CN108203815A - 工艺腔室及半导体加工设备 - Google Patents

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CN108203815A CN201611180566.2A CN201611180566A CN108203815A CN 108203815 A CN108203815 A CN 108203815A CN 201611180566 A CN201611180566 A CN 201611180566A CN 108203815 A CN108203815 A CN 108203815A
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating

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Abstract

本发明提供了一种工艺腔室及半导体加工设备，工艺腔室的顶壁和/或底壁为透明介质窗，透明介质窗包括透明介质板和加强筋；加强筋固定在透明介质板上，用以加强透明介质窗的强度。本发明提供的工艺腔室，可保证工艺腔室具有较强的抗负压能力，同时该工艺腔室占用空间小、易加工和维护。

Description

工艺腔室及半导体加工设备
技术领域
本发明属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种工艺腔室及半导体加工设备。
背景技术
化学气相沉积外延生长是将反应气体输送至腔室内，并通过加热等方式使反应气体发生反应，生长原子沉积在衬底上，长出单晶层。在外延生长过程中，需要控制的主要参数有：衬底温度、源气体流量和载气体流量等。品质较好的外延生长设备是生长良好的先决条件。
图1为现有的工艺腔室的结构示意图，请参阅图1，工艺腔室包括腔体和位于腔体上方的上加热灯2和下方的下加热灯3、作为顶壁的由透明石英材料制成的上圆顶10和作为底壁的由透明石英材料制成的下圆顶11，上圆顶10如图2a所示，图2a的左侧图为上圆顶10的俯视图，图2a的右侧图为沿左侧图中A-A沿线的剖视图，如图2a所示，上圆顶10采用了弧面结构；下圆顶11如图2b所示，图2b的左侧图为下圆顶的正视图，图2b的右侧图为沿左侧图中的C-C沿线的剖视图，下圆顶10也具有弧面结构；在腔体内还设置有用于承载被加工件的基座；工艺腔室还包括多个上加热灯2和多个下加热灯3，多个上加热灯2和多个下加热灯3分别透过上圆顶10和下圆顶11向工艺腔室内辐射热量，以加热被加工件，使被加工件加热至工艺所需温度。
然而，在实际应用中发现以下问题：上圆顶10和下圆顶11采用弧面结构的作用是为了使腔室能够兼容负压工艺，因此，虽然该反应腔室抗负压能力强，但是，腔体不仅占用空间大、难加工且不易维护。
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，提出了一种工艺腔室及半导体加工设备，可保证工艺腔室具有较强的抗负压能力，同时该工艺腔室占用空间小、易加工和维护。
为解决上述问题之一，本发明提供了一种工艺腔室，所述工艺腔室的顶壁和/或底壁为透明介质窗，所述透明介质窗包括透明介质板和加强筋，所述加强筋固定在所述透明介质板上，用以加强所述透明介质板的强度。
优选地，所述透明介质板为一整体式结构，所述加强筋固定设置在所述透明介质板的上表面或下表面。
优选地，所述加强筋的数量为多个，多个所述加强筋的一端均固定在所述透明介质板的中心区域，多个所述加强筋的另一端沿不同方向朝向所述透明介质板的边缘区域延伸并固定。
优选地，所述透明介质板形状为圆形或圆环；每个所述加强筋沿所述透明介质板的径向设置。
优选地，多个所述加强筋沿所述透明介质板的周向间隔且均匀设置。
优选地，所述透明介质板包括多个子透明介质板；多个所述子透明介质板通过所述加强筋固定拼接形成所述透明介质窗。
优选地，所述透明介质板形状为圆形或圆环。
优选地，所述加强筋采用石英制成。
优选地，所述加强筋和所述透明介质板采用焊接的方式固定。
优选地，在所述透明介质窗的外侧设置有加热装置，所述加热装置为盘形加热灯；所述加热装置用于控制加热位于所述工艺腔室内的被加工件。
优选地，所述盘形加热灯包括第一盘形加热灯和第二盘形加热灯；所述第一盘形加热灯用于控制加热所述被加工件的中心区域；所述第二盘形加热灯用于控制加热所述被加工件的边缘区域。
本发明还提供一种半导体加工设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室采用本发明上述提供的工艺腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的工艺腔室，透明介质窗包括平板状的透明介质板和加强筋；加强筋沿透明介质板所在平面设置，且内嵌固定在透明介质板内或固定在透明介质板的表面上，用以加强所述透明介质窗的强度这与现有技术中为弧面结构相比，采用加强筋可以提高平板状的透明介质窗的强度，因而不仅可保证腔室具有较强的抗负压能力，且平板状的透明介质窗占用空间小、易加工、好维护。
本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明上述提供的工艺腔室，设备强度好，且整个设备占用空间小、易加工与维护。
附图说明
图1为现有的工艺腔室的结构示意图；
图2a为图1中上圆顶的结构示意图；
图2b为图1中下圆顶的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的工艺腔室的结构示意图；
