气管316的气体流入端与对应的进气口3121连通、气体流出端被其内部的通道贯穿，使得每个进气管316的气体流出端与匀流腔311连通，且进气管316的气体流出端靠近匀流腔311底壁并与底壁之间形成第一间隙。可选的，出气管317的数量与出气口3131的数量相等，多个出气管317与多个出气口3131一一对应，每个出气管317的气体流出端与对应的出气口3131连接、气体流入端被其内部的通道贯穿，使得每个出气管317的气体流入端与匀流腔311连通，且出气管317的气体流入端靠近匀流腔311顶壁并与顶壁之间形成第二间隙。
还需指出，沿工艺腔室10的轴向，进气管316的气体流出端位于出气管317的气体流入端的下方。也即，第一间隙位于第二间隙下方。需说明的是，在本申请各个实施例的附图中，Z轴方向代表着工艺腔室10的轴向，且匀流腔311的轴向也沿Z轴延伸。
本实施例的半导体设备100在工作过程中工艺气体的流动路径为：工艺气体从第一总进气管20的出气端流出至工艺腔室10的上顶盖与匀流组件31的顶壁共同围成的导气空间S1内并进行初始匀气，之后工艺气体分成多股工艺气体，每股工艺气体由一个进气口3121流入至对应的进气管316内，经进气管316的气体流出端流动至第一间隙内并向下喷射至匀流腔311的底壁，经由匀流腔311底壁的反射，工艺气体在匀流腔311内沿工艺腔室10的径向流动并匀气，同时工艺气体还向上流动至匀流腔311的顶壁，经由匀流腔311顶壁的反射，工艺气体由第二间隙流入邻近的出气管317内，经由对应出气管317连接的出气口3131喷射进入匀流组件31的底壁与基座11之间的工艺空间S2内，继而喷射至晶圆200表面，进行相应的薄膜沉积工艺或刻蚀工艺。
由此可见，本实施例的匀流组件31通过设计进气管316和出气管317，且进气管316的气体流出端位于出气管317的气体流入端的下方，这样，工艺气体通过匀流组件31时会受到两次反射并在反射作用下改变流动方向，这样使得工艺气体在匀流腔311的各处的压强缓冲一致，即在匀流腔311内可实现气压缓冲均衡。基于此，在各个出气口3131的孔径相等（即各个出气口3131的流通截面积S相等）的情况下，各个出气口3131喷出的工艺气体的流动速度V也一致，因此，各个出气口3131的气体喷出量Q也相同。如此，通过工艺气体在匀流腔311内缓冲匀气从而增强了匀流效果，提升了工艺气体的分布均匀性，进而有利于提高产品良率及晶圆表面各处的工艺结果一致性。
而且，由于本实施例的匀流组件31通过使工艺气体在匀流腔311内流动换向来实现气体的气压缓冲及匀气，其匀气性能受加工制造误差的影响小。同时，与图2及图3所示的相关技术相比，本实施例的匀流组件31及具备该匀流组件31的进气装置30，具有优秀的工艺条件兼容性，结构简单且对缩小应用该匀流组件31的工艺腔室10的容积带来有利影响。
如图8所示，本文所公开的匀流组件31中，上述第一间隙在匀流腔311的轴向Z上的尺寸为h1，上述第二间隙在匀流腔311的轴向Z上的尺寸为h2，0.1mm≤h1≤H×1/2，0.1mm≤h2≤H×1/2。其中，H为匀流腔311的高度。其中，h1和h2优选为0.1mm，此时的h1和h2均较小。这样，一方面，能够有效延长工艺气体从进气管316的气体流出端流至出气管317的气体流入端的输运路径，以利于改善匀气效果，另一方面，第一间隙和第二间隙相当于狭缝，这样还可促使工艺气体进出狭缝时沿匀流腔311的径向流动，以使工艺气体在工艺腔室10径向上的扩散效果得以有效改善，提高了工艺气体向工艺腔室10边缘扩散的均匀性。
进气管316和出气管317不限于为直管，也可以具有弯折。在进气管316和出气管317为直管时，各个进气管316和各个出气管317的延伸方向是不限的。例如，请继续参阅图6和图8，进气管316和出气管317沿匀流腔311的轴向Z延伸。再例如，进气管316和出气管317的延伸方向也可以倾斜于匀流腔311的顶壁。在进气管316和出气管317具有弯折时，例如进气管316可呈“N”字形，工艺气体在进气管316内输运过程中完成了两次流动方向的改变。
请继续参阅图7和图9，顶壁上分布有沿匀流腔311的第一径向依次间隔设置的多排进气口3121，每排进气口3121包括沿匀流腔311的第二径向依次间隔设置的多个进气口3121。其中，第一径向和第二径向相互垂直。需说明的是，在本申请各个实施例的附图中，X轴方向和Y轴方向分别代表着匀流腔311的第一径向、第二径向。也就是说，进气口3121在匀流腔311的顶壁上呈网格型排布，即排布成多排多列。
其中，多排进气口3121具体可沿第一径向均匀分布，多列进气口3121具体可沿第二径向均匀分布。这样，进气口3121在顶壁上均匀分布，以便于使通入至导气空间S1的工艺气体能够沿匀流腔311的径向均匀的扩散至各个进气口3121内，以确保气流分布的均匀性。
