CN112458441B - 半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备，所公开的反应腔室中：端盖部通过铰链机构与腔室本体铰接，安装件可拆卸地设置于腔室本体上，端盖本体活动设置于安装件上，匀流装置设置于端盖本体朝向腔室本体的一侧；绝缘调节件包括绝缘调节基部和调节螺杆，绝缘调节基部与端盖本体可拆卸相连，绝缘调节基部设置于腔室本体上，且位于安装件内侧，安装件开设有与调节螺杆螺纹配合的螺纹通孔，调节螺杆的一端穿过螺纹通孔，且抵触于绝缘调节基部上；在调节螺杆转动的情况下，调节螺杆推动绝缘调节基部、端盖本体和匀流装置移动。上述方案能够解决匀流板以及匀流喷头与反应腔室的同心度较低的问题。

Description

半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备。
背景技术
晶圆的制造包含许多不同的阶段，每一阶段又包含各种不同的制程，气相沉积是其中重要的制程之一。气相沉积过程主要包含利用加热或等离子体等各种能源，通过化学反应的方式，在反应腔室内使实验物质之间发生化学反应或与相应的气体发生化学反应生成另一种气态化合物的技术，然后经过物理载带或者化学迁移的方式，使得这种气态化合物被输送到与反应物质源区温度不同的相应区域进行沉积，从而形成固态沉积物。
目前，半导体工艺设备的反应腔室的结构如图1所示，承载装置101安装在腔体102中，端盖103与腔体102形成容纳腔，且端盖103通过铰链104与腔体102铰接，且端盖103浮搁在腔体102上，以使反应腔室的端盖103可以打开，端盖103上设置有匀流板105以及匀流喷头106，匀流板105以及匀流喷头106能够使反应气体均匀地喷射晶圆表面，这就要求匀流板105以及匀流喷头106与晶圆的同心度较高，也就是要求匀流板105以及匀流喷头106与承载装置101的同心度较高。但是，在目前的反应腔室开盖的过程中，为了保证开盖过程中的平顺性，铰链104的轴与轴套之间需要间隙配合，多次开盖会导致端盖103与腔体102的相对位置发生变化，也就会导致端盖103与承载装置101的相对位置发生变化，进而导致设置在端盖103上的匀流板105以及匀流喷头106与承载装置101的同心度较低，致使晶圆的工艺结果较差。
发明内容
本申请公开一种半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备，能够解决匀流板以及匀流喷头与反应腔室的同心度较低的问题。
为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
本申请实施例公开一种半导体工艺设备的反应腔室，包括腔室本体，端盖部、绝缘调节件和铰链机构，其中：
所述端盖部包括端盖本体、安装件和匀流装置，所述端盖部通过所述铰链机构与所述腔室本体铰接，所述安装件可拆卸地设置于所述腔室本体上，所述端盖本体活动设置于所述安装件上，所述匀流装置设置于所述端盖本体朝向所述腔室本体的一侧；
所述绝缘调节件包括绝缘调节基部和调节螺杆，所述绝缘调节基部与所述端盖本体可拆卸相连，所述绝缘调节基部设置于所述腔室本体上，且位于所述安装件内侧，所述安装件开设有与所述调节螺杆螺纹配合的螺纹通孔，所述调节螺杆的一端穿过所述螺纹通孔，且抵触于所述绝缘调节基部上；
在所述调节螺杆转动的情况下，所述调节螺杆推动所述绝缘调节基部、所述端盖本体和所述匀流装置移动。
本申请实施例还公开一种半导体工艺设备，包括上述的反应腔室。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本申请公开的反应腔室和半导体工艺设备中，安装件可拆卸地设置于腔室本体上，端盖本体活动设置于安装件上，匀流装置设置于端盖本体朝向腔室本体的一侧，绝缘调节基部与端盖本体可拆卸相连，绝缘调节基部设置于腔室本体上，且位于安装件内侧，安装件开设有与调节螺杆螺纹配合的螺纹通孔，调节螺杆的一端穿过螺纹通孔，且抵触于绝缘调节基部上。当反应腔室因多次开盖而导致匀流装置与反应腔室的相对位置发生变化时，也就是匀流装置与反应腔室的同心度较低时，工作人员首先使绝缘调节基部与端盖本体相连，然后，工作人员可以旋转调节螺杆，以使调节螺杆推动绝缘调节基部移动、端盖本体和匀流装置均移动，以调整匀流装置的位置，从而补偿因多次开盖而导致匀流装置相对反应腔的位置变化量，以使匀流装置能够与反应腔室的同心设置，进而使得匀流装置与反应腔室的同心度较高，最终使得晶圆的工艺结果较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种典型的反应腔室的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的反应腔室的示意图；
