CN107086186B - 一种反应腔室和基片加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反应腔室和基片加工设备，属于微电子技术领域，其可解决现有的反应腔室中，由于用于向晶片底部通入气体的气体引入单元位于基座内部，在基座维护时容易损坏，而且重新确认其位置也比较困难的问题。本发明的反应腔室，包括基座，基座用于支撑晶片，基座内设有向晶片底部通入气体的第一气体通道和气体转接单元，所述反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道，所述反应腔室外设置有气体接入单元；所述气体依次通过所述气体接入单元、第二气体通道、气体转接单元和第一气体通道，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀。

Description

一种反应腔室和基片加工设备

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种反应腔室和基片加工设备。

背景技术

请参照图1至3，如图1所示的反应腔室的结构是目前比较常用的结构。在该反应腔室内，工艺支撑单元7包括工艺支撑单元凸台701和工艺支撑单元通道702，工艺支撑单元7通过侧面伸出的工艺支撑单元凸台701与腔室本体1固定，工艺支撑单元7通过与腔室本体1连接接地，晶片支撑单元3与接口盘5连接导通射频，隔离环4将接口盘5与工艺支撑单元7电气隔开，保护环2设置于隔离环4上方，晶片支撑单元3上承载晶片，为了保证晶片的温度均匀，需要在晶片底面通入气体，通常为氦气，晶片支撑单元3和接口盘5内部设计有气体通道，接口盘5底面连接气体引入单元6，气体引入单元6位于基座内。

气体引入单元6是一种典型的气体管路连接结构，包括：气体接入法兰601、气体引入单元本体602、O型环603、气体引入单元压环604、气体引入单元螺母605和气体引入单元软管606，具体结构如图2所示，气体接入法兰601与气体接入单元本体602通过焊接方式连接，气体引入单元本体602设计外螺纹，气体引入单元螺母605设计内螺纹，安装的时候先将气体引入单元软管606依次穿过气体引入单元螺母605、气体引入单元压环604、O型环603，然后将气体引入单元软管606伸入气体引入单元本体602，接下来将气体接入单元螺母605往前伸，待与气体接入单元本体602接触后，通过旋紧螺纹将气体接入单元软管606连接到气体接入单元本体602，气体接入单元软管606通过工艺支撑单元通道702和腔室本体1相应处的开孔与反应腔室外部相连。电气电缆、冷却水管、射频通路也通过工艺支撑单元通道702与反应腔室外部相连。

接口盘5底面安装有升针机构9，用于驱动传输过程中晶片的升降，需要定期对升针机构9中的升针的高度进行检查，如果高度不一致就要对升针的高度进行重新调节。维护时先将反应腔室后盖打开，拆下密封底盖8对升针机构9进行调节，调节操作的时候会碰到气体引入单元软管606，多次操作使气体引入单元螺母605松动，气体引入单元软管606被拽出，O型环603脱离原位，导致反应腔室的真空度不能抽到本底，而且由于气体引入单元6相对密封底盖8较远，想要重新确认气体引入单元6的位置也比较困难。

发明内容

本发明针对现有的反应腔室，用于向晶片底部通入气体的气体引入单元位于基座内部，在基座维护时容易损坏，而且重新确认其位置也比较困难的问题，提供一种安装、维护便利的反应腔室。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种反应腔室，包括基座，所述基座用于支撑晶片，所述基座内设有向晶片底部通入气体的第一气体通道和气体转接单元，所述反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道，所述反应腔室外设置有气体接入单元；所述气体依次通过所述气体接入单元、第二气体通道、气体转接单元和第一气体通道，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀。

其中，所述气体转接单元包括内部均为空心结构且相互连通的密封端、转接管、安装法兰和转接法兰，所述气体依次通过所述密封端、转接管、安装法兰和转接法兰。

其中，所述基座还包括隔离环和工艺支撑单元，所述隔离环位于所述工艺支撑单元上方，所述隔离环中设置有与所述转接法兰匹配的第一槽，所述工艺支撑单元中设置有与所述安装法兰匹配的第二槽、与所述转接管匹配的第三槽和与所述密封端匹配的第四槽；

其中，所述转接法兰设置于所述第一槽中，所述安装法兰设置于所述第二槽中，所述转接管设置于所述第三槽中，所述密封端设置于所述第四槽中。

其中，所述基座还包括：晶片支撑单元和接口盘，所述晶片支撑单元位于所述接口盘上方，所述接口盘位于所述工艺支撑单元上方，并被所述隔离环包围；

所述第一气体通道包括第一子气体通道、第二子气体通道和第三子气体通道，所述第一子气体通道设置于晶片支撑单元内，所述第二子气体通道设置于所述接口盘内，所述第三子气体通道设置于所述隔离环内，所述气体依次通过所述第三子气体通道、第二子气体通道和第一子气体通道。