出气口3131的排布方式具体可参考进气口3121的排布方式。具体来说，底壁上分布有沿第一径向X依次间隔设置的多排出气口3131，每排出气口3131包括沿第二径向Y依次间隔设置的多个出气口3131。换言之，出气口3131在匀流腔311的底壁上也呈网格型排布。其中，多排出气口3131具体可沿第一径向X均匀分布，多列出气口3131具体可沿第二径向Y均匀分布。这样，出气口3131在底壁上均匀分布且孔径相同，以便于使工艺气体能够沿匀流腔311的底壁均匀的喷射至晶圆200表面，确保工艺气流的分布均匀性。
可理解，进气管316和出气管317沿匀流腔311的轴向Z延伸时，进气管316的排布方式与进气口3121的排布方式相同，出气管317的排布方式与出气口3131的排布方式相同。具体的，在图9所示的示例中，进气管316沿第一径向X排列成十排、同时沿第二径向Y排列成十列，出气管317沿第一径向X排列成九排、同时沿第二径向Y排列成九列。
在该实施方案的基础上，作为进一步可选的方式，进气口3121和出气口3131在第一径向X和第二径向Y上均相互错开。这样，如图9所示，进气管316和出气管317也在第一径向X和第二径向Y上相互错开。
这样，进气管316气体流出端喷射出的工艺气体的流动路径，在匀流腔311的径向以及匀流腔311的轴向上均需发生改变，才能流向出气管317的气体流入端。如此，工艺气体通过匀流组件31的过程中的流动方向的改变次数增加，进一步增强了该匀流组件31的匀气效果，从而显著提高了气体分布均匀性及相应工艺效果的均匀性。
当然，上述进气管316和出气管317的排数和列数不限于上述数量，具体可根据需求和工况进行设计。
在一些实施例中，进气口3121的排布方式也可以为圆形阵列，即匀流腔311的顶壁上设有沿工艺腔室10的径向间隔设置的多圈进气口3121，且由匀流腔311的顶壁中心至顶壁边缘，各圈进气口3121逐渐增大，各圈的进气口3121的数量也逐渐增多，即匀流腔311顶壁的边缘区域的进气口3121更密集，这样有利于促使靠近工艺腔室10的边缘的进气管316的进气量与靠近工艺腔室10的中心的进气管316的进气量相当，进一步有效提升气流分布的均匀性。
在一些实施例中，匀流腔311上所有出气口3131在承载面上的正投影超出基座11的承载面承载的晶圆200的边缘。采用此方式，经过匀流腔311匀流后的工艺气体的喷射区域能够覆盖整个晶圆200，以确保喷射向晶圆200表面各区域的工艺气体的分布均匀性，从而可以提高晶圆各处工艺效果的一致性。
请继续参考图6和图8，上述匀流组件31具体可包括上基板312、下基板313、以及设置在上基板312与下基板313之间的第一结构环314、第二结构环315，上基板312、第一结构环314、第二结构环315和下基板313共同围成匀流腔311。
示例性地，第一总进气管20可以设有一个。
在第一总进气管20为一个时，半导体设备100可以为等离子体刻蚀设备，用于实现半导体等离子体刻蚀工艺，第一总进气管20用于向工艺腔室10内输送的工艺气体为等离子体。值得指出的是，等离子体不限于由远程等离子体源（Remote Plasma Source，简称RPS）提供，也可以为等离子刻蚀设备采用的感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，简称ICP)技术或者电容性耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma，简称CCP)技术产生。这样，等离子体刻蚀设备在刻蚀工艺中，匀流组件31能够使等离子体在工艺腔室10均匀扩散，以避免到达晶圆200中心的等离子体多、到达晶圆200边缘的等离子体少的问题，从而提高了刻蚀效果的均匀性及晶圆各处工艺结果的一致性。
在第一总进气管20为一个时，半导体设备100也可以为原子层沉积设备，用于实现原子层沉积工艺，第一总进气管20用于向工艺腔室10内输入的工艺气体为前驱体。具体的，在沉积工艺中，交替向第一总进气管20输送不同的前驱体。这样，原子层沉积设备在沉积工艺中，匀流组件31能够使前驱体在工艺腔室10均匀扩散，以避免到达晶圆200中心的前驱体浓度高、到达晶圆200边缘的前驱体浓度低的问题，从而提高晶圆各处沉积工艺结果的均匀性及一致性。
示例性地，第一总进气管20也可以设有多个，各个第一总进气管20所输送的前驱体可以不同。本实施例的半导体设备100具体可为原子层沉积设备，沉积工艺中可交替向各个第一总进气管20输送前驱体。
