CN111364021B - 一种工艺腔室 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工艺腔室,所述工艺腔室包括腔室顶盖、腔室底壁、环形侧壁和承载台,所述环形侧壁和承载台均位于腔室顶盖与腔室底壁之间,所述环形侧壁朝向所述腔室顶盖的一侧具有导气平面,所述导气平面与所述腔室顶盖之间具有换气间隙,所述环形侧壁的导气平面上具有成对设置的引导件,且每一个引导件都具有导向平面,同一对引导件的导向平面相对设置,以在承载台的承载面与腔室顶盖之间形成导向通道,所述导向通道的两端分别通过换气间隙与工艺腔室的外部连通。在本发明中,工艺气体经过所述导向通道时,工艺气体的气流方向与所述导向通道两侧的导向平面之间几乎不存在夹角,更容易形成平行、稳定的气流场,进而提高半导体工艺的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备领域,具体地,涉及一种工艺腔室。
背景技术
化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)外延生长是指将反应气体输送到工艺腔室,通过加热等方式,使之在工艺腔室中反应,并在基片表面上生长出单晶层。在外延生长过程中,需要控制的主要参数有基片温度、工艺气体流量、腔室气流场均匀性等,厚度、电阻率、组分均匀性是薄膜制备的重要指标。
根据化学气相沉积技术的反应机理,只有基片表面附近存在均匀分布的气流场、温场和工艺气体浓度场才能获得优异的外延工艺结果。根据上述CVD生长薄膜所需要的掺杂均匀、厚度均匀等要求,在生长过程中只有输运到基片表面各个部位的反应物及掺杂物的速率都相等,气流场保持均匀平行层流,避免任何波动、湍流和对流涡旋,才能满足薄膜的厚度、电阻率均匀性的要求。
然而,在现有的半导体外延设备中,工艺腔室内的气体往往无法形成平行层流,基片在进行沉积工艺后,薄膜的外延生长效果差。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺腔室,气体流过该工艺腔室内部时产生的气流平稳且流速均匀。
为实现上述目的,本发明提供一种工艺腔室,所述工艺腔室包括腔室顶盖、腔室底壁、环形侧壁、以及用于承载基片的承载台,所述环形侧壁和所述承载台均位于所述腔室顶盖与所述腔室底壁之间,所述环形侧壁朝向所述腔室顶盖的一侧具有导气平面,所述环形侧壁的导气平面与所述腔室顶盖之间具有换气间隙,所述环形侧壁的导气平面上具有成对设置的引导件,且每一个所述引导件都具有导向平面,同一对所述引导件的导向平面相对设置,以在所述承载台的承载面与所述腔室顶盖之间形成导向通道,所述导向通道的两端分别通过所述换气间隙与所述工艺腔室的外部连通。
可选地,所述工艺腔室还包括导气件和多个进气管,其中,
所述导气件包括多个气体出口、多个进气口和多个匀流腔,所述进气口用于与工艺气体的气源连通,每个所述匀流腔与至少一个所述进气口连通,且每个所述匀流腔与多个所述气体出口连通;
多个所述进气管的一端与多个所述气体出口一一对应地连通,多个所述进气管的另一端均通过所述换气间隙与所述导向通道连通,以将所述导气件中的气体传输至所述导向通道中。
可选地,所述工艺腔室还包括多个工艺针,所述导气件上的气体出口通过所述导气件中的工艺孔与所述匀流腔连通,多个所述工艺针一一对应地设置在所述工艺孔中,且所述工艺针能够在所述工艺孔中移动。
可选地,所述导气件中还形成有至少一个边缘气体通道,所述边缘气体通道的两端在所述导气件上分别形成为边缘出气口和边缘进气口,所述边缘出气口与所述进气管连通,以将所述边缘进气口导入的气体通过所述进气管传输至所述导向通道中。
可选地,所述工艺腔室还包括排气座块和多个出气管,所述排气座块包括排气腔;
多个所述出气管的一端均与所述排气座块的排气腔连通,另一端均与所述导向通道的一端连通,以将所述导向通道中的气体导入所述排气腔中;所述排气腔上形成有排气开口,用于排出所述排气腔中的气体。
