CN110760924A - 进气装置及半导体处理设备 - Google Patents

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    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Abstract

本发明提供一种进气装置及半导体处理设备，进气装置用于半导体处理设备，进气装置包括：进气模块以及匀流板，匀流板位于进气模块的进气端，该进气装置还包括：固定结构，设置在匀流板的远离进气模块的一侧，固定结构能够在所处环境的温度上升时发生形变，以向匀流板施加使之固定在进气模块上的推力。通过本发明，避免了使用螺钉等固定方式对匀流板的损坏，也避免了匀流板与进气模块之间的安装不匹配问题，提高了机台工艺的一致性。

Description

进气装置及半导体处理设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种进气装置及半导体处理设备。
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中，通过加热等方式，使反应气体进行反应，生长原子沉积在反应腔室的衬底上，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、反应气体流量等。厚度、电阻率均匀性是薄膜制备中的重要指标。衬底的温度对外延层的晶体完成性和生长速率，反应气体流量对生长速度、电阻率、外延层厚度的均匀性等，都分别有很大的影响。
现有技术中，反应腔室前端装有进气装置，后端装配有排气模块，进气模块和反应腔室之间安放有匀流板。匀流板安置在进气模块与反应腔室之间，匀流板上开有特定距离及直径的孔，起到对各区进入反应腔室内部的工艺气体分配流量比例的作用。
现有进气模块通过将匀流板安置在进气模块和反应腔室之间的固定槽内，或者使用螺钉将匀流板固定在进气模块上，但是，匀流板通常采用石英材质，属于脆性材料，进气模块和反应腔室之间的固定槽尺寸必须比匀流板大，导致匀流板与固定槽会有间隙，使匀流板对进入反应腔室的气体流量比例分配的作用变差。进一步，如果使用螺钉将匀流板固定在进气模块上，在施加扭矩较大时，匀流板容易破裂。
进气模块和反应腔室之间的固定槽尺寸存在加工公差，会导致不同固定槽尺寸存在差异，使机台之间存在装配差异，甚至影响机台的工艺一致性。
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，提出了一种进气装置及半导体处理设备。
为实现本发明的目的而提供一种进气装置，用于半导体处理设备，所述进气装置包括进气模块以及匀流板，所述匀流板位于所述进气模块的进气端，还包括：
固定结构，设置在所述匀流板的远离所述进气模块的一侧，所述固定结构能够在所处环境的温度上升时发生形变，以向所述匀流板施加使之固定在所述进气模块上的推力。
优选地，所述固定结构包括至少两个固定件，所述至少两个固定件沿远离所述匀流板的方向依次叠置；并且在所述至少两个固定件中有至少两个所述固定件的热膨胀系数不相同。
优选地，所述至少两个固定件中，距离所述匀流板越远的所述固定件的热膨胀系数越大。
优选地，各相邻的两个所述固定件相互压接或粘合。
优选地，所述固定件为两个，分别为沿远离所述匀流板的方向依次叠置的第一固定件和第二固定件，其中，所述第一固定件包括沿竖直方向设置的第一上分部和第一下分部；所述第二固定件包括沿竖直方向设置的第二上分部和第二下分部；其中，所述第一上分部和第二上分部相互贴合；所述第一下分部和所述第二下分部相互分离，且呈夹角。
优选地，所述夹角的范围为0～180°。
优选地，各所述固定件所采用的材料包括：金属材料。
优选地，所述第二固定件所采用的材料为锰镍铜合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金和镍中任意一种；所述第一固定件所采用的材料包括：镍铁合金。
优选地，所述固定结构为多个，多个固定结构位于所述匀流板的边缘四周，且与所述匀流板的所有出气口相互错开。
一种半导体处理设备，包括：反应腔室，其特征在于，还包括：
本申请中所述的进气装置，其中，所述固定结构设置在所述匀流板与所述反应腔室之间，在反应腔室的温度上升时所述固定结构发生形变，向所述匀流板施加使之固定在所述进气模块上的推力。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的进气装置与半导体处理设备的技术方案中，在匀流板远离进气模块的一侧设置固定结构，能够在固定结构所处环境的温度上升时发生形变，向匀流板施加使匀流板固定在进气模块上的推力，本发明采用推力的方式将匀流板固定在进气模块上，避免了使用螺钉等固定方式对匀流板的损坏，也避免了匀流板与进气模块之间的安装不匹配问题，提高了机台了工艺的一致性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的进气装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中固定结构的结构示意图；
图3为本发明实施例中固定结构未发生变形的示意图；
图4为本发明实施例中固定结构发生变形后的示意图；
图5为本发明另一个实施例中固定结构的结构示意图；
图6为本发明再一个实施例中固定结构的结构示意图；
图7为本发明一个实施例中固定结构与匀流板配合的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的半导体处理设备的结构示意图。
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进气装置及半导体处理设备进行详细描述。
