CN110400763B - 反应腔室及半导体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反应腔室及半导体加工设备，其包括腔室侧壁和腔室底壁，还包括热交换元件和用于提供能量的热交换源，其中，热交换元件包括均匀分布在腔室侧壁中的第一部分，和均匀分布在腔室底壁中的第二部分。本发明提供的反应腔室，其可以避免使用多个加热器很难保证温度一致性的问题，而且还可以保证腔室温度均匀性。

Description

反应腔室及半导体加工设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种反应腔室及半导体加工设备。
背景技术
目前，LED刻蚀机是LED光源生产过程中所需要的重要设备，主要用于刻蚀GaN基外延层或蓝宝石衬底，刻蚀的效果直接关系到光源芯片的质量高低，进而影响光源的质量。在刻蚀工艺中，通常需要对反应腔室进行加热，为了保证温度的均匀性，通常使用多个加热器对反应腔室的不同区域进行加热。
图1为现有的反应腔室的剖视图。如图1所示，在反应腔室内设置有基座2，用于承载晶片3。并且，在腔室底壁1中设置有4个加热器4。如图2所示，4个加热器4分布在靠近腔室底壁1的四个边角的位置处。并且，在每个加热器4的周围设置有热电偶5和过温开关6，组成一个加热控制单元。为了简明的表示加热布局，图2中只画出了一个热电偶5和一个过温开关6。4个加热器共用一个电源供电。过温开关6用于在腔室温度过高时切断电源，并输出报警信息。另外，在腔室顶壁设置有同样的加热控制单元。
上述反应腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：
其一，腔室顶壁和腔室底壁中共设置有8个加热器同时对腔室加热，在此过程中，需要通过控制8个加热器的温度一致性来保证腔室的温度均匀性。但是，8个加热器的温度一致性很难保证，在实际应用中，加热器的温度相对于温控器的设定值存在波动。
其二，由于8个加热器均在腔室的边角上，加热器与腔室各个部分的传导距离差异大，无法保证腔室整体的温度均匀性。
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，提出了一种反应腔室及半导体加工设备，其可以避免使用多个加热器很难保证温度一致性的问题，而且还可以保证腔室温度均匀性。
为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括腔室侧壁和腔室底壁，还包括热交换元件和用于提供能量的热交换源，其中，所述热交换元件包括均匀分布在所述腔室侧壁中的第一部分，和均匀分布在所述腔室底壁中的第二部分。
可选的，所述热交换元件为热交换管路，所述热交换管路包括输入端和输出端；所述热交换源为热交换液体源，所述热交换液体源包括输出口和回收口，所述输出口通过所述输入端向所述热交换管路通入热交换液体；所述回收口通过所述输出端回收所述热交换管路中的热交换液体。
可选的，所述热交换元件为加热丝；所述热交换源为电源。
可选的，所述第一部分和第二部分相互串联或者相互并联。
可选的，所述热交换液体的温度与期望的腔室温度一致。
可选的，通过控制所述热交换液体在所述热交换管路中的流速和/或温度，来控制加热速度。
可选的，所述第二部分包括两条第一管路，两条所述第一管路构成圆环结构，并且每条所述第一管路缠绕形成半径不同的多个半圆形管路；
两条所述第一管路各自的一端分别用作所述输入端和输出端；两条所述第一管路各自的另一端与所述第一部分的两端连接。
可选的，所述第一部分包括多条第二管路和两条第三管路，其中，
多条所述第二管路沿所述腔室侧壁的轴向间隔设置，每条所述第二管路沿所述腔室侧壁的周向环绕设置，且每条所述第二管路的两端之间具有间距；
两条所述第三管路均沿所述腔室侧壁的轴向设置，且其中一条所述第三管路分别与多条所述第二管路的一端连接，其中另一条所述第三管路分别与多条所述第二管路的另一端连接；并且，两条所述第三管路分别与两条所述第一管路各自的另一端连接。
可选的，所述热交换管路的管径小于等于0.5inch。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括本发明提供的上述反应腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的反应腔室，其通过使热交换元件的第一部分和第二部分分别均匀分布在腔室侧壁和腔室底壁中，可以减少热交换元件与腔室各个位置的传导距离差异，从而可以保证腔室整体的温度均匀性。同时，由于热交换元件仅有两个部分，这与现有技术相比，更容易保证温度一致性，从而可以提高腔室温度均匀性。
本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的上述反应腔室，可以避免使用多个加热器很难保证温度一致性的问题，而且还可以保证腔室温度均匀性。
附图说明
图1为现有的反应腔室的剖视图；
图2为现有的反应腔室的仰视图；
图3为本发明实施例提供的反应腔室的剖视图；