可选地,多个所述出气管并排设置,在多个所述出气管中,位于中间的出气管朝向所述导向通道一侧的管口沿高度方向的尺寸大于位于两侧的出气管朝向所述导向通道一侧的管口沿高度方向的尺寸。
可选地,多个所述出气管包括中央出气管和位于所述中央出气管两侧的边缘出气管,所述中央出气管沿一个所述引导件指向另一所述引导件的方向的宽度大于或等于基片的直径。
可选地,所述工艺腔室还包括匀流板,所述匀流板设置在所述排气座块与所述出气管的连接位置,所述匀流板上形成有多个匀流孔,所述匀流孔沿所述匀流板的厚度方向贯穿所述匀流板,所述排气座块的排气腔通过所述匀流孔与多个所述出气管连通。
可选地,所述排气腔上形成有多个所述排气开口,所述排气座块还包括多个排气通道,多个所述排气通道的一端与多个所述排气开口一一对应地连通,另一端用于排出所述排气腔中的气体。
可选地,所述工艺腔室还包括支撑组件,所述支撑组件设置在所述承载台与所述腔室底壁之间,且与所述承载台连接,用于带动所述承载台绕所述承载台的轴线转动,所述环形侧壁环绕在所述支撑组件四周。
可选地,所述工艺腔室还包括基座环焊件,所述基座环焊件环绕所述环形侧壁设置,所述基座环焊件朝向所述腔室顶盖的一侧与所述腔室顶盖密封连接,所述基座环焊件朝向所述腔室底壁的一侧与所述腔室底壁密封连接;
所述基座环焊件上形成有多个进气通孔,所述进气通孔与所述导向通道连通;
所述环形侧壁与所述基座环焊件之间形成有第一吹扫通道,所述环形侧壁与所述腔室底壁之间形成有吹扫间隙,所述进气通孔中的气体能够通过所述第一吹扫通道和所述吹扫间隙进入所述环形侧壁的环绕区域中。
可选地,所述基座环焊件上形成有多个排气通孔,所述环形侧壁上形成有多个沿所述环形侧壁的厚度方向贯穿所述环形侧壁的排气孔,所述排气孔能够将所述环形侧壁的环绕区域与所述排气通孔连通,所述环形侧壁的环绕区域中的气体能够通过所述排气孔和所述排气通孔排出至所述工艺腔室外部;
所述排气孔的延伸方向与所述导向通道的延伸方向之间具有排气夹角,所述排气夹角小于或等于60°。
在本发明提供的工艺腔室中,成对设置的引导件通过导向平面将基片与工艺气体进行反应的空间限定为所述导向通道,当工艺气体经过所述导向通道时,工艺气体的气流方向与所述导向通道两侧的导向平面之间几乎不存在夹角,从而使得工艺气体流经所述导向通道时更容易形成平行、稳定的气流场,进而提高半导体工艺的均匀性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是现有技术中的一种半导体设备结构及其腔室内的气流场的示意图;
图2是本发明实施例提供的工艺腔室的示意图;
图3是图2的俯视图;
图4是本发明实施例提供的工艺腔室中进气组件的部分结构示意图;
图5是图4的A-A向剖视图;
图6是本发明实施例提供的工艺腔室中排气座块的结构示意图;
图7是图6的侧视图;
图8是图7的B-B向剖视图;
图9是本发明实施例提供的工艺腔室中进气管和出气管的位置及形状示意图;
图10是图9的右视图;
图11是图9的C-C向剖视图;
图12是本发明实施例提供的工艺腔室中环形侧壁的结构示意图;
图13是图12中所示环形侧壁的俯视图;
图14是图13中所示环形侧壁的A-A向剖视图;
图15是图12中所示环形侧壁的侧视图;
图16是图15中所示环形侧壁的I区域的局部视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
图1(a)是现有技术中的一种半导体设备结构的示意图,该半导体设备包含基座3、侧壁、顶板5。其中,侧壁包含环形的上部侧壁 41和环形的下部侧壁42气流从反应气体引入部分54以及气体引入管55进入到腔室中,需要越过在下部侧壁42上的第一凹部44和上部侧壁41上的第一凸部46之间形成的进气间隙45,再经过上部侧壁41的边缘进入腔室中。气流从腔室中排出时,也要经过腔室另一端的出气间隙48(位于上部侧壁41的第二凸部49和下部侧壁42的第二凹部47之间),然后通过排气管58从排气口57排出,图1中箭头所示方向即为工艺气体在半导体设备中各处的流动方向。