这样，一方面，各个第一总进气管20交替向工艺腔室10内通入前驱体时，每种前驱体均能得到匀流组件31的均匀分配后导向至晶圆200，使得前驱体分布均匀，另一方面，由于每个第一总进气管20用于单独输送一种前驱体，有利于避免不同前驱体共用第一总进气管20而导致第一总进气管20内发生化学气相淀积反应，进而有利于避免第一总进气管20内因产生反应副产物而产生颗粒并影响薄膜均匀性，以能够大幅提升沉积均匀性和工艺良率。
而且，这样设置还能有效避免第一总进气管20内产生反应副产物而影响第一总进气管20的流通截面积，确保不会降低该原子层沉积设备的工艺效率和产能。除此之外，还能有效避免缩短第一总进气管20的清洗周期，确保第一总进气管20的使用寿命及设备稼动率。
综合来看，本实施例提供的半导体设备100能够兼容多种半导体工艺类型，具有良好的工艺兼容性及拓展性，且工艺效果的均匀性及产品良率高。当然，该半导体设备100不限于为等离子体刻蚀设备或原子层沉积设备，也可以为其他CVD、PECVD等半导体设备。
为了进一步提高工艺均匀性，请参考图11，上述第一总进气管20的出气端连接有第一盖板21，第一盖板21覆盖住第一总进气管20出气端的端口，第一盖板21上设置有多个出口211，且第一总进气管20出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个出口211，且管壁上的出口211的轴向与工艺腔室10的轴向Z垂直设置。可选的，第一总进气管20的管壁上的多个出口211具体可沿第一总进气管20的周向均匀分布。
这样，工艺气体从第一总进气管20的出口211流至导气空间S1时，工艺气体可分成多股小气流，多股小气流中的部分沿工艺腔室10的轴向Z从第一盖板21上的出口211输运至导气空间S1内，其余部分沿工艺腔室10的径向从第一总进气管20的管壁上的出口211输运至导气空间S1内。
本实施例中，工艺气流从第一总进气管20的出口211流至导气空间S1的过程中，能够实现工艺气体在工艺腔室10的轴向Z和工艺腔室10的径向上扩散匀气，提高了工艺气体向工艺腔室10的边缘扩散的效果，从而提高工艺腔室10内的各处气体分布的均匀性。
如本实施例所公开的半导体设备100，请参阅图6，工艺腔室10内部还可以设有支撑环12，支撑环12与工艺腔室10的内壁固定连接，匀流组件31的底部固定设置在支撑环12上。这样，支撑环12能够起到支撑匀流组件31的作用，使得匀流组件31能够稳定的安装在工艺腔室10内。
其中，匀流腔311的下基板313可以固定搭接于支撑环12上。请结合图8和图10，匀流组件31的底部还可以设有避让环形槽318，支撑环12嵌装在避让环形槽318内，使得支撑环12不凸出于匀流组件31的底面。这样，支撑环12无需额外占用工艺腔室10沿轴向的空间。
在一些实施例中，匀流组件31还可以接地设置。具体的，可以将上基板312、下基板313、第一结构环314和第二结构环315中的任一者或多者接地设置。
通过将匀流组件31接地，本实施例的半导体设备100为自由基刻蚀设备时，工艺气体（例如CF4，NF3等氟基气体）经RPS、CCP或ICP等能量源的解离后形成电浆，电浆由进气口3121通入匀流组件31，电浆中的带电粒子（电子、带电等离子体、基团及其他类型带电粒子）会在输运过程中进行复合并与进气管316管壁、出气管317管壁以及匀流腔311的顶壁、侧壁、底壁进行碰撞、吸附及中和从而被过滤掉，而电浆中不带电的自由基在匀流腔311内充分均匀扩散并可顺利通过匀流组件31，然后经出气口3131喷射至工艺空间S2内，并均匀喷射至晶圆200表面并进行各向同性刻蚀的工艺。这样，可有效避免电浆中的带电粒子对晶圆200表面轰击而造成的垂直方向上刻蚀及晶圆200表面材料损伤等问题，因此，该自由基刻蚀设备能够实现各向同性的自由基刻蚀，可用于自由基横向刻蚀工艺并保证工艺效果的一致性及均匀性。
值得注意的是，进气管316喷射出的工艺气体需改变流向才能输运至出气管317，此过程增加了带电粒子在输运过程中进行复合并与进气管316管壁、出气管317管壁以及匀流腔311的顶壁、侧壁、底壁进行碰撞、吸附及中和的几率，进而显著提高了匀流组件31对带电粒子的过滤效果，从而可进一步改善各向同性刻蚀工艺效果的均匀性及各处一致性。特别说明的是，对于解离后的电浆可与化学气体同时通入匀流组件31，进而实现对电浆中的带电粒子及基团的有效过滤及对自由基和化学气体的匀气效果，以满足特殊制程中同时进行自由基刻蚀及化学刻蚀工艺的要求。
结合上文描述的内容可知，在进气管316和出气管317具有弯折的实施例中，该半导体设备100在实现自由基刻蚀工艺时，电浆在进气管316内流动的过程中容易在进气管316的弯折处换向时与进气管316的管壁碰撞，这样有效增加了电浆中的带电粒子被中和实现过滤的可能性，提高了过滤效果。同理，电浆在出气管317内流动的过程中容易在出气管317的弯折处换向时与出气管317的管壁碰撞。
实施例二
