[发明专利]半导体热处理设备的气体喷射装置及半导体热处理设备

说明书

本发明提供一种半导体热处理设备的气体喷射装置及半导体热处理设备，该装置包括进气管，第一管段包括第一管壁和嵌套在第一管壁中的第二管壁，且第一管壁的内壁与第二管壁的外壁之间构成缓冲空间；在第一管壁上沿竖直方向均匀分布有多个第一气孔，第一气孔分别与缓冲空间和工艺腔室相连通；在第二管壁上设置有多个第二气孔，第二气孔分别与第二管壁的内部和缓冲空间相连通；第二管壁的内径在竖直方向上的变化规则和/或多个第二气孔的排布规则满足：使经由多个第二气孔流入缓冲空间中的工艺气体在竖直方向上不同位置处的出气量相同。本发明的技术方案可以保证不同晶圆能够获得均匀的气体量，进而可以保证晶圆成膜的厚度均匀性及工艺结果一致性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种半导体热处理设备的气体喷射装置及半导体热处理设备。

背景技术

半导体热处理设备，例如立式热处理设备，作为在半导体晶圆表面成膜的关键设备，其工艺稳定性、均匀性、可靠性等性能指标，直接影响着芯片的电性指标及良率。尤其在将立式热处理设备应用于膜层沉积工艺时，为了保证晶圆间的膜厚分布均匀，应尽可能均匀地向各晶圆所在位置处供给工艺气体。

现有的立式热处理设备中，一种气体喷射装置采用倒置的U形喷射管，且在该喷射管上位于弯折处两侧的两个管段上均分布有多个第一气孔，用以向工艺腔室中喷出工艺气体，其中，两个管段上的第一气孔在竖直方向上相互交错，以提高出气量在竖直方向上的均匀性，但是，上述U形喷射管的占用空间较大，可能无法配置于预先确定好大小的处理容器内，而且上述U形喷射管距离晶舟较近，导致由两个管段上的第一气孔喷出的气体没有足够的空间均匀混合，从而无法保证气体分布均匀性，进而可能导致不同晶圆获得的气体量不均匀，从而对工艺结果产生不良的影响。

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，提出了一种半导体热处理设备的气体喷射装置及半导体热处理设备，其可以提高向工艺腔室中通入的工艺气体在竖直方向上分布的均匀性，从而可以保证不同晶圆能够获得均匀的气体量，进而可以保证晶圆成膜的厚度均匀性及工艺结果一致性。

为实现本发明的目的而提供一种半导体热处理设备的气体喷射装置，包括用于向所述半导体热处理设备的工艺腔室中输送工艺气体的进气管，所述进气管包括第一管段和第二管段，其中，所述第一管段竖直设置在所述工艺腔室中，且所述第一管段的上端是封闭的，所述第一管段的下端与所述第二管段的上端连接，所述第二管段的下端与气源连接；

所述第一管段包括第一管壁和嵌套在所述第一管壁中的第二管壁，且所述第一管壁的内壁与所述第二管壁的外壁之间构成缓冲空间；所述第二管壁的内部与所述第二管段相连通，其中，在所述第一管壁上沿竖直方向均匀分布有多个第一气孔，所述第一气孔分别与所述缓冲空间和所述工艺腔室相连通；在所述第二管壁上设置有多个第二气孔，所述第二气孔分别与所述第二管壁的内部和所述缓冲空间相连通；

所述第二管壁的内径在竖直方向上的变化规则和/或多个所述第二气孔的排布规则满足：使经由多个所述第二气孔流入所述缓冲空间中的工艺气体在竖直方向上不同位置处的出气量相同。

可选的，多个所述第二气孔的排布规则包括：多个所述第二气孔的排布密度由下而上逐渐增大。

可选的，多个所述第二气孔沿所述第二管壁的轴向排成至少一列第二气孔列，每一列第二气孔列中有多个所述第二气孔，且沿竖直方向间隔设置，并且相邻两个所述第二气孔之间的竖直间距由下而上逐渐减小。

可选的，多个所述第二气孔排成一列第二气孔列，多个所述第一气孔排成一列第一气孔列，且所述第二气孔的出气方向与所述第一气孔的出气方向相反。

可选的，所述第二管壁的内径在竖直方向上的变化规则包括：所述第二管壁的内径由下而上逐渐减小；或者，

所述第二管壁包括沿竖直方向依次设置的多个直管段，且多个所述直管段的内径由下而上逐渐减小。