本发明的发明人对现有的半导体设备进行大量实验研究后发现,在现有技术中,工艺气体在经过进气间隙45、出气间隙48时,运动路径出现多处弯折,气体的流动方向发生需多次改变,在此过程中常会出现大量的乱流,难以保证腔室中气流场的稳定性和均匀性。
此外,工艺腔室内部空间的横截面形状多为圆形,该圆形工艺腔室能够在一定程度上提高圆形晶片的温度场均匀性。然而,如图 1(b)所示,当由工艺腔室的进气端(图1(b)中下方)流入的气流向出气端(图1(b)中上方)流动时,中间的气流能够保持沿直线流动,而两侧的气流在工艺腔室的腔室圆形内壁的影响下会产生较多的乱流,破坏了工艺腔室中气流场的稳定性,进而影响了半导体工艺的均匀性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种工艺腔室,如图2、图3 所示,该工艺腔室包括腔室顶盖60、腔室底壁80、环形侧壁30以及用于承载基片2的承载台10,环形侧壁30和承载台10均位于腔室顶盖60与腔室底壁80之间,环形侧壁30朝向腔室顶盖60的一侧具有导气平面。环形侧壁30的导气平面与腔室顶盖60之间具有换气间隙,且该导气平面上具有成对设置的引导件20,每一个引导件20都具有导向平面,同一对引导件20的导向平面相对设置,以在承载台 10的承载面与腔室顶盖60之间形成导向通道,导向通道的两端分别通过该换气间隙与工艺腔室的外部连通。
在本发明实施例提供的工艺腔室中,成对设置的引导件20通过导向平面将承载台10所承载的基片2与工艺气体进行反应的空间限定为导向通道。在半导体工艺中,当工艺气体经过导向通道时,工艺气体的气流方向与导向通道两侧的导向平面之间几乎不存在夹角,从而使得工艺气体流经导向通道时更容易形成平行、稳定的气流场,进而提高半导体工艺的均匀性。
图3中箭头所示为工艺气体流经导向通道时气流场的状态示意图,如图3所示,采用本发明实施例提供的工艺腔室进行半导体工艺时,在工艺气体形成的气流场中,各处气流的流速相近且各处气流的方向相互平行或几乎平行,与现有技术中的圆形工艺腔相比,该气流场更加利于提高半导体工艺的均匀性。
为进一步提高半导体工艺的均匀性,承载台10优选为可旋转件,且能够在半导体外延工艺中带动基片2旋转,从而更有利于在基片2 上沉积薄膜的均匀性。本发明对如何实现承载台10的旋转功能不作具体限定,例如,如图2所示,工艺腔室还包括支撑组件31,支撑组件31设置在承载台10与腔室底壁80之间,且与承载台10连接,用于带动承载台10绕承载台10的轴线转动,环形侧壁30环绕在支撑组件31四周。本发明对支撑组件31如何与电机等驱动组件连接不作具体限定,例如,如图2所示,腔室底壁80上形成有传动通孔,支撑组件31的传动轴通过该传动通孔与腔室外的驱动组件连接。
为实现基片2的装卸,优选地,该工艺腔室还包括顶起组件32,顶起组件32设置在环形侧壁30中,顶起组件32包括多个顶起针,承载台10上形成有多个沿承载台厚度方向贯穿承载台10的顶起孔,该顶起针能够一一对应地穿过该顶起孔,以支撑基片2离开承载台10的承载面。
本发明对如何向承载台10上装载基片2、或由承载台10卸下基片2不作具体限定,例如,如图12至15所示,环形侧壁30上形成有贯穿环形侧壁30的传片口34。机械手可夹持基片2并伸入环形侧壁30中,以将基片2放置在承载台10的承载面上,由于本发明实施例中的环形侧壁30的导向平面上具有引导件20,该引导件20还能够遮挡部分照射在机械手上的光线(例如,用于加热基片的紫外光),从而延长机械手的使用寿命。
本发明对腔室顶盖60的形状不作具体限定,例如,腔室顶盖60 与承载台10的承载面相对的表面可以为弧面,也可以为平面。
为实现工艺腔室的密封,优选地,如图2至图3所示,该工艺腔室还包括基座环焊件70,基座环焊件70环绕环形侧壁30设置,基座环焊件70朝向腔室顶盖60的一侧与腔室顶盖60密封连接,基座环焊件70朝向腔室底壁80的一侧与腔室底壁80密封连接。基座环焊件70上形成有多个进气通孔,进气通孔与导向通道连通。在进行半导体工艺时,工艺气体通过基座环焊件70上的进气通孔进入导向通道中,并在导向通道中接触承载台10的承载面上承载的基片2。