其中，所述转接法兰的中心与所述反应腔室的侧壁之间的距离大于60mm。

其中，所述第一气体通道的内径为4～6mm。

其中，所述第二气体通道的内径为4～6mm。

其中，所述基座还包括：转接单元盖板，所述转接单元盖板位于所述转接管和所述密封端的上方。

其中，所述转接法兰位于所述转接单元盖板一端的上方，所述转接法兰用于将转接单元盖板固定于所述转接管和密封端的上方。

其中，所述转接单元盖板中设置有与所述转接管匹配的第五槽和与所述密封端匹配的第六槽，所述转接管设置于所述第五槽中，所述密封端设置于所述第六槽中。

作为另一实施方案，本发明还提供一种基片加工设备，其包括反应腔室，所述反应腔室采用上述任意一项所述的反应腔室。

本发明的反应腔室中，包括基座，基座用于支撑晶片，基座内设有向晶片底部通入气体的第一气体通道和气体转接单元，反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道，反应腔室外设置有气体接入单元，气体依次通过气体接入单元、第二气体通道、气体转接单元和第一气体通道，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀，通过气体转接单元将气体接入单元设置在反应腔室外部，降低了维护升针机构的难度，避免了维护时对气体接入单元的结构的破坏，保证了反应腔室内部的真空度，同时也减少了在维护的过程中给基片加工设备带来新的问题的风险；另外，气体接入单元放置在反应腔室外部，方便了气体接入单元的维护。

附图说明

图1为现有的反应腔室的结构示意图；

图2为现有的反应腔室中的气体接入单元的结构示意图；

图3为现有的反应腔室中的工艺支撑单元的结构示意图；

图4为本发明的实施例1的反应腔室的结构示意图；

图5为本发明的实施例1的反应腔室的局部放大图；

图6为本发明的实施例1的反应腔室中的气体转接单元的结构示意图；

图7为本发明的实施例1的反应腔室中的工艺支撑单元的结构示意图；

图8为本发明的实施例1的反应腔室中的转接单元盖板的结构示意图；

其中，附图标记为：1、腔室本体；2、保护环；3、晶片支撑单元；4、隔离环；5、接口盘；6、气体接入单元；601、气体接入法兰；602、气体接入单元本体；603、O型环；604、气体引入单元压环；605、气体引入单元螺母；606、气体引入单元软管；7、工艺支撑单元；701、工艺支撑单元凸台；702、工艺支撑单元通道；703、第二槽；704、第三槽；705、第四槽；8、密封底盖；9、升针机构、10、气体转接单元；101、转接法兰；102、转接管；103、密封端；104、安装法兰；11、转接单元盖板；111、第五槽；112、第六槽；12、第一气体通道；121、第一子气体通道；122、第二子气体通道；123、第三子气体通道；13、第二气体通道。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

请参照图4至8，本实施例提供一种反应腔室，包括基座(图中未示出)，基座用于支撑晶片，基座内设有向晶片底部通入气体的第一气体通道12和气体转接单元10，反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道13，反应腔室外设置有气体接入单元6；气体依次通过气体接入单元6、第二气体通道13、气体转接单元10和第一气体通道12，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀。

工艺支撑单元7与腔室本体1固定并通过与腔室本体1连接接地，晶片支撑单元3与接口盘5连接导通射频，隔离环4将接口盘5与工艺支撑单元7电气隔开，保护环2设置于隔离环4上方，晶片支撑单元3上承载晶片，接口盘5底面安装有升针机构9，用于驱动传输过程中晶片的升降。

优选地，气体转接单元10包括内部均为空心结构且相互连通的密封端103、转接管102、安装法兰104和转接法兰101，气体依次通过密封端103、转接管102、安装法兰104和转接法兰101。

具体地，气体转接单元10包括安装法兰104、转接法兰101、转接管102和密封端103，安装法兰104设置于转接管102的一端，密封端103的一端设置于转接管102的另一端，并与气体接入单元6连接，转接法兰101的一端通过安装法兰104与转接管102连接，转接法兰101的另一端与第一气体通道12连接，安装法兰104、转接法兰101、转接管102和密封端103的内部均为空心结构，以使气体通过，也就是说，气体转接单元10整体是空心结构，安装法兰104、转接法兰101、转接管102和密封端103的内部均是相互连通的，故而使气体转接单元10内部形成了一个贯通的气体转接通道，可以使气体通过，因此，当气体接入单元6提供气体时，第二气体通道13和气体转接单元10才能够使气体通过，将该气体转接到第一气体通道12中，最终到达晶片底部。

