CN218596509U - 半导体反应气体传送装置及半导体沉淀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体反应气体传送装置及半导体沉淀设备，涉及半导体设备的技术领域，包括腔体机构、源头机构和传送管路；传送管路位于腔体机构的外部，传送管路的两端分别与腔体机构和源头机构连接，源头机构用于通过传送管路向腔体机构输送反应气体；通过将传送管路设置于机台的外部，避免了穿腔进入的方式，缓解了现有技术中存在的传送管路穿过反应腔室的腔壁进入反应腔室内，容易造成开腔后水汽或其他杂质进入至管路内部产生颗粒，加长吹扫时间造成成本增加影响产能，以及无法保证整条管路的温度均匀性的技术问题。

Description

半导体反应气体传送装置及半导体沉淀设备

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，尤其是涉及一种半导体反应气体传送装置及半导体沉淀设备。

背景技术

化学气相沉积是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术。在进行化学气相沉积工艺的过程中，将两种或两种以上的气态原材料传输至反应腔室内，然后气态原材料相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，并沉积到晶片表面上。

一般通过气源向反应腔室内输送工艺气体，该气源可以通过对液源进行加热而产生工艺气体，产生的工艺气体通过穿腔而过的传送管路穿过反应腔室的腔壁进入反应腔室内，在此过程中为了使工艺气体保持汽化状态，以反应腔室为界，管路分为腔下和腔上两部分，加热带包裹两段管路；气体穿腔时经过管路端口，需对管路端口进行加热，避免气体穿腔时冷凝，形成颗粒，对晶圆的质量构成影响。

但是，在反应腔室开腔后，管路端口部分暴露在外，很容易有水汽或其他杂质进入至管路内部，从而产生颗粒；在机台开关腔前后，需要用大量惰性气体加上超长时间的吹扫才能将管路吹扫干净，增加了成本，影响产能；气体管路加热主要靠加热带外部包裹，穿腔管路的设计使加热带不易包裹，贴合度较差，无法更好地保证整条管路的温度均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体反应气体传送装置及半导体沉淀设备，以缓解现有技术中存在的传送管路穿过反应腔室的腔壁进入反应腔室内，容易造成开腔后水汽或其他杂质进入至管路内部产生颗粒，加长吹扫时间造成成本增加影响产能，以及无法保证整条管路的温度均匀性的技术问题。

本实用新型提供的一种半导体反应气体传送装置，包括：腔体机构、源头机构和传送管路；

所述传送管路位于所述腔体机构的外部，所述传送管路的两端分别与所述腔体机构和所述源头机构连接，所述源头机构用于通过所述传送管路向所述腔体机构输送反应气体。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括隔板；

所述隔板与所述腔体机构的外侧壁连接，所述隔板上开设有限位孔，所述传送管路用于贯穿所述限位孔，以通过所述隔板限制所述传送管路的输送路径。

在本实用新型较佳的实施例中，所述传送管路包括第一传送段和第二传送段；

所述第一传送段的两端分别与所述隔板和所述源头机构连接，所述第二传送段的两端分别与所述第二传送段和所述腔体机构连接，且所述第一传送段和所述第二传送段连通，以使所述源头机构的反应气体依次通过所述第一传送段和所述第二传送段输送至所述腔体机构处。

在本实用新型较佳的实施例中，所述腔体机构包括上腔体和下腔体；

所述第二传送段与所述上腔体连接，所述上腔体和所述下腔体密封连通，所述第二传送段与所述上腔体连通，以通过所述上腔体向所述下腔体输送反应气体。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第二传送段呈柔性软管；

所述上腔体能够相对于所述下腔体开启，所述隔板与所述下腔体的外侧壁连接，所述第二传送段能够随着所述上腔体相对于所述下腔体开启。

在本实用新型较佳的实施例中，所述源头机构包括供气箱和液源箱；

所述传送管路包括第一传送管路和第二传送管路，所述第一传送管路分别与所述供气箱和所述上腔体连通，所述第二传送管路分别与所述液源箱和所述上腔体连通，所述供气箱用于通过所述第一传送管路向所述上腔体输送第一反应气体，所述液源箱用于通过所述第二传送管路向所述上腔体输送第二反应气体。