为防止工艺气体对环形侧壁30中的支撑组件31、顶起组件32 等结构造成影响,优选地,如图1所示,环形侧壁30与基座环焊件 70之间形成有第一吹扫通道71,环形侧壁30与腔室底壁80之间形成有吹扫间隙,进气通孔中的气体能够通过第一吹扫通道71和该吹扫间隙进入环形侧壁30的环绕区域中,以对环形侧壁30所环绕的区域进行吹扫,避免残留的工艺气体影响环形侧壁30中相应组件的性能。
为提高环形侧壁30中吹扫气体的排出速率,提高吹扫效率,优选地,如图2以及图14所示,基座环焊件70上还形成有多个排气通孔,环形侧壁30上形成有多个沿环形侧壁30的厚度方向贯穿环形侧壁30的排气孔33,排气孔33能够将环形侧壁30的环绕区域与导向通道的一端连通,环形侧壁30的环绕区域中的气体能够通过排气孔 33和排气通孔排出至工艺腔室外部;排气孔33的延伸方向与导向通道的延伸方向之间具有排气夹角,该排气夹角小于或等于60°。
为提高环形侧壁30中吹扫气体的排出速率,作为本发明的一种可选实施方式,当排气孔33朝向环形侧壁30内部的一端高于排气孔33朝向环形侧壁30外部的一端时,上述排气夹角小于或等于30°;当排气孔33朝向环形侧壁30内部的一端低于排气孔33朝向环形侧壁30外部的一端时,上述排气夹角小于或等于60°。
需要说明的是,基座环焊件70上的进气通孔和排气通孔分别与导向通道的两端连通,进气通孔用于向导向通道中导入气体,排气通孔用于从导向通道中导出气体。在进行半导体工艺或腔室吹扫时,环形侧壁30中的吹扫气体能够通过排气孔33进入基座环焊件70上的排气通孔,从而与导向通道中排出的气体一同排出腔室外,环形侧壁 30的环绕区域中的气体与导向通道中的气体分别流过两条相互独立的通路,避免了不同区域的气体相互流通而产生湍流,进而提高了外延工艺的均匀性。
本发明实施例对如何在环形侧壁30与腔室底壁80之间形成吹扫间隙不作具体限定,例如,为简化工艺腔室结构,优选地,如图 15和图16所示,环形侧壁30朝向腔室底壁80一侧的表面上形成有多个凸起结构35。当环形侧壁30因重力作用压在腔室底壁80上时,多个凸起结构35能够将环形侧壁30支撑在腔室底壁80上,从而自动在环形侧壁30与腔室底壁80之间形成吹扫间隙,不需要在二者之间单独设置支撑件或者在基座环焊件70的内壁上设置限位件,进而简化了工艺腔室结构。
本发明对基座环焊件70内壁的形状不作具体限定,例如,为提高腔室结构紧凑性,优选地,如图2、图3所示,基座环焊件70的内壁与环形侧壁30的外壁匹配。引导件20还具有圆弧面,且该圆弧面与基座环焊件70的内壁相贴合。
本发明对如何将腔室顶盖60、基座环焊件70和腔室底壁80连接在一起不作具体限定,作为本发明的一种实施方式,可以通过连接架实现三者的连接,例如,该连接架包括上连接架与下连接架,上连接架位于腔室顶盖60背离腔室底壁80的一侧,下连接架位于腔室底壁80背离腔室顶盖60的一侧,上连接架与下连接架通过紧固件(如螺栓等)连接,以将腔室顶盖60与基座环焊件70之间的密封面和基座环焊件70与腔室底壁80之间的密封面压合。
为提高基片2所处温度场的均匀性,优选地,如图2、图3所示,该工艺腔室还包括预热环40,预热环40环绕承载台10设置,且预热环40与环形侧壁30的导气平面的内侧边缘固定连接。
为提高导向通道中各处气流、气压的均匀性,优选地,如图3 所示,进气管110、预热环40、承载台10的承载面、出气管210以及环形侧壁30的导气平面均位于同一平面,在工艺气体由进气管110 通过换气间隙进入导向通道、以及由导向通道通过换气间隙排出至出气管210时,工艺气体始终沿同一水平面流动,从而减少了导向通道气流场中的乱流,进而提高了半导体工艺的均匀性。
为实现对基座环焊件70与腔室顶盖60之间缝隙的吹扫,优选地,如图1所示,基座环焊件70的内壁与腔室顶盖60之间具有第二吹扫通道72,第二吹扫通道72与进气管110连通。