图4为本发明实施例中的热交换元件的第二部分在腔室底壁中的分布图；
图5为本发明实施例中的热交换元件的第一部分在腔室侧壁中的分布图。
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反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。
请一并参阅图3至图5，本发明实施例提供的反应腔室，其包括腔室侧壁10和腔室底壁11，以及热交换元件14和用于向该热交换元件14提供能量的热交换源(图中未示出)，其中，热交换元件14包括均匀分布在腔室侧壁10中的第一部分141，和均匀分布在腔室底壁11中的第二部分142。
通过使第一部分141和第二部分142分别均匀分布在腔室侧壁和腔室底壁中，可以减少热交换元件14与腔室各个位置的传导距离差异，从而可以保证腔室整体的温度均匀性。同时，由于热交换元件14仅有两个部分，这与现有技术相比，更容易保证温度一致性，从而可以提高腔室温度均匀性。
在实际应用中，热交换源可以为热源或者冷却源，通过热交换元件实现对腔室的加热或者冷却。
在本实施例中，热交换元件14为热交换管路，该热交换管路包括输入端和输出端；热交换源为热交换液体源，热交换液体源包括输出口和回收口，输出口通过输入端向热交换管路通入热交换液体；回收口通过输出端回收所述热交换管路中的热交换液体。这样，可以实现热交换液体的循环流动。
为了保证第一部分141和第二部分142的温度一致性，第一部分141和第二部分142与同一热交换源连接，在这种情况下，第一部分141和第二部分142可以相互串联或者相互并联。
在实际应用中，通常需要在腔室壁中设置热电偶，用以检测腔室温度，但是，热电偶可能会出现短路。在现有技术中，若热电偶出现短路，会造成加热器对腔室持续加热，直至过温开关断开，从而有给工艺造成严重影响的隐患。为了解决该问题，在本发明实施例提供的反应腔室中，采用热交换液体对腔室进行加热，同时保持上述热交换液体的温度与期望的腔室温度一致。这样，即使热电偶短路，也不会出现腔室过温的情况，从而可以避免给工艺造成严重影响。
可选的，通过控制热交换液体在热交换管路中的流速和/或温度，来控制加热速度。具体地，流速越大，则加热速度越快；反之，流速越小，则加热速度越慢。
可选的，热交换管路的管径小于等于0.5inch。热交换管路的管径越小，越容易实现均匀分布，从而可以进一步提高温度均匀性。
下面对第二部分142的具体实施方式进行详细描述。在本实施例中，第一部分141和第二部分142相互串联。具体地，如图4所示，第二部分142包括两条第一管路(142a，142b)，两条第一管路(142a，142b)构成圆环结构，并且每条第一管路缠绕形成半径不同的多个半圆形管路，具体缠绕方式为：由多个半径不同的半圆形管路首尾串接构成。
而且，两条第一管路(142a，142b)各自的一端(144,143)分别用作输入端和输出端，与热交换源的输出口和回收口连接。两条第一管路(142a，142b)各自的另一端(146,145)与第一部分141的两端连接。
热交换液体依次经由热交换源的输出口和第一管路的输入端144进入第一管路142a，并依次经由第一管路142a的另一端146进入第一部分141，再依次经由第一管路142b的另一端145进入第一管路142b，最后依次经由第一管路142b的输出端和热交换源的回收口返回热交换源。
在上述第二部分142的结构的基础上，第一部分141的具体实施方式为：如图5所示，第一部分141包括多条第二管路141a和两条第三管路141b，其中，多条第二管路141a沿腔室侧壁10的轴向间隔设置，每条第二管路141a沿腔室侧壁10的周向环绕设置，且每条第二管路141a的两端之间具有间距。
两条第三管路141b均沿腔室侧壁10的轴向设置，且左侧的第三管路141b分别与多条第二管路141a的左端连接，右侧的第三管路141b分别与多条第二管路141a的右端连接；并且，两条第三管路141b(各自的下端)分别与两条第一管路(142a，142b)各自的另一端连接。
需要说明的是，第一部分141和第二部分142并不局限于采用本实施例中的结构，在实际应用中，还可以采用其他任意结构，只要能够分别在腔室侧壁10和腔室底壁11中均匀分布即可。
还需要说明的是，在本实施例中，热交换元件14为热交换管路，通过向该热交换管路中通入热交换液体来实现对腔室温度的控制。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，热交换元件也可以为加热丝，热交换源为电源。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，其包括本发明实施例提供的上述反应腔室。
本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用本发明实施例提供的上述反应腔室，可以避免使用多个加热器很难保证温度一致性的问题，而且还可以保证腔室温度均匀性。
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 (7)