在本实用新型较佳的实施例中，所述上腔体包括第一上腔体和第二上腔体；

所述第一传送管路分别与所述第一上腔体和所述第二上腔体连通，所述第一传送管路用于将所述供气箱内输送的第一反应气体分别传送至所述第一上腔体和所述第二上腔体内部；

所述第二传送管路分别与所述第一上腔体和所述第二上腔体连通，所述第二传送管路用于将所述液源箱内输送的第二反应气体分别传送至所述第一上腔体和所述第二上腔体内部。

在本实用新型较佳的实施例中，所述腔体机构还包括匹配腔；

所述匹配腔位于所述第一上腔体和所述第二上腔体之间，所述第一传送管路与所述匹配腔连接，所述供气箱用于通过所述第一传送管路向所述匹配腔内输送第一反应气体，所述匹配腔用于将第一反应气体均匀分配至所述第一上腔体和所述第二上腔体内；

所述第二传送管路与所述匹配腔连接，所述液源箱用于通过所述第二传送管路向所述匹配腔内输送第二反应气体，所述匹配腔用于将第二反应气体均匀分配至所述第一上腔体和所述第二上腔体内。

在本实用新型较佳的实施例中，所述下腔体包括第一下腔体和第二下腔体；

所述第一下腔体对应与所述第一上腔体连接，所述第一下腔体内用于安装有第一晶圆；

所述第二下腔体对应与所述第二上腔体连接，所述第二下腔体内用于安装有第二晶圆。

本实用新型提供的一种半导体沉淀设备，包括所述的半导体反应气体传送装置。

本实用新型提供的半导体反应气体传送装置，包括：腔体机构、源头机构和传送管路；传送管路位于腔体机构的外部，传送管路的两端分别与腔体机构和源头机构连接，源头机构用于通过传送管路向腔体机构输送反应气体；通过将传送管路设置于机台的外部，避免了穿腔进入的方式，缓解了现有技术中存在的传送管路穿过反应腔室的腔壁进入反应腔室内，容易造成开腔后水汽或其他杂质进入至管路内部产生颗粒，加长吹扫时间造成成本增加影响产能，以及无法保证整条管路的温度均匀性的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的半导体反应气体传送装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的半导体反应气体传送装置的侧视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的半导体反应气体传送装置的腔体机构内部管路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的半导体反应气体传送装置的隔板的结构示意图。

图标：100-腔体机构；101-上腔体；111-第一上腔体；121-第二上腔体；102-下腔体；112-第一下腔体；122-第二下腔体；103-匹配腔；200-源头机构；201-供气箱；202-液源箱；300-传送管路；301-第一传送段；302-第二传送段；303-第一传送管路；304-第二传送管路；400-隔板；401-限位孔。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图4所示，本实施例提供的一种半导体反应气体传送装置，包括：腔体机构100、源头机构200和传送管路300；传送管路300位于腔体机构100的外部，传送管路300的两端分别与腔体机构100和源头机构200连接，源头机构200用于通过传送管路300向腔体机构100输送反应气体。

需要说明的是，本实施例提供的半导体反应气体传送装置，能够将源头机构200产生的反应气体通过传送管路300进入到腔体机构100内部，通过反应气体的化学沉淀形成晶圆结构；具体地，通过将传送管路300设置于机台的外部，避免了穿腔进入的方式，通过开腔不暴露管路端口的设计可以很大程度降低开腔后对传送管路300的污染，防止水汽及杂质进入传送管路300，传送管路300的密闭性可以有效改善产生颗粒的情况；在机台开关腔前后，可提高吹扫效率，有效减少吹扫时间，节约成本，提高机台利用率；无需在腔体机构100内部增加管路端口的加热模块，降低了成本；通过单独位于外部的传送管路300可以更加方便对传送管路300的安装及后续问题排查，适合推广应用。

可选地，传送管路300的外部可以包裹有加热带，加热带能够沿着传送管路300的外部均匀包裹，由于传送管路300位于外部环境中，可以方便对加热带的紧密包裹，保证了加热带与传送管路300的贴合度，从而可以更好的保证整条传送管路300的温度均匀性。