图3为本申请实施例公开的反应腔室的局部放大示意图；
图4为本申请实施例公开的反应腔室的部分结构的俯视图。
附图标记说明：
101-承载装置、102-腔体、103-端盖、104-铰链、105-匀流板、106-匀流喷头；
100-腔室本体：
200-端盖部、210-端盖本体、220-安装件、230-匀流装置、231-匀流板、232-匀流喷头、240-安装螺钉、250-金属安装件、260-塑胶安装件、270-第一连接螺钉；
300-绝缘调节件、310-绝缘调节基部、311-凹槽、312-延伸部、320-调节螺杆、330-可插拔柱塞；
400-铰链机构；
510-第一密封圈、520-第二密封圈、530-第二连接螺钉；
600-承载装置。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请各个实施例公开的技术方案进行详细地说明。
请参考图2至图4，本申请实施例公开一种半导体工艺设备的反应腔室，所公开的反应腔室包括腔室本体100，端盖部200、绝缘调节件300和铰链机构400。
其中，腔室本体100与端盖部200围成反应腔，端盖部200通过铰链机构400与腔室本体100铰接，以使端盖部200可相对腔室本体100转动，从而实现反应腔室具有开盖功能，在反应腔室开盖后，方便工作人员维护反应腔内的零部件，在反应腔室没有开盖时，反应腔室可进行晶圆的工艺加工。具体地，端盖部200包括端盖本体210、安装件220和匀流装置230，安装件220可拆卸地设置于腔室本体100上，安装件220可以与腔室本体100卡接，当然，安装件220也可以通过端盖部200的重力作用放置于腔室本体100上，也就是说，安装件220与腔室本体100仅接触，以方便端盖部200进行开盖操作。端盖本体210活动设置于安装件220上，匀流装置230设置于端盖本体210朝向腔室本体100的一侧。具体地，端盖本体210可以为进气块，用于向反应腔中通入反应气体。
绝缘调节件300包括绝缘调节基部310和调节螺杆320，绝缘调节基部310与端盖本体210可拆卸相连，绝缘调节基部310设置于腔室本体100上，且位于安装件220内侧，相似地，绝缘调节基部310可以通过端盖部200的重力作用放置于腔室本体100上，也就是说，绝缘调节基部310与腔室本体100仅接触，以使绝缘调节基部310可相对腔室本体100移动。安装件220开设有与调节螺杆320螺纹配合的螺纹通孔，调节螺杆320的一端穿过螺纹通孔，且抵触于绝缘调节基部310上。
在调节螺杆320转动的情况下，调节螺杆320推动绝缘调节基部310移动，由于绝缘调节基部310与端盖本体210相连，因此，在绝缘调节基部310移动时端盖本体210也会移动，当然，设置于端盖本体210朝向腔室本体100的一侧的匀流装置230也会移动，从而使得调节螺杆320推动绝缘调节基部310移动、端盖本体210和匀流装置230均移动，进而实现匀流装置230位置的调整。
在具体的使用过程中，当反应腔室因多次开盖而导致匀流装置230与反应腔的相对位置发生变化时，也就是匀流装置230与反应腔室的同心度较低时，工作人员首先使绝缘调节基部310与端盖本体210相连，然后，工作人员可以旋转调节螺杆320，以使调节螺杆320推动绝缘调节基部310移动、端盖本体210和匀流装置230均移动，以调整匀流装置230的位置，从而补偿因多次开盖而导致匀流装置230相对反应腔的位置变化量，以使匀流装置230能够与反应腔室的同心设置，进而使得匀流装置230与反应腔室的同心度较高。当然，由于绝缘调节基部310与端盖本体210可拆卸相连，在匀流装置230的位置不需要调整时，绝缘调节基部310与端盖本体210可以相连，也可以不相连，进一步地，为了方便工作人员在开盖后拆卸及维护反应腔室，在匀流装置230的位置不需要调整时，绝缘调节基部310与端盖本体210可以不相连。
需要说明的是，在安装件220通过端盖部200的重力作用放置于腔室本体100上的情况下，由于端盖部200的重力通常较大，使得在调整匀流装置230位置的过程中安装件220的位置较难发生改变，避免因安装件220的位置发生改变而导致绝缘调节基部310的位置不会改变，进而使得工作人员能够方便地调整匀流装置230的位置。