本实施例与实施例一类似，主要区别在于进气管316以及出气管317与匀流腔311的连通方式不同。实施例一中匀流组件31中的进气管316的气体流出端和出气管317的气体流入端均被其内部通道贯穿，以实现与匀流腔311的连通，本实施例中，进气管316的气体流出端和出气管317的气体流入端均被封闭，进气管316的气体流出端的管壁上设有与匀流腔311连通的第一匀流通孔3161，出气管317的气体流入端的管壁上设有与匀流腔311连通的第二匀流通孔3171。
可理解，第一匀流通孔3161和第二匀流通孔3171的轴向均垂直于工艺腔室10的轴向Z。第一匀流通孔3161和第二匀流通孔3171均设有多个，多个第一匀流通孔3161具体可沿进气管316的周向均匀分布且间隔设置，多个第二匀流通孔3171具体可沿出气管317的周向均匀分布且间隔设置。
这样，半导体制备工艺中，进气管316喷射出的工艺气体沿工艺腔室10的径向通过第一匀流通孔3161进入匀流腔311内，工艺气体沿工艺腔室10的径向缓冲扩散同时沿工艺腔室10的轴向往上流动后，接着沿工艺腔室10的径向通过第二匀流通孔3171进入出气管317，之后从出气口3131喷射至工艺空间S2内。
本实施例的匀流组件31，通过在进气管316的管壁上设有第一匀流通孔3161以及出气管317的管壁上设有第二匀流通孔3171，不仅能使工艺气体改变流动方向，并在匀流腔311内实现缓冲扩散达到气压均衡，增强了匀流效果，还能在匀流腔311的径向上对工艺气体进行匀流，提高了工艺气体向工艺腔室10边缘扩散的均匀性。
这里，进气管316的气体流出端被封闭应当作广义理解。即可理解为进气管316的气体流出端与匀流腔311底壁固定连接而被封堵，或者，还可理解为进气管316内部的通道未贯穿进气管316的气体流出端。同理，出气管317的气体流入端与顶壁固定连接而被封堵，或者，出气管317内部的通道未贯穿出气管317的气体流入端。
本实施例中任一种半导体设备100可以为等离子体刻蚀设备，也可以为原子层沉积设备或PECVD设备、CVD设备、自由基刻蚀设备等。
需要说明的是，进气管316的气体流出端与匀流腔311的连通方式、出气管317的气体流入端与匀流腔311的连通方式可采用实施例一和实施例二中的任一种，只要进气管316的气体流出端位于出气管317的气体流入端的下方即可。
实施例三
本实施例与上述实施例一和实施例二类似，不同的是，实施例一和实施例二中进气装置30仅设有一个匀流组件31，本实施例中进气装置30设有多个匀流组件31且各个匀流组件31的匀流腔311互相连通。应理解，本实施例的各个附图中以匀流组件31设有两个，且匀流组件31的结构为实施例二中的结构为例进行示意，不应视为对本申请的限制。
请参阅图12，进气装置30包括层叠且间隔设置的多个匀流组件31。并且，进气装置30还包括设于任意两个相邻的匀流组件31之间且与两个该相邻的匀流组件31均连接的连接环32，连接环32与该两个相邻匀流组件31共同围成进气空间33。
进气装置30可设有N个匀流组件31，其中N≥2，且N为正整数，连接环32则设有N-1个，相应的，进气空间33的数量也为N-1。下文中为了方便清晰描述，将沿匀流腔311的轴向Z由上至下层叠设置的N个匀流组件31中的最贴近基座11的匀流组件31称为第二匀流组件31b，其余匀流组件31均称为第一匀流组件31a。其中，层叠设置的首个匀流组件31（也为第一匀流组件31a）最靠近工艺腔室10的上顶盖，层叠设置的首个匀流组件31（也为第一匀流组件31a）的顶壁与工艺腔室10上顶盖围成导气空间S1，任一第一总进气管20的出口211位于首个匀流组件31的进气口3121侧。第二匀流组件31b最靠近工艺腔室10的下底板，第二匀流组件31b的底壁与基座11之间形成有工艺空间S2。第二匀流组件31b固定搭接安装于支撑环12上，使得匀流组件31稳定安装于工艺腔室10内。为了避免支撑环12占用工艺腔室10沿其轴向Z的空间，N个匀流组件31中仅在第二匀流组件31b的底部设有避让环形槽318即可。
N=2时，如图12所示，第一匀流组件31a的数量为一个，进气装置30具有一个进气空间33，第一匀流组件31a的出气口3131通过该进气空间33与第二匀流组件31b的进气口3121连通。
N=3时，第一匀流组件31a设有两个，分别为首个第一匀流组件31a及次个第一匀流组件31a，且首个第一匀流组件31a设置在次个第一匀流组件31a的上方。首个第一匀流组件31a与次个第一匀流组件31a之间、次个第一匀流组件31a与第二匀流组件31b之间均形成进气空间33，首个第一匀流组件31a的出气口3131通过位于两个第一匀流组件31a之间的进气空间33与次个第一匀流组件31a的进气口3121连通，次个第一匀流组件31a的出气口3131通过次个第一匀流组件31a与第二匀流组件31b之间的进气空间33与第二匀流组件31b的进气口3121连通。