另外，传送管路300上可以安装有控制阀，通过控制阀能够控制传送管路300的启闭，即能够针对源头机构200向腔体机构100输送反应气体时，保证传送管路300的开启，当开腔或者惰性气体吹扫过程中，通过控制阀对传送管路300的封闭，可以降低开腔后对传送管路300的污染，防止水汽及杂质进入传送管路300，传送管路300的密闭性可以有效改善产生颗粒的情况；其中，控制阀的选用和安装位置可以根据传送管路300的具体安装情况进行布置，此处对控制阀的选用类型和安装位置不做限定。

本实施例提供的半导体反应气体传送装置，包括：腔体机构100、源头机构200和传送管路300；传送管路300位于腔体机构100的外部，传送管路300的两端分别与腔体机构100和源头机构200连接，源头机构200用于通过传送管路300向腔体机构100输送反应气体；通过将传送管路300设置于机台的外部，避免了穿腔进入的方式，缓解了现有技术中存在的传送管路300穿过反应腔室的腔壁进入反应腔室内，容易造成开腔后水汽或其他杂质进入至管路内部产生颗粒，加长吹扫时间造成成本增加影响产能，以及无法保证整条管路的温度均匀性的技术问题。

在上述实施例的基础上，进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括隔板400；隔板400与腔体机构100的外侧壁连接，隔板400上开设有限位孔401，传送管路300用于贯穿限位孔401，以通过隔板400限制传送管路300的输送路径。

本实施例中，由于传送管路300完全沿着腔体机构100的外部延伸布置，为了保证传送管路300的安装稳定性，通过在腔体机构100的外侧壁设置有个隔板400，利用隔板400能够对传送管路300提供限位和支撑作用，保证了传送管路300的对应限制输送路径。

可选地，隔板400可以设置有多个，多个隔板400沿着腔体机构100间隔布置，通过多个隔板400能够更好的保证对传送管路300的支撑和保护。

在本实用新型较佳的实施例中，传送管路300包括第一传送段301和第二传送段302；第一传送段301的两端分别与隔板400和源头机构200连接，第二传送段302的两端分别与第二传送段302和腔体机构100连接，且第一传送段301和第二传送段302连通，以使源头机构200的反应气体依次通过第一传送段301和第二传送段302输送至腔体机构100处。

本实施例中，为了保证传送管路300的延伸布置，以单一隔板400为界限，其中，第一传送段301的一端与源头机构200密封连接，第一传送段301的另一端可以贯穿隔板400的限位孔401与隔板400连接，第二传送段302的一端与腔体机构100密封连接，当腔体机构100和源头机构200安装形成机台时，通过将第一传送段301和第二传送段302密封连接，即形成密封连通作用下的传送管路300，保证了源头机构200向腔体机构100反应气体的输送。

在本实用新型较佳的实施例中，腔体机构100包括上腔体101和下腔体102；第二传送段302与上腔体101连接，上腔体101和下腔体102密封连通，第二传送段302与上腔体101连通，以通过上腔体101向下腔体102输送反应气体。

本实施例中，上腔体101和下腔体102在反应气体输送过程中形成密封结构，当完成化学气相沉淀后，需要将上腔体101和下腔体102进行开腔，通过传送管路300形成第一传送段301和第二传动段，并且第一传送段301与隔板400形成连接，隔板400与下腔体102连接，即当上腔体101开启时，仅仅需要保证第二传送段302随着上腔体101开启即可，避免了开腔时需要将传送管路300整体进行拆卸的问题。

在本实用新型较佳的实施例中，第二传送段302呈柔性软管；上腔体101能够相对于下腔体102开启，隔板400与下腔体102的外侧壁连接，第二传送段302能够随着上腔体101相对于下腔体102开启。

本实施例中，第一传送段301可以采用金属硬管结构，并且第一传送段301通过接头与隔板400位置形成固定连接，第二传送段302可以采用金属软管，即利用金属软管的柔性软管特性，当上腔体101相对于下腔体102开腔时，柔性软管能够随着上腔体101的开启柔性弯折，当上腔体101需要关腔时，只需要将上腔体101和下腔体102完成密封连接即可，通过隔板400能够完成对第一传送段301和第二传送段302定位，保证传送管路300整体的安装稳定性。