如图1所示为本发明实施例提供的进气装置的结构示意图，本发明实施例中，进气装置用于半导体处理设备，进气装置包括：进气模块1、匀流板2以及固定结构3。
其中，匀流板2位于进气模块1的进气端，具体而言，进气模块1的进气端为进气模块1上与反应腔室连通处，用于实现向反应腔室的输送工艺气体，且在该连通处设置有固定槽，匀流板2位于该固定槽内。
固定结构3设置在匀流板2的远离进气模块1的一侧，固定结构3能够在所处环境的温度上升时发生形变，以向匀流板2施加使之固定在进气模块1上的推力。如图1所示，进气模块1的进气端嵌入有匀流板2，固定结构3设置在匀流板2的外部，且与匀流板2的未与进气模块1接触的表面相对，固定结构3发生形变后向匀流板2的未与进气模块1接触的表面施加指向进气模块1的推力，从而使匀流板2固定在进气模块1上。
本发明实施例提供的进气装置，在匀流板远离进气模块的一侧设置固定结构，能够在固定结构所处环境的温度上升时发生形变，向匀流板施加使匀流板固定在进气模块上的推力，本发明采用推力的方式将匀流板固定在进气模块上，避免了使用螺钉等固定方式对匀流板的损坏，也避免了匀流板与进气模块之间的安装不匹配问题，提高了机台了工艺的一致性。
具体地，固定结构3可以有多种结构方式，如图2所述，为本发明一个实施例中固定结构的结构示意图，在图2中，固定结构3包括至少两个固定件31，至少两个固定件31沿远离匀流板2的方向依次叠置；并且在至少两个固定件31中有至少两个固定件31的热膨胀系数不相同。本实施例中，由于至少两个固定件的热膨胀系数不相同，因此至少有两个固定件因为周围温度上升因曲率发生变化从而产生形变，向匀流板施加使之固定在进气模块上的推力。
进一步，至少两个固定件31中，距离匀流板2越远的固定件31的热膨胀系数越大。在图2中，远离匀流板2的固定件31的热膨胀系数越大。由于热膨胀系数不同，当温度上升时，外侧热膨胀系数大的固定件31向热膨胀系数小的固定件31一侧弯曲，向匀流板施加推力，简单方便地实现了进气模块对匀流板的固定。
具体地，各相邻的两个固定件31相互压接或粘合。本实施例中，各相邻的两个固定件相互压接或粘合，布置简单、实现方便。
具体地，各固定件31所采用的材料包括：金属材料。
如图3与图4所示，分别为本发明实施例中固定结构未发生形变以及发生形变后一种示意图，固定结构3可由二种或多种具有不同热膨胀系数的金属材料所组成的一种复合材料，由于各层的热膨胀系数不同，当温度上升时，第二固定件33的形变要大于第一固定件32的形变，从而固定结构3的整体就会向第一固定件32一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变。
如图3，在常温时，固定结构3厚度为d，当温度升高时，固定结构3会变形，如图4所示，弯曲变形后的整体厚度为就会变为X，则其中总变形量为X-d，总变形量由第二固定件33和第一固定件32的热膨胀系数之差和工作温度决定。
进一步，如图5所示为本发明另一个实施例中固定件的结构示意图，在图5中，固定件31为两个，分别为沿远离匀流板的方向依次叠置的第一固定件32和第二固定件33，其中，第一固定件32包括沿竖直方向设置的第一上分部321和第一下分部322；第二固定件33包括沿竖直方向设置的第二上分部331和第二下分部332；其中，第一上分部321和第二上分部331相互贴合；第一下分部322和第二下分部332相互分离，且呈夹角θ。进一步，第一下分部322远离第二下分部332的端部可与匀流板2相抵触，保证了固定结构的稳定性。进一步，如图6所示，为本发明再一个实施例中固定结构的结构示意图，夹角θ的范围为0～180°。图6中第二固定件33的第二下分部332可以设置为相对第二上分部331运动，从而便于改变第一下分部与第二下分部之间夹角的大小，当然第一固定件32的第一下分部322也可以设置相对第一上分部321运行，实现夹角大小的变化而夹角大小的变化可以便于固定结构以不同的方式稳定，保证了固定结构向匀流板施加推力的效果。
图5与图6所示实施例中，第一固定件32和第二固定件33沿远离匀流板的方向依次叠置，第一固定件32距离匀流板2较近，第一固定件32所采用的材料包括：镍铁合金；第二固定件33距离匀流板2较远的第二固定件33所采用的材料为锰镍铜合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金和镍中任意一种。
进一步，如图7所示，本发明一个实施例中固定结构与匀流板配合的结构示意图，固定结构3为多个，多个固定结构3环绕分部在匀流板2的边缘四周，且与匀流板2的所有出气口21相互错开。本实施例提供的进气装置，设置多个固定结构均匀分别在匀流孔21的边缘四周，保证了固定结构对匀流板施力的均匀性。
针对上述进气装置，本发明是提供了一种半导体处理设备，如图8所示，为本发明实施例提供的半导体处理设备的结构示意图，本实施例中，半导体处理设备包括：反应腔室4以及上述任一实施例的进气装置，其中，固定结构3设置在匀流板2与反应腔室4之间，在反应腔室4的温度上升时固定结构3发生形变，向匀流板2施加使之固定在进气模块1上的推力。
图8中，固定结构3的形状为发生形变后的形状。
本发明实施例提供的半导体处理设备，固定结构能够在所处环境的温度上升时发生形变，向匀流板施加使匀流板固定在进气模块上的推力，本发明采用推力的方式将匀流板固定在进气模块上，避免了使用螺钉等固定方式对匀流板的损坏，也避免了匀流板与进气模块之间的安装不匹配问题，提高了机台工艺的一致性。
进一步，本实施例提供进气装置及半导体处理设备，由于固定结构的形变使匀流板与进气模块贴紧，避免了因匀流板与进气模块的固定槽之间的间隙导致匀流板对进入反应腔室的气体流量比例分配变差，从而有效的控制了进入反应腔室气流分配的稳定性，进而提高了机台的工艺效果。
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)

