气体混合结构、喷淋顶盖及薄膜沉积设备的制作方法

本技术涉及半导体器件加工领域，尤其涉及一种气体混合结构、一种喷淋顶盖，以及一种薄膜沉积设备。

背景技术：

1、在薄膜沉积工艺中，需要向工艺腔室中通入多种反应气体，以在待加工晶圆表面沉积成膜。在不同工艺中对于不同反应气体的反应时间和反应位置有严格的要求。然而，在单一的进气管路中，不同反应气体在混合过程中可能会提前反应，进而产生颗粒物堵塞气体管路。

2、为了克服上述缺陷，本领域提供了一种双进气口输送气体的气体混合结构，用于避免反应气体在进气管路内提前反应，以延长气体管路的使用寿命。然而，这种气体混合结构的气体管路存在弯曲处和死角，部分活泼的反应气体可能会在此产生颗粒物堆积。

3、为了进一步克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种改进的气体混合结构，通过设置直连与弯曲连接的不同气体管路的布局，用于减少杂质颗粒物在气体管路中的堆积，以延长气体管路的使用寿命。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种气体混合结构、一种喷淋顶盖及一种薄膜沉积设备，通过设置直连与弯曲连接的不同气体管路的布局，减少杂质颗粒物在气体管路中的堆积，以延长气体管路的使用寿命。

3、具体来说，根据本实用新型的第一方面提供的气体混合结构包括混气筒及分气块。所述混气筒的侧壁上部设有第一进气口。所述混气筒的侧壁下部设有第二进气口。所述分气块包括主管道及限位部。所述限位部设于所述主管道的顶部，并安装于所述混气筒的顶部之上，以将所述主管道安装到所述混气筒的中空部。所述主管道的下部设有第一密封结构。所述第一密封结构位于所述第一进气口与第二进气口之间，用于密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁，以使从所述第一进气口进入所述中空部的第一气体先向上穿过沿所述限位部的周向分布的多个第一气孔，再向下进入所述主管道。所述第二进气口位于所述主管道的下方，以使从所述第二进气口进入所述中空部的第二气体直接到达所述主管道的下方，以混合所述第一气体。

4、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述混气筒的侧壁中部还设有第三进气口。所述主管道的中部还设有第二密封结构。所述第一密封结构位于所述第一进气口与第三进气口之间，用于密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁，以使所述第一气体先向上穿过所述多个第一气孔，再向下进入所述主管道。所述第二密封结构位于所述第二进气口与第三进气口之间，用于密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁，以使从所述第三进气口进入所述中空部的第三气体先向上穿过分布于所述主管道上并位于所述第一密封结构之下的多个第二气孔，以进入所述主管道来混合所述第一气体，再在所述主管道的下方混合所述第二气体。

5、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，还包括第一管路、第三管路及第二管路。所述第一管路的第一端连接第一气源，而其第二端连接所述第一进气口，以向所述主管道的顶部通入第一气体。所述第三管路的第一端连接第三气源，而其第二端连接所述第三进气口，以向所述主管道的中部通入第三气体，并使所述第三气体与所述第一气体在所述主管道的中部进行第一次混合。所述第二管路的第一端连接第二气源，而其第二端连接所述第二进气口，以向所述主管道的下方通入第二气体，并使所述第二气体与所述第一气体及所述第三气体的混合气体，在所述主管道的下方进行第二次混合。

6、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，还包括第一气源、第二气源及第三气源。所述第一气源包括氢气源、氮气源、氨气源、氩气源中的至少一者。所述第二气源包括二碘硅烷源和/或二氯硅烷气源。所述第三气源包括氢气源、氮气源、氨气源、氩气源中的至少一者。

7、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一密封结构包括第一密封圈。所述主管道外侧壁的下部设有第一凹槽。所述第一密封圈安装于所述第一凹槽，并接触所述混气筒内侧壁的下部，以密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁。和/或所述第二密封结构包括第二密封圈。所述主管道外侧壁的中部设有第二凹槽。所述第二密封圈安装于所述第二凹槽，并接触所述混气筒内侧壁的中部，以密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁。