在本实用新型较佳的实施例中，源头机构200包括供气箱201和液源箱202；传送管路300包括第一传送管路303和第二传送管路304，第一传送管路303分别与供气箱201和上腔体101连通，第二传送管路304分别与液源箱202和上腔体101连通，供气箱201用于通过第一传送管路303向上腔体101输送第一反应气体，液源箱202用于通过第二传送管路304向上腔体101输送第二反应气体。

本实施例中，供气箱201和液源箱202可以分别储存有第一反应气体和第二反应气体，其中，传送管路300设置有两组，两组传送管路300分别为第一传送管路303和第二传送管路304，第一传送管路303能够将供气箱201内的第一反应气体输送至上腔体101中，第二传送管路304能够将液源箱202内的第二反应气体输送至上腔体101中，通过将第一反应气体和第二反应气体分别输送至腔体机构100内部，从而能够完成化学气相沉积，以形成晶圆结构。

可选地，液源箱202可以采用半导体钢瓶，半导体钢瓶作为反应气体的液态源的储存和蒸汽输送结构，通过对半导体钢瓶内部的液态源加热汽化形成蒸汽，完成对第二反应气体的气体输送。

在本实用新型较佳的实施例中，上腔体101包括第一上腔体111和第二上腔体121；第一传送管路303分别与第一上腔体111和第二上腔体121连通，第一传送管路303用于将供气箱201内输送的第一反应气体分别传送至第一上腔体111和第二上腔体121内部；第二传送管路304分别与第一上腔体111和第二上腔体121连通，第二传送管路304用于将液源箱202内输送的第二反应气体分别传送至第一上腔体111和第二上腔体121内部。

在本实用新型较佳的实施例中，下腔体102包括第一下腔体112和第二下腔体122；第一下腔体112对应与第一上腔体111连接，第一下腔体112内用于安装有第一晶圆；第二下腔体122对应与第二上腔体121连接，第二下腔体122内用于安装有第二晶圆。

本实施例中，第一上腔体111和第二上腔体121将腔体机构100一分为二，并且第一下腔体112作为第一晶圆的沉淀反应腔室，第二下腔体122作为第二晶圆的沉淀反应腔室，供气箱201内的第一反应气体能够通过第一传送管路303分别对第一上腔体111和第二上腔体121进行输送，即利用第一反应气体能够分别通过第一上腔体111和第二上腔体121对应进入到第一下腔体112和第二下腔体122反应，同样地，液源箱202内的第二反应气体能够通过第二传送管路304分别对第一上腔体111和第二上腔体121进行输送，即利用第一反应气体能够分别通过第一上腔体111和第二上腔体121对应进入到第一下腔体112和第二下腔体122反应，通过第一传送管路303和第二传送管路304保证第一反应气体和第二反应气体的单独输送，实现了将两种反应气体分别输送至两个反应腔室内。

在本实用新型较佳的实施例中，腔体机构100还包括匹配腔103；匹配腔103位于第一上腔体111和第二上腔体121之间，第一传送管路303与匹配腔103连接，供气箱201用于通过第一传送管路303向匹配腔103内输送第一反应气体，匹配腔103用于将第一反应气体分别分配至第一上腔体111和第二上腔体121内；第二传送管路304与匹配腔103连接，液源箱202用于通过第二传送管路304向匹配腔103内输送第二反应气体，匹配腔103用于将第二反应气体分别分配至第一上腔体111和第二上腔体121内。

本实施例中，匹配腔103内可以具有两个通道，即第一通道和第二通道，第一通道和第二通道均为三通结构，第一传送管路303能够与第一通道连通，并且第一通道能够分别与第一上腔体111和第二上腔体121连通，匹配腔103能够分别连接有匹配器，利用匹配器能够调节第一通道内接收的第一反应气体按照预设的比例分别输送至第一上腔体111和第二上腔体121中，同样地，第二传送管路304能够与第二通道连通，并且第二通道能够分别与第一上腔体111和第二上腔体121连通，匹配腔103通过能够分别连接有匹配器，利用匹配器能够调节第二通道内接收的第二反应气体按照预设的比例分别输送至第一上腔体111和第二上腔体121中，即利用匹配腔103和匹配器保证在第一下腔体112和第二下腔体122分别具有不同比例的第一反应气体和第二反应气体的沉淀反应。