本申请公开的反应腔室和半导体工艺设备中，安装件220可拆卸地设置于腔室本体100上，端盖本体210活动设置于安装件220上，匀流装置230设置于端盖本体210朝向腔室本体100的一侧，绝缘调节基部310与端盖本体210可拆卸相连，绝缘调节基部310设置于腔室本体100上，且位于安装件220内侧，安装件220开设有与调节螺杆320螺纹配合的螺纹通孔，调节螺杆320的一端穿过螺纹通孔，且抵触于绝缘调节基部310上。当反应腔室因多次开盖而导致匀流装置230与反应腔室的相对位置发生变化时，也就是匀流装置230与反应腔室的同心度较低时，工作人员首先使绝缘调节基部310与端盖本体210相连，然后，工作人员可以旋转调节螺杆320，以使调节螺杆320推动绝缘调节基部310移动、端盖本体210和匀流装置230均移动，以调整匀流装置230的位置，从而补偿因多次开盖而导致匀流装置230相对反应腔的位置变化量，以使匀流装置230能够与反应腔室的同心设置，进而使得匀流装置230与反应腔室的同心度较高，最终使得晶圆的工艺结果较好。
为了使工作人员通过旋转调节螺杆320更方便地调整匀流装置230相对反应腔的位置，以使匀流装置230与反应腔室的同心度更高，在一种可选的实施例中，调节螺杆320的数量可以为至少两个，至少两个调节螺杆320可以包括第一调节螺杆和第二调节螺杆，第一调节螺杆的转动轴线和第二调节螺杆的转动轴线可以相交，也就是说，在第一调节螺杆转动的情况下，第一调节螺杆推动绝缘调节基部310在第一方向上移动，第一方向为第一调节螺杆的转动轴线方向；在第二调节螺杆转动的情况下，第二调节螺杆推动绝缘调节基部310在第二方向上移动，第二方向为第二调节螺杆的转动轴线方向。可见，本实施例能够使得绝缘调节基部310在至少两个方向上可移动，绝缘调节基部310在至少两个方向上移动的组合，能够使得绝缘调节基部310在整个平面上任意移动，从而使得匀流装置230能够更好地与反应腔室同心设置，以使匀流装置230与反应腔室的同心度更高，进而使得工作人员通过旋转调节螺杆320更方便地调整匀流装置230相对反应腔的位置。
进一步地，调节螺杆320的数量可以为至少三个，至少三个调节螺杆320能够更进一步地方便工作人员调整匀流装置230相对反应腔的位置。至少三个调节螺杆320在反应腔室的周向上可以等间隔设置，以使绝缘调节基部310在调整的过程中受力较为均匀，同时，还能够使得绝缘调节基部310较为平稳地移动，从而使得在调节过程中匀流装置230的移动较为稳定。
如上文所述，绝缘调节基部310与端盖本体210可拆卸相连，绝缘调节基部310与端盖本体210可以卡接相连，可选地，端盖本体210可以开设有螺纹安装孔，端盖部200还可以包括安装螺钉240，端盖部200的一端可以穿过螺纹安装孔与绝缘调节基部310相连。此种通过安装螺钉240连接的方式简单可靠，方便工作人员设置以及方便工作人员操作。在具体的工作过程中，当需要调节匀流装置230的位置时，绝缘调节基部310通过安装螺钉240与端盖本体210相连，在匀流装置230的位置不需要调整时，工作人员可以拆除安装螺钉240，以使绝缘调节基部310与端盖本体210不相连，方便工作人员在开盖后拆卸端盖部200，进而方便工作人员维护反应腔室。
在绝缘调节基部310与端盖本体210可以不相连，在反应腔室开盖的时候可能导致绝缘调节基部310掉落，基于此，在一种可选的实施例中，安装件220还可以开设有穿孔，绝缘调节基部310可以开设有凹槽311，凹槽311与穿孔相对设置，绝缘调节件300还可以包括可插拔柱塞330，可插拔柱塞330的一端可穿过穿孔，且与凹槽311定位配合。在反应腔室开盖时，工作人员操控可插拔柱塞330的一端可穿过穿孔，且与凹槽311定位配合，避免绝缘调节基部310掉落，以提高反应腔室在开盖时的可靠性。在开盖完成后，可插拔柱塞330可以拆除，以方便工作人员拆除其他部件，从而方便工作人员维护反应腔室。
可选地，端盖部200还可以包括连接机构，连接机构可以包括金属安装件250、塑胶安装件260和第一连接螺钉270，金属安装件250可以通过第一连接螺钉270与安装件220相连，端盖本体210与金属安装件250之间设置有塑胶安装件260。在具体的工作过程中，当需要调节匀流装置230的位置时，工作人员需要拆除第一连接螺钉270，以使端盖本体210活动设置于安装件220上，当调节完毕时，需要工作人员重新安装第一连接螺钉270，以固定端盖本体210的位置，防止端盖本体210移位。此种设置方式能够方便工作人员操作，便于调节匀流装置230的位置，提高反应腔室的可操作性。同时，塑胶安装件260与绝缘调节基部310能够对端盖本体210起到屏蔽的作用。
进一步地，连接机构的数量可以为多个，多个连接机构在反应腔室的周向上可以等间隔设置，以使端盖本体210能够较为可靠地与安装件220相连，从而提高端盖本体210的连接稳定性，同时，等间隔设置的多个连接机构能够使得端盖本体210受力较为均匀。