优选地，基座还包括隔离环4和工艺支撑单元7，隔离环4位于工艺支撑单元7上方，隔离环4中设置有与转接法兰101匹配的第一槽，工艺支撑单元7中设置有与安装法兰104匹配的第二槽703、与转接管102匹配的第三槽704和与密封端103匹配的第四槽705。

其中，转接法兰101设置于第一槽中，安装法兰104设置于第二槽中703，转接管102设置于第三槽704中，密封端103设置于第四槽705中。

从图5中可以看出，转接法兰101位于隔离环4中，也就是说，与转接法兰101匹配的第一槽就是转接法兰101所占据的位置，即转接法兰101完全设置于第一槽中。

从图5和图7中可以看出，这里所说的转接管102设置于第三槽704中以及密封端103设置于第四槽705中实际上是指转接管102和密封端103部分设置于工艺支撑单元7中，例如，转接管102和密封端103均是水平放置的，转接管102和密封端103的高度其实就是转接管102和密封端103的直径长度，第三槽704和第四槽705的深度为第三槽704和第四槽705的半径长度。可以理解的是，转接管102的下半部分位于第三槽704中，上半部分裸露在工艺支撑单元凸台701之上，密封端103的下半部分位于第四槽705中，上半部分裸露在工艺支撑单元凸台701之上。优选地，为了使转接管102和密封端103稳固的设置于第三槽704和第四槽705中，转接管102的外径可等于第三槽704的内径，密封端103的外径可等于第四槽705的内径。

优选地，基座还包括：晶片支撑单元3和接口盘5，晶片支撑单元3位于接口盘5上方，接口盘5位于工艺支撑单元7上方，并被隔离环4包围；第一气体通道12包括第一子气体通道121、第二子气体通道122和第三子气体通道123，第一子气体通道121竖直设置于晶片支撑单元3内，第二子气体通道122包括水平部和竖直部，水平部和竖直部均设置于接口盘5内，第三子气体通道123竖直设置于隔离环4内，气体依次通过第三子气体通道123、第二子气体通道122和第一子气体通道121。

从图5中可以看出，第三子气体通道123与气体转接单元10的转接法兰101连接，由于第一子气体通道121、第二子气体通道122和第三子气体通道123也为空心结构，因此，由气体接入单元6提供的气体能够通过第二气体通道13、气体转接单元10和第一气体通道12直接到达晶片底面，以使晶片的温度均匀。

优选地，转接法兰101的中心与反应腔室的侧壁之间的距离L大于60mm。

优选地，第一气体通道12的内径为4～6mm。

优选地，第二气体通道13的内径为4～6mm。

之所以如此设置，是由于将第一气体通道12和第二气体通道13的内径设置为4～6mm，能够保证真空度良好，但第一气体通道12和第二气体通道13的内径尺寸并不局限于此，还可以为其他范围，只要能保证良好的真空度即可，当然，内径越大，气体通过量越大，内径越小，气体通过量越小，可依据实际情况改变，在此不再赘述。

优选地，基座还包括：转接单元盖板11，转接单元盖板11位于转接管102和密封端103的上方。

之所以如此设置，是由于气体转接单元10的转接管102的上半部分和密封端103的上半部分均未设置在工艺支撑单元7中，即转接管102和密封端103并不是完全设置于工艺支撑单元7中的，因此需要设置转接单元盖板11，以将转接管102和密封端103的“裸露”部分覆盖住。

进一步地，转接法兰101位于转接单元盖板11一端的上方，转接法兰101用于将转接单元盖板11固定于转接管102和密封端103的上方。

从图5中可以看出，由于转接法兰101设置在隔离环4中，因此，转接法兰101位于转接单元盖板11一端的上方，也就是说，转接法兰101是压在转接单元盖板11的一端上的，能够起到固定作用，转接单元盖板11的另一端可以设置在腔室本体1的腔壁内(如图5)也就是说，在腔室本体1的腔壁上设置一个槽(图中未标出)，利用这个槽的上边缘将转接单元盖板11压住，当然，转接单元盖板11的另一端也可以不设置在腔室本体1的腔壁内，可与腔室本体1的腔壁恰好接触，这样，由于转接法拉101在竖直和平行两个方向都给出了作用力(竖直方向的作用力来源于腔室本体1的腔壁提供的推力，水平方向的作用力来源于转接法拉101提供的压力，这里的竖直方向和水平方向均以转接单元盖板11的接触面的方向为基础而言)，可以将转接单元盖板11“顶”在转接法拉101和腔室本体1的腔壁之间，总之，无论何种设置，只要能够将转接单元盖板11固定在转接管102和密封端103上方即可。