N＞3时，以此类推，本实施例在此不再一一列举。总的来说，各个匀流组件31的匀流腔311相互连通。
本实施例的进气装置30，通过配置多个匀流组件31，在工艺过程中，由第一总进气管20的出口211进入导气空间S1的工艺气体，从工艺腔室10的顶部至底部，依次经过层叠设置的各个匀流组件31的均匀分配后，从第二匀流组件31b的出气口3131喷射至工艺空间S2内，接着喷射至晶圆200表面进行膜层沉积或刻蚀工艺。这样，与实施例一以及实施例二相比，进气装置30设计多级匀流组件31来增加对工艺气体的匀流频次，从而能够显著提升工艺气流的匀气效果，提高工艺均匀性和工艺结果良品率。
还可理解，该进气装置30可应用于高集成度的半导体设备100。具体在于，高集成度的半导体设备100的工艺腔室10沿其径向上的尺寸通常较小，本实施例的进气装置30通过设计层叠且间隔分布的多个匀流组件31，使得进气装置30可实现大容积的设计，且每个匀流组件31均能有效对工艺气体进行匀流，因此，即便本实施例的进气装置30沿工艺腔室10的径向的尺寸较小，仍能确保对工艺气体进行有效的均匀分布。
在一些实施例中，对于任意相邻两个匀流组件31，其中一个匀流组件31的底壁上的出气口3131与相邻的另一个匀流组件31的顶壁上的进气口3121在第一径向X和第二径向Y上相互错开。
本实施例中，以匀流组件31设有两个为例，在实际应用时，从第一匀流组件31a的出气口3131流出的工艺气体喷射至进气空间33内，其流动方向需沿工艺腔室10的径向发生改变后才能流向第二匀流组件31b的进气口3121。这样，有助于提高工艺气体的扩散均匀性，显著提升匀流效果，从而可提高工艺结果的均匀性和工艺良品率。
当然，值得指出的是，本实施例提供的进气装置30中，多个匀流组件31中的任意一个也可以替换为采用实施例一中所介绍的匀流组件31。
需要说明的是，本实施例中第一总进气管20可以为一个或多个。在第一总进气管20为一个时，运用本实施例中任一种进气装置30的半导体设备100可以为等离子体刻蚀设备、也可以为原子层沉积设备或CVD设备、PECVD设备以及自由基刻蚀设备等。若半导体设备100为原子层沉积设备，在沉积工艺时，可交替的向第一总进气管20输送不同的前驱体。
第一总进气管20为多个时，各个第一总进气管20输送的工艺气体可以不同。运用本实施例中任一种进气装置30的半导体设备100可以为原子层沉积设备，在沉积工艺时，可交替的向各个第一总进气管20输送前驱体。
此外，多个匀流组件31中存在一个匀流组件31接地设置。本实施例的半导体设备100适用于自由基刻蚀设备，工艺气体通过接地设置的一个匀流组件31时，电浆中的带电粒子被过滤，不带电的自由基在匀流后喷射至晶圆200表面，以确保实现各向同性刻蚀。
或者，较佳的实施例中，接地设置的匀流组件31为多个，例如每个匀流组件31均接地设置。这样使得解离后的电浆依次经过层叠设置的各个匀流组件31后，不仅能够沿工艺腔室10的径向和轴向均匀扩散，还能进行多次过滤，提高了过滤效果。
实施例四
本实施例与实施例三类似，不同的是，实施例三中进气装置30上各个匀流组件31的匀流腔311互相连通，本实施例中进气装置30上各个匀流组件31的匀流腔311互不连通。应理解，本实施例的各个附图中匀流组件31设置有两个，且匀流组件31的结构为实施例二中的结构为例进行示意，不应视为对本申请的限制。
本实施例中，请参阅图13至图18，进气装置30还包括针对每一第一匀流组件31a设置的多个连通管34。连通管34的进气端与对应的第一匀流组件31a的出气口3131连接，连通管34的出气端穿过对应的第一匀流组件31a下方的所有匀流组件31，并暴露于第二匀流组件31b的出气口3131侧。
并且，进气装置30还包括至少一个第二总进气管35，第二总进气管35的进气端位于工艺腔室10外，第二总进气管35的出气端自工艺腔室10的顶部延伸至工艺腔室10内，且第二总进气管35的出气端与其中一个进气空间33连通。每一进气空间33对应连通至少一个第二总进气管35，与进气空间33对应的第二总进气管35贯穿位于进气空间33上方的其他匀流组件31并进入对应的进气空间33。
N=2时，如图13至图18所示，进气装置30包括与第一匀流组件31a的多个出气口3131一一对应连接的多个连通管34，连通管34的数量与第一匀流组件31a的出气口3131的数量相等，所有连通管34贯穿进气空间33和第二匀流组件31b，连通管34的进气端与第一匀流组件31a的出气口3131连接，连通管34的出气端贯穿第二匀流组件31b的底壁并暴露于第二匀流组件31b的出气口3131侧。这样，连通管34的排布方式与第一匀流组件31a的出气口3131及出气管317的排布方式相同。