8、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述限位部的下侧设有至少一圈第三凹槽，其中安装有至少一个第三密封圈。所述第三密封圈接触所述混气筒的顶部，以密封所述混气筒的所述中空部的顶部。所述多个第一气孔分布于所述至少一个第三密封圈的内侧。

9、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述主管道的顶部为敞口结构。所述气体混合结构还包括闸板。所述闸板用于密封所述主管道的顶部，以使穿过所述多个第一气孔的第一气体向下进入所述主管道。

10、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述混气筒的底部还设有连接结构，用于连接薄膜沉积设备的喷淋顶盖，或者连接所述喷淋顶盖的连接块。

11、此外，根据本实用新型的第二方面提供的上述喷淋顶盖包括顶盖本体、至少一个连接块及至少一个所述气体混合结构。所述顶盖本体中包括至少一个喷淋单元。所述喷淋单元用于将至少一种工作气体均匀喷洒到下方的工艺腔室，以对所述工艺腔室中的晶圆进行薄膜沉积。所述至少一个连接块的第一端连接所述喷淋单元，而其第二端连接如本实用新型的第一方面提供的气体混合结构。至少一个所述气体混合结构用于混合所述至少一种工作气体。

12、此外，根据本实用新型的第三方面提供的上述薄膜沉积设备包括如本实用新型的第二方面提供的喷淋顶盖及至少一个工艺腔室。所述至少一个工艺腔室设于所述喷淋顶盖的喷淋单元之下，用于利用所述喷淋顶盖提供的至少一种工作气体，对所述工艺腔室中的晶圆进行薄膜沉积。

技术特征：

1.一种气体混合结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的气体混合结构，其特征在于，所述混气筒的侧壁中部还设有第三进气口，所述主管道的中部还设有第二密封结构，其中，

3.如权利要求2所述的气体混合结构，其特征在于，还包括：

4.如权利要求3所述的气体混合结构，其特征在于，还包括：

5.如权利要求2所述的气体混合结构，其特征在于，所述第一密封结构包括第一密封圈，其中，所述主管道外侧壁的下部设有第一凹槽，所述第一密封圈安装于所述第一凹槽，并接触所述混气筒内侧壁的下部，以密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁，和/或

6.如权利要求5所述的气体混合结构，其特征在于，所述限位部的下侧设有至少一圈第三凹槽，其中安装有至少一个第三密封圈，其中，所述第三密封圈接触所述混气筒的顶部，以密封所述混气筒的所述中空部的顶部，所述多个第一气孔分布于所述至少一个第三密封圈的内侧。

7.如权利要求1所述的气体混合结构，其特征在于，所述主管道的顶部为敞口结构，所述气体混合结构还包括：

8.如权利要求1所述的气体混合结构，其特征在于，所述混气筒的底部还设有连接结构，用于连接薄膜沉积设备的喷淋顶盖，或者连接所述喷淋顶盖的连接块。

9.一种喷淋顶盖，其特征在于，包括：

10.一种薄膜沉积设备，其特征在于，包括：

技术总结
本技术提供了一种气体混合结构、一种喷淋顶盖及一种薄膜沉积设备。所述气体混合结构包括混气筒及分气块。所述限位部设于所述主管道的顶部，并安装于所述混气筒的顶部之上，以将所述主管道安装到所述混气筒的中空部，所述主管道的下部设有第一密封结构，所述第一密封结构位于所述第一进气口与第二进气口之间，用于密封所述混气筒的内侧壁与所述主管道的外侧壁，以使从所述第一进气口进入所述中空部的第一气体先向上穿过沿所述限位部的周向分布的多个第一气孔，再向下进入所述主管道，所述第二进气口位于所述主管道的下方，以使从所述第二进气口进入所述中空部的第二气体直接到达所述主管道的下方，以混合所述第一气体。

技术研发人员：郑宝义,关帅,吴凤丽,尹晶,唐仁鹏
受保护的技术使用者：拓荆科技(上海)有限公司
技术研发日：20231128
技术公布日：2024/9/23