[发明专利]化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及设备

说明书

本发明提供的化学气沉积设备的进气结构和进气方法的技术方案中，通过利用浓度检测单元检测进气管路上源气体的当前浓度值，并利用控制单元根据该当前浓度值和目标浓度值控制流量调节单元调节工艺气体的流量值，可以调节反应腔室中的工艺气体的质量，以使工艺气体中的源气体的质量等于目标质量。这样，可以实现在不同时刻制备衬底时反应腔室中的工艺气体中源气体的质量一致，从而保证反应腔室中硅片生长速率的一致性，提高硅片的厚度一致性，进而提高产品良率。另外，本发明还提供了一种化学气相沉积设备。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及应用化学气相沉积设备的进气结构的化学气相沉积设备。

背景技术

化学气相沉积外延生长是将反应气体输送到反应腔室，通过加热等方式，使生长原子沉积在衬底上，长出单晶层。气相外延生长过程示意图如图1。

TCS(SiHCl₃)作为一种硅外延所需的工艺气体，以液态的形式存放在鼓泡器中，通过氢气携带的方式将其携带进入反应腔室进行化学反应。氢气所携带的TCS的质量，会影响单晶的生长速率和厚度均匀性。

图2为相关技术中一种常见的TCS进气结构的示意图。如图2所示，在硅外延工艺中，控制器6通过控制管路中的质量流量控制器3来控制管路中的TCS的流量，以控制进入到反应腔室5中的TCS的进气量，进而控制单晶生长速率。

但在使用上述进气结构的过程中，仍会出现不同时刻制备的硅片的生长速率有差异，甚至同一硅片不同位置的厚度也不一样，从而导致硅片的厚度一致性较差，产品质量下降。

综上，如何提出一种提高硅片的厚度一致性的进气结构，成为本领域亟需解决的技术问题。

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，提出了一种化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及应用化学气相沉积设备的进气结构的化学气相沉积设备，其能够提高硅片的厚度一致性。

作为本发明的一方面，本发明提供了一种化学气相沉积设备的进气结构，包括进气管路，所述进气管路用于将包括源气体和载气的工艺气体输送至所述化学气相沉积设备的反应腔室中，所述进气结构还包括浓度检测单元、流量调节单元和控制单元；其中，

所述浓度检测单元设置在所述进气管路上，用于检测所述进气管路中所述源气体的当前浓度值，并发送至所述控制单元；

所述流量调节单元用于调节所述工艺气体的当前流量值；

所述控制单元用于根据所述源气体的当前浓度值和所述源气体的目标浓度控制所述流量调节单元调节所述工艺气体的流量值，以调节所述反应腔室中的所述源气体的质量，使之等于目标质量。

可选地，所述流量调节单元包括第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器设置在所述进气管路上。

可选地，所述进气结构还包括鼓泡器和载气管路，其中，

所述鼓泡器用于存储液态的所述源气体，所述鼓泡器的出气端与所述进气管路的进气端连接；

所述载气管路的出气端与所述鼓泡器的进气端连接，用以将所述载气输送至所述鼓泡器中。

可选地，所述流量控制单元包括第二质量流量控制器，所述第二质量流量控制器设置在所述载气管路上。

作为本发明的第二方面，本发明提供了一种进气方法，其采用本发明提供的化学气相沉积设备的进气结构将包括源气体和载气的工艺气体输送至所述化学气相沉积设备的反应腔室中，所述进气方法包括以下步骤：

S1、利用所述浓度检测单元检测所述进气管路中所述源气体的当前浓度值；