图4a为图3中上透明介质窗的结构示意图；
图4b为图3中下透明介质窗的结构示意图；
图5为图3中上加热装置或下加热装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的工艺腔室及半导体加工设备进行详细描述。
实施例1
图3为本发明实施例提供的工艺腔室的结构示意图；图4a为图3中上透明介质窗的结构示意图；图4b为图3中下透明介质窗的结构示意图；请一并参阅图3、图4a和图4b，本发明实施例提供的工艺腔室，工艺腔室的顶壁和底壁均为透明介质窗，具体地，顶壁的透明介质窗为上透明介质窗23，底壁的透明介质窗为下透明介质窗24，透明介质窗包括透明介质板和加强筋；加强筋固定在透明介质板上，用以加强透明介质板的强度，具体地，上透明介质窗23包括透明介质板231和加强筋232；下透明介质窗24包括透明介质板241和加强筋242。
本发明实施例提供的工艺腔室与现有技术中为弧面结构相比，采用加强筋可以提高平板状的透明介质窗的强度，因而不仅可保证腔室具有较强的抗负压能力，且平板状的透明介质窗占用空间小、易加工、好维护。
优选地，加强筋采用透明材料，以保证透明介质窗的透光性。
具体地，透明材料包括但不限于石英材料。
另外，透明介质板也可以采用石英材料制成。
另外，优选地，加强筋和透明介质板采用焊接的方式固定，这可以进一步地提高透明介质窗的强度。
在本实施例中，具体地，透明介质板(231和241)为一整体式结构，加强筋(232和242)固定设置在透明介质板(231和241)的上表面或下表面上，这样，由于整体式结构的透明介质板(231和241)的制造过程相对容易，因此使得工艺腔室的制造工艺简单；另外，采用这种方式，加强筋(232和242)和透明介质板(231和241)固定过程相对简单。
优选地，如图4a和4b所示，加强筋(232和242)的数量为多个(具体为四个)，多个所述加强筋(232和242)的一端均固定在透明介质板(231和241)的中心区域，多个所述加强筋的另一端沿不同方向朝向所述透明介质板(231和241)的边缘区域延伸并固定，加强筋采用这样的固定方式，能够保证整个透明介质板各个方向上的强度，从而更好地提高透明介质窗的强度。
进一步优选地，如图4a和4b所示，多个加强筋(232和242)沿透明介质板(231和241)的周向间隔且均匀设置，这样，使得透明介质窗周向上的强度较均匀，从而能够提高透明介质窗的整体强度和可靠性。
另外，具体地，图4a中透明介质板231为圆形结构，图4b中透明介质板241的形状为圆环，在此情况下，每个加强筋(232和242)沿透明介质板(231和241)的径向设置，这样，能够很好地提高透明介质窗的强度。
之所以透明介质板241的形状为圆环，这是因为该圆环的环孔用于与其他部件可以配合而设置，具体地，用于使驱动承载有被加工件的基座旋转的旋转轴穿过该环孔与位于工艺腔室外的驱动机构相连。
在本实施例中，如图3所示，采用热辐射的方式加热位于工艺腔室内的被加工件，具体地，在透明介质窗(23和24)的外侧设置有加热装置(20和21)，加热装置为盘形加热灯；加热装置用于控制加热位于工艺腔室内的被加工件。
更具体地，在上透明介质窗23的上部设置有上加热装置20，上加热装置20用于透过上透明介质窗加热被加工件；在下透明介质窗24的上部设置有下加热装置21，下加热装置21用于透过下透明介质窗24加热被加工件。
可以理解，在采用加热装置辐射加热的情况下，由于本发明中透明介质窗为平板状结构，因此，这可以避免现有技术中弧面结构对光信号的折射作用使得基座的温度不均匀现象，从而可提高基座的加热均匀性。当然，本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以采用感应加热的方式加热基座以及基座上的被加工件。
另外，由于加热装置采用盘状加热灯，这与现有技术中采用多个独立加热灯时在出现3个以上灯故障需要全部更换加热灯而造成维护成本高、难度大相比，不仅能够获得更好的加热均匀性，而且还维护成本和维护难度低。
优选地，如图5所示，以上加热装置20为例，盘形加热灯包括第一盘形加热灯201和第二盘形加热灯202；其中，第一盘形加热灯201用于控制加热被加工件的中心区域；第二盘形加热灯202用于控制加热被加工件的边缘区域，这样，可以实现对被加工件的中心区域和边缘区域进行独立控制加热，从而便于实现被加工件的温度均匀性性。具体地，第一盘形加热灯201和第二盘形加热灯202均通过电极与电源、控制电路等相连。
需要在此说明的是，在本实施例中，虽然透明介质板为一整体式结构，加强筋固定设置在透明介质板的上表面或下表面上；但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，透明介质板包括多个子透明介质板；多个子透明介质板通过加强筋固定拼接形成透明介质窗，采用该种方式，可以便于制备不规则形状的透明介质窗，而且加强筋可以内嵌在透明介质窗内，因此，能够更好地提高透明借助窗的强度。
实施例2
本发明实施例还提供一种半导体加工设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室采用本发明上述实施例1提供的工艺腔室。
具体地，半导体加工设备包括化学气相沉积设备。
本发明实施例提供的半导体加工设备，由于其采用本发明上述实施例提供的工艺腔室，因此，不仅设备强度好，而且整个设备占用空间小、易加工、易维护。
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 (12)