本实施例提供的一种半导体沉淀设备，包括所述的半导体反应气体传送装置；由于本实施例提供的半导体沉淀设备的技术效果与上述实施例提供的半导体反应气体传送装置的技术效果相同，此处对此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种半导体反应气体传送装置，其特征在于，包括：腔体机构(100)、源头机构(200)和传送管路(300)；

所述传送管路(300)位于所述腔体机构(100)的外部，所述传送管路(300)的两端分别与所述腔体机构(100)和所述源头机构(200)连接，所述源头机构(200)用于通过所述传送管路(300)向所述腔体机构(100)输送反应气体。

2.根据权利要求1所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，还包括隔板(400)；

所述隔板(400)与所述腔体机构(100)的外侧壁连接，所述隔板(400)上开设有限位孔(401)，所述传送管路(300)用于贯穿所述限位孔(401)，以通过所述隔板(400)限制所述传送管路(300)的输送路径。

3.根据权利要求2所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述传送管路(300)包括第一传送段(301)和第二传送段(302)；

所述第一传送段(301)的两端分别与所述隔板(400)和所述源头机构(200)连接，所述第二传送段(302)的两端分别与所述第二传送段(302)和所述腔体机构(100)连接，且所述第一传送段(301)和所述第二传送段(302)连通，以使所述源头机构(200)的反应气体依次通过所述第一传送段(301)和所述第二传送段(302)输送至所述腔体机构(100)处。

4.根据权利要求3所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述腔体机构(100)包括上腔体(101)和下腔体(102)；

所述第二传送段(302)与所述上腔体(101)连接，所述上腔体(101)和所述下腔体(102)密封连通，所述第二传送段(302)与所述上腔体(101)连通，以通过所述上腔体(101)向所述下腔体(102)输送反应气体。

5.根据权利要求4所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述第二传送段(302)呈柔性软管；

所述上腔体(101)能够相对于所述下腔体(102)开启，所述隔板(400)与所述下腔体(102)的外侧壁连接，所述第二传送段(302)能够随着所述上腔体(101)相对于所述下腔体(102)开启。

6.根据权利要求4所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述源头机构(200)包括供气箱(201)和液源箱(202)；

所述传送管路(300)包括第一传送管路(303)和第二传送管路(304)，所述第一传送管路(303)分别与所述供气箱(201)和所述上腔体(101)连通，所述第二传送管路(304)分别与所述液源箱(202)和所述上腔体(101)连通，所述供气箱(201)用于通过所述第一传送管路(303)向所述上腔体(101)输送第一反应气体，所述液源箱(202)用于通过所述第二传送管路(304)向所述上腔体(101)输送第二反应气体。

7.根据权利要求6所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述上腔体(101)包括第一上腔体(111)和第二上腔体(121)；

所述第一传送管路(303)分别与所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)连通，所述第一传送管路(303)用于将所述供气箱(201)内输送的第一反应气体分别传送至所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)内部；

所述第二传送管路(304)分别与所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)连通，所述第二传送管路(304)用于将所述液源箱(202)内输送的第二反应气体分别传送至所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)内部。

8.根据权利要求7所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述腔体机构(100)还包括匹配腔(103)；

所述匹配腔(103)位于所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)之间，所述第一传送管路(303)与所述匹配腔(103)连接，所述供气箱(201)用于通过所述第一传送管路(303)向所述匹配腔(103)内输送第一反应气体，所述匹配腔(103)用于将第一反应气体分别分配至所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)内；

所述第二传送管路(304)与所述匹配腔(103)连接，所述液源箱(202)用于通过所述第二传送管路(304)向所述匹配腔(103)内输送第二反应气体，所述匹配腔(103)用于将第二反应气体分别分配至所述第一上腔体(111)和所述第二上腔体(121)内。

9.根据权利要求7或8所述的半导体反应气体传送装置，其特征在于，所述下腔体(102)包括第一下腔体(112)和第二下腔体(122)；

所述第一下腔体(112)对应与所述第一上腔体(111)连接，所述第一下腔体(112)内用于安装有第一晶圆；

所述第二下腔体(122)对应与所述第二上腔体(121)连接，所述第二下腔体(122)内用于安装有第二晶圆。

10.一种半导体沉淀设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的半导体反应气体传送装置。

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