根据实施例一所描述的内容可知，匀流组件31的进气管316和出气管317呈网格型排布方式。
如图16、图19和图20所示，第一匀流组件31a的进气管316具体沿第一径向X排布成十排、同时沿第二径向Y排布成十一列，第一匀流组件31a的出气管317具体沿第一径向X排布成十一排、同时沿第二径向Y排布成十列。这里，需指出，图19中由短划线描绘的孔为第一匀流组件31a中出气管317的示意图形、由实线描绘的孔为第一匀流组件31a中进气管316的示意图形，相反的，图20中由短划线描绘的孔为第一匀流组件31a中进气管316的示意图形、由实线描绘的孔为第一匀流组件31a中出气管317的示意图形。
由于连通管34的排布方式与第一匀流组件31a的出气管317的排布方式相同，因此，请结合图16、图19至图21，连通管34也沿第一径向X排布成十一排、同时沿第二径向Y排布成十列。
第二匀流组件31b的进气管316和出气管317同样也呈网格型排布。根据图16、图22和图23所示的示例，第二匀流组件31b的进气管316具体沿第一径向X排布成十一排、同时沿第二径向Y排布成十一列，第二匀流组件31b的出气管317具体沿第一径向X排布成十排、同时沿第二径向Y排布成十列。这里，需指出，图22中由短划线描绘的孔为第二匀流组件31b中出气管317的示意图形、第二匀流组件31b中进气管316和连通管34的示意图形均为由实线描绘的孔，图23中由短划线描绘的孔为第二匀流组件31b的进气管316的示意图形、第二匀流组件31b的出气管317和连通管34的示意图形均为由实线描绘的孔。
请继续参阅图20至图23，容易理解的是，连通管34沿第一径向X的排数与第二匀流组件31b的进气管316的排数相等，各排连通管34与第二匀流组件31b的各排进气管316并排设置。与此同时，连通管34沿第二径向Y排布的列数与第二匀流组件31b的出气管317的列数相等，各列连通管34与第二匀流组件31b的各列出气管317并列设置。这样，确保各个连通管34贯穿第二匀流组件31b时，能够从第二匀流组件31b上相邻两排出气管317和相邻两列进气管316围成的空隙穿过，以免连通管34与第二匀流组件31b的出气管317或进气管316发生干涉。当然，各个连通管34也可以从第二匀流组件31b的相邻两排进气管316和相邻两列出气管317围成的空隙穿过。
此示例中，由第一总进气管20的出口211流出的工艺气体进入第一匀流组件31a，经过第一匀流组件31a匀气后，进入连通管34内，之后直接由连通管34的出气端输送至工艺空间S2。由第二总进气管35的出气端流出的工艺气体进入进气空间33，之后流进第二匀流组件31b内，经过第二匀流组件31b匀气后，由第二匀流组件31b的出气口3131喷射至工艺空间S2。
N=3时，第一匀流组件31a设有两个，分别为首个第一匀流组件31a及次个第一匀流组件31a，且首个第一匀流组件31a设置在次个第一匀流组件31a的上方。首个第一匀流组件31a与次个第一匀流组件31a之间、次个第一匀流组件31a与第二匀流组件31b之间均形成进气空间33。进气装置30包括与首个第一匀流组件31a的多个出气口3131一一对应连接的多个连通管34、以及与次个第一匀流组件31a的多个出气口3131一一对应连接的多个连通管34。与首个第一匀流组件31a相连的多个连通管34贯穿两个第一匀流组件31a之间的进气空间33，且与首个第一匀流组件31a相连的多个连通管34的出气端穿过次个第一匀流组件31a以及第二匀流组件31b，以暴露于第二匀流组件31b的底部。与次个第一匀流组件31a相连的多个连通管34贯穿次个第一匀流组件31a与第二匀流组件31b之间的进气空间33和第二匀流组件31b，且与次个第一匀流组件31a相连的多个连通管34的出气端暴露于第二匀流组件31b的底部。
此示例中，由第一总进气管20的出口211流出的工艺气体，经过首个第一匀流组件31a匀气后，经由连通管34直接输送至工艺空间S2内。由两个第一匀流组件31a之间的进气空间33对应的第二总进气管35的出气端流出的工艺气体，经过次个第一匀流组件31a匀气后，经由连通管34直接输送至工艺空间S2内。由次个第一匀流组件31a与第二匀流组件31b之间的进气空间33对应的第二总进气管35的出气端流出的工艺气体，经过第二匀流组件31b匀气后，经由第二匀流组件31b的出气口3131喷射至工艺空间S2内。
N＞3时，以此类推，本实施例在此不一一列举。
总的来说，进气装置30设有多个匀流组件31，且进气装置30设有连通管34时，各个匀流组件31互不连通、相互独立。通过这样设置，各个匀流组件31能够单独对输送至其对应的匀流腔311内的工艺气体进行匀气。
而且，本实施例的进气装置30中，第二总进气管35还能与其所贯穿的匀流组件31固定连接，进而提高了进气装置30的结构可靠性。