为进一步提高导向通道中气流场的稳定性,优选地,如图2至图4所示,该工艺腔室还包括导气件120和多个进气管110,其中:
导气件120包括多个气体出口121、多个进气口122和多个匀流腔123,进气口122用于与工艺气体的气源连通,每个匀流腔123与至少一个进气口122连通,且每个匀流腔123与多个气体出口121 连通。
多个进气管110的一端与多个气体出口121一一对应地连通,多个进气管110的另一端通过换气间隙与导向通道连通,以将导气件 120中的气体传输至导向通道中。
在本发明实施例提供的工艺腔室中,进气组件包括多根平行设置的进气管110,从而当工艺气体处在管道中时,即便不同位置的气体之间存在流速、压强的差异,工艺气体也不会沿垂直于管道的方向运动产生波动、湍流或对流涡旋,进而保证工艺气体进入导向通道时产生各处方向一致的平行层流,提高了导向通道中气流场的稳定性。并且,工艺气体由进气口122进入导气件120后,先均匀地分散在在匀流腔123中,再通过匀流腔123中的气压作用将工艺气体均匀地分流至多个气体出口121并输送至进气管110中,从而通过匀流腔123 保证了各进气管110中气流压强的一致性,进而提高了导向通道中气流场的稳定性。
需要说明的是,多个进气管110一一对应地设置在基座环焊件 70的进气通孔中,当进气管110损耗过渡时,可直接更换进气管110,以减慢基座环焊件70进气通孔的腐蚀速率,降低基座环焊件70的维护、更换成本。
本发明对气体出口121、进气口122和匀流腔123的数量不作具体限定,例如,如图4所示,导气件120可以包括三个进气口122 和三个对应的匀流腔123,每个匀流腔123可以与四个气体出口121 连接。
发明人在实验中还发现,随着半导体工艺种类和工艺气体的组分比例的改变,导向通道中的气流场也会存在微小的变动,为提高该工艺腔室中气流场的可调节性,使该工艺腔室适应多种工艺条件,优选地,如图4所示,工艺腔室还包括多个工艺针124,导气件120上的气体出口121导气件120中的工艺孔与匀流腔123连通,多个工艺针124一一对应地设置在该工艺孔中,且工艺针124能够在工艺孔中移动。当改变半导体工艺种类或工艺气体的组分时,仅需要对多个工艺针124的位置进行微调,即可调节各个工艺孔中通过的气流流速,使导向通道中的气流场重新趋于平稳,进而适应多种不同的工艺条件。
本发明对气体出口121与承载台10之间的角度不作具体限定,例如,优选地,气体出口121的延伸方向与导向通道延伸方向(或承载台10的承载面)之间的夹角在-60°至60°之间,以保证进气管 110的弯曲角度处在合理范围内,避免工艺气体在进气管110的管壁上产生湍流或对流涡旋,提高气流场的稳定性。
本发明对气体出口121的形状不作具体限定,例如,气体出口 121的形状可以为长圆孔、圆柱孔或者两个相交且相互连通的圆柱孔等等。
为自由控制工艺腔室中工艺气体的组分,优选地,如图5所示, 导气件120中还形成有至少一个边缘气体通道,该边缘气体通道的两端在导气件120上分别形成为边缘出气口125和边缘进气口126,边缘出气口125与进气管110连通,以将边缘进气口126导入的气体通过进气管110传输至导向通道中。
在本发明实施例中,部分气体可通过边缘气体通道进入工艺腔室,从而能够通过边缘气体通道单独调节一种气体在工艺气体中的组分,进而实现基片2外延材质的调节。
为便于控制各种气体的组分,如图4、图5所示,该工艺腔室包括多个气体输入件130,用于将多种气体由气源传输至导气件120中。
为进一步提高导向通道中气流场的稳定性,优选地,如图2至图4、图6至图8所示,工艺腔室还包括排气座块220和多个出气管 210,排气座块220包括排气腔221。
多个出气管210的一端均与排气座块220的排气腔221连通,多个出气管210的另一端均与导向通道的一端连通,以将导向通道中的气体导入排气腔221中;排气腔221上形成有排气开口,用于排出排气腔221中的气体。