进一步地，转接单元盖板11中设置有与转接管102匹配的第五槽111和与密封端103匹配的第六槽112，转接管102设置于第五槽111中，密封端103设置于第六槽112中。

可以理解的是，转接管102只是部分设置于第五槽111中，密封端103只是设置于第六槽112中，若要使转接单元盖板11覆盖住转接管102和密封端103“裸露”的部分(即上半部分)，转接单元盖板11必然设置有与转接管102和密封端103的“裸露”部分(即上半部分)相匹配的槽，即与转接管102的上半部分匹配的第五槽111和与密封端103的上半部分匹配的第六槽112。

本实施例的反应腔室，包括基座，基座用于支撑晶片，基座内设有向晶片底部通入气体的第一气体通道12和气体转接单元10，反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道13，反应腔室外设置有气体接入单元6；气体依次通过气体接入单元6、第二气体通道13、气体转接单元10和第一气体通道12，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀，通过气体转接单元10将气体接入单元6设置在反应腔室外部，降低了维护升针机构9的难度，避免了维护时对气体接入单元6的结构的破坏，保证了反应腔室内部的真空度，同时也减少了在维护的过程中给晶片加工设备带来新的问题的风险；另外，气体接入单元6放置在反应腔室外部，方便了气体接入单元6的维护。

实施例2：

本实施例提供一种基片加工设备，其包括反应腔室，反应腔室采用实施例1所述的反应腔室。

本实施例提供的基片加工设备，包括实施例1的反应腔室，通过气体转接单元10将气体接入单元6设置在反应腔室外部，降低了维护升针机构9的难度，避免了维护时对气体接入单元6的结构的破坏，保证了反应腔室内部的真空度，同时也减少了在维护的过程中给基片加工设备带来新的问题的风险；另外，气体接入单元6放置在反应腔室外部，方便了气体接入单元的维护。

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 (10)

1.一种反应腔室，包括基座，所述基座用于支撑晶片，其特征在于，所述基座内设有向所述晶片底部通入气体的第一气体通道和气体转接单元，所述反应腔室设置有贯穿其侧壁的第二气体通道，所述反应腔室外设置有气体接入单元；所述气体依次通过所述气体接入单元、第二气体通道、气体转接单元和第一气体通道，到达晶片底部，以使晶片的温度均匀；其中，

所述气体转接单元包括内部均为空心结构且相互连通的密封端、转接管、安装法兰和转接法兰，所述气体依次通过所述密封端、转接管、安装法兰和转接法兰。

2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述基座还包括隔离环和工艺支撑单元，所述隔离环位于所述工艺支撑单元上方，所述隔离环中设置有与所述转接法兰匹配的第一槽，所述工艺支撑单元中设置有与所述安装法兰匹配的第二槽、与所述转接管匹配的第三槽和与所述密封端匹配的第四槽；

其中，所述转接法兰设置于所述第一槽中，所述安装法兰设置于所述第二槽中，所述转接管设置于所述第三槽中，所述密封端设置于所述第四槽中。

3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述基座还包括：晶片支撑单元和接口盘，所述晶片支撑单元位于所述接口盘上方，所述接口盘位于所述工艺支撑单元上方，并被所述隔离环包围；

所述第一气体通道包括第一子气体通道、第二子气体通道和第三子气体通道，所述第一子气体通道设置于晶片支撑单元内，所述第二子气体通道设置于所述接口盘内，所述第三子气体通道设置于所述隔离环内，所述气体依次通过所述第三子气体通道、第二子气体通道和第一子气体通道。

4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述转接法兰的中心与所述反应腔室的侧壁之间的距离大于60mm。

5.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第一气体通道的内径为4～6mm。

6.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第二气体通道的内径为4～6mm。

7.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述基座还包括：转接单元盖板，所述转接单元盖板位于所述转接管和所述密封端的上方。

8.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，所述转接法兰位于所述转接单元盖板一端的上方，所述转接法兰用于将转接单元盖板固定于所述转接管和密封端的上方。

9.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，所述转接单元盖板中设置有与所述转接管匹配的第五槽和与所述密封端匹配的第六槽，所述转接管设置于所述第五槽中，所述密封端设置于所述第六槽中。

10.一种基片加工设备，其包括反应腔室，其特征在于，所述反应腔室采用权利要求1-9任意一项所述的反应腔室。