上述进气空间33可以与多个第二总进气管35对应连通，也可以与一个第二总进气管35对应连通。
在图13和图15所示的示例中，第一总进气管20和第二总进气管35均为一个，运用本实施例的进气装置30的半导体设备100为原子层沉积设备时，可以交替的向第一总进气管20和第二总进气管35通入不同的前驱体。
具体的，请参阅图24，向第一总进气管20通入第一前驱体，第一前驱体由第一总进气管20的出口211流出至导气空间S1内，之后通过第一匀流组件31a的进气口3121进入对应的进气管316，从进气管316的气体流出端流至第一匀流组件31a的匀流腔311内，再沿经工艺腔室10的径向及轴向扩散匀气后流入出气管317内部，接着由出气管317对应的出气口3131流进该出气口3131对应的连通管34，之后沿连通管34流动至其第二匀流组件31b的出气口3131侧后喷射至工艺空间S2内，吹扫至晶圆200表面。第一前驱体的流动路径在图24中以实线箭头示出。
具体的，请参阅图25，向第二总进气管35通入第二前驱体，第二前驱体由第二总进气管35的出气端流出至进气空间33内，之后通过第二匀流组件31b的进气口3121进入对应的进气管316，从进气管316的气体流出端流至第二匀流组件31b的匀流腔311内部，再沿工艺腔室10的径向及轴向扩散匀气后流入出气管317内部，接着由出气管317对应的出气口3131喷射至工艺空间S2，吹扫至晶圆200表面。第二前驱体的流动路径在图25中以虚线箭头示出。
通过采用该设计，每个匀流组件31能够对一种前驱体进行匀气。与相关技术对比可知，本实施例中，不仅可避免不同前驱体共用同一第一总进气管20，还可避免不同前驱体共用同一匀流组件31进行匀流。由此，可有效避免不同前驱体共用同一匀流组件31而导致匀流组件31内发生化学气相淀积反应的问题，有利于避免匀流组件31内产生反应副产物而影响匀流均匀性，确保薄膜制备的质量及工艺效果一致性与均匀性。
在一些实施例中，请继续参阅图13和图15，上述第二总进气管35的出气端连接有第二盖板351，第二盖板351覆盖住第二总进气管35的出气端的端口，第二盖板351上分布有多个开孔352，且第二总进气管35的出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个开孔352，则管壁上的开孔352的轴向与工艺腔室10的轴向Z垂直。其中，第二总进气管35的管壁上的多个开孔352具体可沿第二总进气管35的周向均匀分布。
这样，工艺气体从第二总进气管35的出气端流至进气空间33时，工艺气体可分成多股小气流，多股小气流中的部分沿工艺腔室10的轴向Z从第二盖板351上的开孔352进入至进气空间33内，其余部分沿工艺腔室10的径向从管壁上的开孔352进入至进气空间33内。
本实施例中，工艺气体从第二总进气管35的出气端流至进气空间33的过程中，不仅能够沿工艺腔室10的轴向Z匀气，还能沿工艺腔室10的径向扩散匀气，提高了工艺气体向工艺腔室10的边缘扩散的效果，进一步提高了气体分布均匀性和工艺效果的均匀性及一致性。
作为一种可选实施例，多个匀流组件31中每一匀流组件31均可接地设置，使得每一匀流组件31对通入其内部的工艺气体能够起到过滤作用。
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。

Claims (15)

1.一种匀流组件，其特征在于，所述匀流组件内部具有匀流腔，所述匀流腔的顶壁上设有沿自身厚度方向贯穿所述顶壁的多个进气口，所述匀流腔的底壁上设有沿自身厚度方向贯穿所述底壁的多个出气口；
所述匀流腔内部设有与所述多个进气口一一对应设置的多个进气管，以及与所述多个出气口一一对应设置的多个出气管；所述进气管的一端与对应的进气口连接，所述进气管的另一端与所述匀流腔连通；所述出气管的一端与对应的出气口连接，所述出气管的另一端与所述匀流腔连通；所述进气管的另一端位于所述出气管的另一端的下方。
2.根据权利要求1所述的匀流组件，其特征在于，所述进气管的另一端封闭，且所述进气管的另一端的管壁上沿周向间隔设置有多个第一匀流通孔；
和/或，所述出气管的另一端封闭，且所述出气管的另一端的管壁上沿周向间隔设置有多个第二匀流通孔。
3.根据权利要求1所述的匀流组件，其特征在于，所述进气管内部的通道贯穿对应的所述进气管的另一端，且所述进气管的另一端靠近所述底壁并与所述底壁之间形成第一间隙；
和/或，所述出气管内部的通道贯穿对应的所述出气管的另一端，且所述出气管的另一端靠近所述顶壁并与所述顶壁之间形成第二间隙。
4.根据权利要求3所述的匀流组件，其特征在于，在所述进气管的另一端与所述底壁之间形成第一间隙且所述出气管的另一端与所述顶壁之间形成第二间隙时，所述第一间隙和所述第二间隙在所述匀流腔的轴向上的尺寸均大于等于0.1mm且小于等于所述匀流腔的高度的二分之一。