1.一种进气装置，用于半导体处理设备，所述进气装置包括进气模块以及匀流板，所述匀流板位于所述进气模块的进气端，其特征在于，还包括：
固定结构，设置在所述匀流板的远离所述进气模块的一侧，所述固定结构能够在所处环境的温度上升时发生形变，以向所述匀流板施加使之固定在所述进气模块上的推力。
2.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述固定结构包括至少两个固定件，所述至少两个固定件沿远离所述匀流板的方向依次叠置；并且在所述至少两个固定件中有至少两个所述固定件的热膨胀系数不相同。
3.根据权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述至少两个固定件中，距离所述匀流板越远的所述固定件的热膨胀系数越大。
4.根据权利要求2所述的进气装置，其特征在于，各相邻的两个所述固定件相互压接或粘合。
5.根据权利要求2所述的进气装置，其特征在于，所述固定件为两个，分别为沿远离所述匀流板的方向依次叠置的第一固定件和第二固定件，其中，所述第一固定件包括沿竖直方向设置的第一上分部和第一下分部；所述第二固定件包括沿竖直方向设置的第二上分部和第二下分部；其中，所述第一上分部和第二上分部相互贴合；所述第一下分部和所述第二下分部相互分离，且呈夹角。
6.根据权利要求5所述的进气装置，其特征在于，所述夹角的范围为0～180°。
7.根据权利要求2-6任一项所述的进气装置，其特征在于，各所述固定件所采用的材料包括：金属材料。
8.根据权利要求5所述的进气装置，其特征在于，所述第二固定件所采用的材料为锰镍铜合金、镍铬铁合金、镍锰铁合金和镍中任意一种；所述第一固定件所采用的材料包括：镍铁合金。
9.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述固定结构为多个，多个固定结构环绕分布在所述匀流板的边缘四周，且与所述匀流板的所有出气口相互错开。
10.一种半导体处理设备，包括：反应腔室，其特征在于，还包括：权利要求1-9任一项所述的进气装置，其中，所述固定结构设置在所述匀流板与所述反应腔室之间，在反应腔室的温度上升时所述固定结构发生形变，向所述匀流板施加使之固定在所述进气模块上的推力。
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