在本发明实施例所提供的工艺腔室中,气体由出气管210流出后先均匀分布在排气座块220的排气腔221中,再由排气腔221上的排气开口排出,从而使各出气管210中的气流更加平稳,进而提高了导向通道中气流场的稳定性。
需要说明的是,多个出气管210一一对应地设置在基座环焊件 70的出气通孔中,当出气管210损耗过渡时,可直接更换出气管210,以减慢基座环焊件70出气通孔的腐蚀速率,降低基座环焊件70的维护、更换成本。
本发明对进气管110和出气管210的布置区域与导向通道之间的位置、尺寸关系不作具体限定,例如,如图3所示,最外侧的两根进气管110之间的宽度等于导向通道的宽度;最外侧的两根出气管 210之间的宽度大于或等于(图3所示为大于的情况)导向通道的宽度。
为稳定导向通道中的气流场,优选地,如图10所示,多个出气管210并排设置,在多个出气管210中,位于中间的出气管210朝向导向通道一侧的管口沿高度(即图10中箭头标出的上下方向)方向的尺寸大于位于两侧的出气管210朝向导向通道一侧的管口沿高度方向的尺寸。位于中间的出气管210不仅用于输送导向通道中心的气流,还能够用于输送环形侧壁30中的吹扫气体。
进一步优选地,如图9至图11所示,多个出气管210包括中央出气管和位于该中央出气管两侧的边缘出气管,该中央出气管沿一个引导件20指向另一引导件20的方向的宽度大于或等于基片2的直径。
为进一步提高导向通道中气流场的稳定性,优选地,如图6至图8所示,排气腔221上形成有多个排气开口,排气座块220还包括多个排气通道222,多个排气通道222的一端与多个排气开口一一对应地连通,多个排气通道222的另一端用于排出排气腔221中的气体。本发明对排气通道222的另一端如何排除该气体不作具体限定,例如,排气座块220还可以包括气体输出件,多个排气通道222的另一端均与该气体输出件连通。
在本发明实施例中,气流在排气腔221中向多个排气通道222 汇集,从而减小了排气通道222的设置位置对腔室中气流场均匀性的影响。作为本发明的一种实施方式,如图6至图8所示,排气座块 220包括两个排气通道222。
为进一步提高导向通道中气流场的稳定性以及工艺气体的利用率,优选地,如图6所示,工艺腔室还包括匀流板223,匀流板223 设置在排气座块220与出气管210的连接位置,匀流板223上形成有多个匀流孔,该匀流孔沿匀流板223的厚度方向贯穿匀流板223,排气座块220的排气腔221通过该匀流孔与多个出气管210连通。
匀流板223能够降低气流从导向通道中排出的速率,延长工艺气体与基片2接触的时间,以提高工艺气体的利用率,并且,气体通过多个匀流孔均匀、平稳地进入排气腔221中,从而进一步提高了导向通道中气流场的稳定性。
本发明实施例对匀流板223的材料不作具体限定,例如,匀流板223的材料可以为石英、碳化硅(SiC)等。
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)
1.一种用于外延工艺的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室包括腔室顶盖、腔室底壁、环形侧壁、以及用于承载基片的承载台,所述环形侧壁和所述承载台均位于所述腔室顶盖与所述腔室底壁之间,所述环形侧壁朝向所述腔室顶盖的一侧具有导气平面,所述环形侧壁的导气平面与所述腔室顶盖之间具有换气间隙,所述环形侧壁的导气平面上具有成对设置的引导件,且每一个所述引导件都具有导向平面,同一对所述引导件的导向平面相对设置,以在所述承载台的承载面与所述腔室顶盖之间形成导向通道,所述导向通道用于使工艺气体的气流方向与所述导向通道两侧的所述导向平面之间相互平行;所述导向通道的两端分别通过所述换气间隙与所述工艺腔室的外部连通。
2.根据权利要求1所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括导气件和多个进气管,其中,
所述导气件包括多个气体出口、多个进气口和多个匀流腔,所述进气口用于与工艺气体的气源连通,每个所述匀流腔与至少一个所述进气口连通,且每个所述匀流腔与多个所述气体出口连通;