5.根据权利要求1所述的匀流组件，其特征在于，所有所述进气管和所有所述出气管均沿所述匀流腔的轴向延伸；
所述顶壁上分布有沿所述匀流腔的第一径向依次间隔设置的多排所述进气口，每排所述进气口包括沿所述匀流腔的第二径向依次间隔设置的多个所述进气口；或者，所述顶壁上沿所述匀流腔的径向间隔设置有多圈所述进气口，由所述顶壁的中心至边缘，各圈进气口的孔径逐渐增大，且各圈中进气口的数量逐渐增多；
所述底壁上分布有沿第一径向依次间隔设置的多排所述出气口，每排所述出气口包括沿第二径向依次间隔设置的多个所述出气口；
所述进气口和所述出气口在所述第一径向和所述第二径向上均相互错开；其中，所述第一径向、所述第二径向和所述匀流腔的轴向两两垂直。
6.根据权利要求1所述的匀流组件，其特征在于，所述匀流腔上所有所述出气口在半导体设备的基座的承载面的正投影超出所述承载面承载的晶圆的边缘。
7.一种进气装置，其特征在于，包括：
一个或层叠且间隔设置的多个如权利要求1至6中任一项所述的匀流组件以及至少一个第一总进气管；
当所述进气装置包括一个所述匀流组件时，所述第一总进气管的出口位于所述匀流组件的进气口侧；
当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，所述第一总进气管的出口位于沿匀流腔的轴向由上至下层叠设置的首个所述匀流组件的进气口侧。
8.根据权利要求7所述的进气装置，其特征在于，当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，所述进气装置还包括：
设于任意相邻两个所述匀流组件之间且与该相邻两个所述匀流组件均连接的连接环，所述连接环与该相邻两个所述匀流组件共同围成进气空间。
9.根据权利要求8所述的进气装置，其特征在于，以沿所述匀流腔的轴向由上至下层叠设置的多个所述匀流组件中的最后一个所述匀流组件为第二匀流组件，其余所述匀流组件均为第一匀流组件；
所述进气装置还包括：至少一个第二总进气管以及针对每一所述第一匀流组件设置的多个连通管；
且所述连通管的进气端与对应的所述第一匀流组件的出气口连接，所述连通管的出气端穿过位于对应的所述第一匀流组件下方的所有所述匀流组件而暴露于所述第二匀流组件的出气口侧；
每一所述进气空间对应连通至少一个所述第二总进气管；与所述进气空间对应的所述第二总进气管贯穿位于所述进气空间上方的其他匀流组件进入对应的所述进气空间。
10.根据权利要求9所述的进气装置，其特征在于，每一所述进气空间对应一个所述第二总进气管。
11.根据权利要求9所述的进气装置，其特征在于，当所述进气装置包括两个所述匀流组件时，所述进气空间为一个，所述连通管的数量与所述第一匀流组件的出气口的数量相同；
所述连通管贯穿所述进气空间和所述第二匀流组件，且所述连通管的进气端与所述第一匀流组件的出气口连接，所述连通管的出气端暴露于所述第二匀流组件的出气口侧。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的进气装置，其特征在于，所述第一总进气管的出气端连接有第一盖板，所述第一盖板覆盖住所述第一总进气管的出气端的端口，所述第一盖板上分布有多个出口，所述第一总进气管的出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个出口；
和/或，所述第二总进气管的出气端连接有第二盖板，所述第二盖板覆盖住所述第二总进气管的出气端的端口，所述第二盖板上分布有多个开孔，所述第二总进气管的出气端的管壁上沿周向间隔设置有多个开孔。
13.一种半导体设备，其特征在于，包括：
工艺腔室，内部设有基座，所述基座具有用于承载晶圆的承载面；以及
权利要求7至12中任一项所述的进气装置，其中，所述匀流组件位于所述工艺腔室内，所述匀流组件与所述基座相对；所述第一总进气管的进气端位于所述工艺腔室外，所述第一总进气管的出气端位于所述工艺腔室内。
14.根据权利要求13所述的半导体设备，其特征在于，还包括设置在所述工艺腔室内部的支撑环，所述支撑环与所述工艺腔室的内壁固定连接；
当所述进气装置包括一个所述匀流组件时，所述匀流组件的底部固定设置在所述支撑环上；
当所述进气装置包括多个所述匀流组件时，沿所述匀流腔的轴向由上至下层叠设置的多个所述匀流组件中最后一个所述匀流组件为第二匀流组件，所述第二匀流组件的底部固定设置在所述支撑环上。
15.根据权利要求13或14所述的半导体设备，其特征在于，所述进气装置上存在至少一个所述匀流组件接地设置。
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