1.一种反应腔室，包括腔室侧壁和腔室底壁，其特征在于，还包括热交换元件和用于提供能量的热交换源，其中，所述热交换元件包括均匀分布在所述腔室侧壁中的第一部分，和均匀分布在所述腔室底壁中的第二部分；
所述热交换元件为热交换管路，所述热交换管路包括输入端和输出端；所述热交换源为热交换液体源，所述热交换液体源包括输出口和回收口，所述输出口通过所述输入端向所述热交换管路通入热交换液体；所述回收口通过所述输出端回收所述热交换管路中的热交换液体；所述热交换液体的温度与期望的腔室温度一致，以防止出现腔室过温的情况，从而避免给工艺造成严重影响。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第一部分和第二部分相互串联或者相互并联。
3.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，通过控制所述热交换液体在所述热交换管路中的流速和/或温度，来控制加热速度。
4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第二部分包括两条第一管路，两条所述第一管路构成圆环结构，并且每条所述第一管路缠绕形成半径不同的多个半圆形管路；
两条所述第一管路各自的一端分别用作所述输入端和输出端；两条所述第一管路各自的另一端与所述第一部分的两端连接。
5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述第一部分包括多条第二管路和两条第三管路，其中，
多条所述第二管路沿所述腔室侧壁的轴向间隔设置，每条所述第二管路沿所述腔室侧壁的周向环绕设置，且每条所述第二管路的两端之间具有间距；
两条所述第三管路均沿所述腔室侧壁的轴向设置，且其中一条所述第三管路分别与多条所述第二管路的一端连接，其中另一条所述第三管路分别与多条所述第二管路的另一端连接；并且，两条所述第三管路分别与两条所述第一管路各自的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述热交换管路的管径小于等于0.5inch。
7.一种半导体加工设备，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的反应腔室。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1420978A (zh) * 1999-08-12 2003-05-28 Asml美国公司 热壁式快速热处理器
CN101196750A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 反应腔室
CN101656194A (zh) * 2008-08-21 2010-02-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子腔室及其温度控制方法
CN102953051A (zh) * 2011-08-31 2013-03-06 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室装置和具有它的基片处理设备
CN103515179A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体反应室及具有其的等离子体装置
CN106711006A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 上电极组件及半导体加工设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1420978A (zh) * 1999-08-12 2003-05-28 Asml美国公司 热壁式快速热处理器
CN101196750A (zh) * 2006-12-07 2008-06-11 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 反应腔室
CN101656194A (zh) * 2008-08-21 2010-02-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子腔室及其温度控制方法
CN102953051A (zh) * 2011-08-31 2013-03-06 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室装置和具有它的基片处理设备
CN103515179A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体反应室及具有其的等离子体装置
CN106711006A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 上电极组件及半导体加工设备

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