1.一种工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室的顶壁和/或底壁为透明介质窗，所述透明介质窗包括透明介质板和加强筋，所述加强筋固定在所述透明介质板上，用以加强所述透明介质板的强度。
2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述透明介质板为一整体式结构，所述加强筋固定设置在所述透明介质板的上表面或下表面。
3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述加强筋的数量为多个，多个所述加强筋的一端均固定在所述透明介质板的中心区域，多个所述加强筋的另一端沿不同方向朝向所述透明介质板的边缘区域延伸并固定。
4.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述透明介质板形状为圆形或圆环；
每个所述加强筋沿所述透明介质板的径向设置。
5.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，多个所述加强筋沿所述透明介质板的周向间隔且均匀设置。
6.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述透明介质板包括多个子透明介质板；
多个所述子透明介质板通过所述加强筋固定拼接形成所述透明介质窗。
7.根据权利要求6所述的工艺腔室，其特征在于，所述透明介质板形状为圆形或圆环。
8.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述加强筋采用石英制成。
9.根据权利要求1所述工艺腔室，其特征在于，所述加强筋和所述透明介质板采用焊接的方式固定。
10.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，在所述透明介质窗的外侧设置有加热装置，所述加热装置为盘形加热灯；
所述加热装置用于控制加热位于所述工艺腔室内的被加工件。
11.根据权利要求10所述的工艺腔室，其特征在于，所述盘形加热灯包括第一盘形加热灯和第二盘形加热灯；
所述第一盘形加热灯用于控制加热所述被加工件的中心区域；
所述第二盘形加热灯用于控制加热所述被加工件的边缘区域。
12.一种半导体加工设备，包括工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室采用权利要求1-11任意一项所述的工艺腔室。
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