多个所述进气管的一端与多个所述气体出口一一对应地连通,多个所述进气管的另一端均通过所述换气间隙与所述导向通道连通,以将所述导气件中的气体传输至所述导向通道中。
3.根据权利要求2所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括多个工艺针,所述导气件上的气体出口通过所述导气件中的工艺孔与所述匀流腔连通,多个所述工艺针一一对应地设置在所述工艺孔中,且所述工艺针能够在所述工艺孔中移动。
4.根据权利要求2所述的工艺腔室,其特征在于,所述导气件中还形成有至少一个边缘气体通道,所述边缘气体通道的两端在所述导气件上分别形成为边缘出气口和边缘进气口,所述边缘出气口与所述进气管连通,以将所述边缘进气口导入的气体通过所述进气管传输至所述导向通道中。
5.根据权利要求1所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括排气座块和多个出气管,所述排气座块包括排气腔;
多个所述出气管的一端均与所述排气座块的排气腔连通,另一端均与所述导向通道的一端连通,以将所述导向通道中的气体导入所述排气腔中;所述排气腔上形成有排气开口,用于排出所述排气腔中的气体。
6.根据权利要求5所述的工艺腔室,其特征在于,多个所述出气管并排设置,在多个所述出气管中,位于中间的出气管朝向所述导向通道一侧的管口沿高度方向的尺寸大于位于两侧的出气管朝向所述导向通道一侧的管口沿高度方向的尺寸。
7.根据权利要求5所述的工艺腔室,其特征在于,多个所述出气管包括中央出气管和位于所述中央出气管两侧的边缘出气管,所述中央出气管沿一个所述引导件指向另一所述引导件的方向的宽度大于或等于基片的直径。
8.根据权利要求5所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括匀流板,所述匀流板设置在所述排气座块与所述出气管的连接位置,所述匀流板上形成有多个匀流孔,所述匀流孔沿所述匀流板的厚度方向贯穿所述匀流板,所述排气座块的排气腔通过所述匀流孔与多个所述出气管连通。
9.根据权利要求5所述的工艺腔室,其特征在于,所述排气腔上形成有多个所述排气开口,所述排气座块还包括多个排气通道,多个所述排气通道的一端与多个所述排气开口一一对应地连通,另一端用于排出所述排气腔中的气体。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括支撑组件,所述支撑组件设置在所述承载台与所述腔室底壁之间,且与所述承载台连接,用于带动所述承载台绕所述承载台的轴线转动,所述环形侧壁环绕在所述支撑组件四周。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的工艺腔室,其特征在于,所述工艺腔室还包括基座环焊件,所述基座环焊件环绕所述环形侧壁设置,所述基座环焊件朝向所述腔室顶盖的一侧与所述腔室顶盖密封连接,所述基座环焊件朝向所述腔室底壁的一侧与所述腔室底壁密封连接;
所述基座环焊件上形成有多个进气通孔,所述进气通孔与所述导向通道连通;
所述环形侧壁与所述基座环焊件之间形成有第一吹扫通道,所述环形侧壁与所述腔室底壁之间形成有吹扫间隙,所述进气通孔中的气体能够通过所述第一吹扫通道和所述吹扫间隙进入所述环形侧壁的环绕区域中。
12.根据权利要求11所述的工艺腔室,其特征在于,所述基座环焊件上形成有多个排气通孔,所述环形侧壁上形成有多个沿所述环形侧壁的厚度方向贯穿所述环形侧壁的排气孔,所述排气孔能够将所述环形侧壁的环绕区域与所述排气通孔连通,所述环形侧壁的环绕区域中的气体能够通过所述排气孔和所述排气通孔排出至所述工艺腔室外部;
所述排气孔的延伸方向与所述导向通道的延伸方向之间具有排气夹角,所述排气夹角小于或等于60°。
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