为了防止外部杂质(例如灰尘和水汽等)进入反应腔内，影响反应腔室的正常工作，导致晶圆的工艺结果较差。基于此，在一种可选的实施例中，端盖本体210与绝缘调节基部310之间可以设置有第一密封圈510，第一密封圈510能够密封端盖本体210与绝缘调节基部310之间的缝隙，防止外部杂质通过端盖本体210与绝缘调节基部310之间的缝隙进入反应腔内，避免外部杂质影响反应腔室的正常工作，进而使得晶圆的工艺结果较好。
当然，绝缘调节基部310与腔室本体100之间也可以设置有第二密封圈520，第二密封圈520能够密封绝缘调节基部310与腔室本体100之间的缝隙，防止外部杂质通过绝缘调节基部310与腔室本体100之间的缝隙进入反应腔内，避免外部杂质影响反应腔室的正常工作，进而使得晶圆的工艺结果较好。进一步地，本申请实施例中可以同时设置第一密封圈510和第二密封圈520，以使反应腔室的密封性能更好。
在一种可选的实施例中，匀流装置230可以包括匀流板231和匀流喷头232，匀流板231和匀流喷头232均可以设置于端盖本体210朝向腔室本体100的一侧，且匀流板231可以位于匀流喷头232与端盖本体210之间。匀流板231和匀流喷头232能够使反应气体均匀地喷射至晶圆表面，以使晶圆的工艺结果较好，同时，反应气体通过匀流板231和匀流喷头232至少两层的匀流作用，能够使得反应气体更加均匀地流动至晶圆表面。
具体地，匀流装置230可以通过第二连接螺钉530设置于端盖本体210，绝缘调节基部310可以具有朝向匀流装置230的延伸部312，延伸部312遮盖第二连接螺钉530。匀流装置230通过第二连接螺钉530设置于端盖本体210的设置方式简单可靠，同时，在反应腔室加工晶圆的过程中，延伸部312对第二连接螺钉530的遮盖，能够防止反应物沉积至第二连接螺钉530，进而避免工作人员较难拆除第二连接螺钉530。
可选地，反应腔室还可以包括承载装置600，承载装置600至少部分可以位于端盖本体210内，且承载装置600可以具有承载面，且承载面与匀流装置230同心设置。具体地，承载装置600可以包括静电卡盘和下电极，静电卡盘用于吸附晶圆，进而实现晶圆在反应腔内进行刻蚀加工时的固定，下电极为静电卡盘提供用于吸附晶圆的吸附电压。承载面与匀流装置230同心设置，也就是说，匀流装置230与反应腔室的同心设置，此种设置方式能够使得晶圆的工艺结果较好。
基于本申请实施例所公开的反应腔室，本申请实施例还公开一种半导体工艺设备，包括上文任意实施例所述的反应腔室。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备的反应腔室，其特征在于，包括腔室本体(100)，端盖部(200)、绝缘调节件(300)和铰链机构(400)，其中：
所述端盖部(200)包括端盖本体(210)、安装件(220)和匀流装置(230)，所述端盖部(200)通过所述铰链机构(400)与所述腔室本体(100)铰接，所述安装件(220)可拆卸地设置于所述腔室本体(100)上，所述端盖本体(210)活动设置于所述安装件(220)上，所述匀流装置(230)设置于所述端盖本体(210)朝向所述腔室本体(100)的一侧；
所述绝缘调节件(300)包括绝缘调节基部(310)和调节螺杆(320)，所述绝缘调节基部(310)与所述端盖本体(210)可拆卸相连，所述绝缘调节基部(310)设置于所述腔室本体(100)上，且位于所述安装件(220)内侧，所述安装件(220)开设有与所述调节螺杆(320)螺纹配合的螺纹通孔，所述调节螺杆(320)的一端穿过所述螺纹通孔，且抵触于所述绝缘调节基部(310)上；
在所述调节螺杆(320)转动的情况下，所述调节螺杆(320)推动所述绝缘调节基部(310)、所述端盖本体(210)和所述匀流装置(230)移动。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述调节螺杆(320)的数量为至少两个，所述至少两个所述调节螺杆(320)包括第一调节螺杆和第二调节螺杆，所述第一调节螺杆的转动轴线和所述第二调节螺杆的转动轴线相交。
3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述调节螺杆(320)的数量为至少三个，至少三个所述调节螺杆(320)在所述反应腔室的周向上等间隔设置。
4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述端盖本体(210)开设有螺纹安装孔，所述端盖部(200)还包括安装螺钉(240)，所述端盖部(200)的一端穿过所述螺纹安装孔与所述绝缘调节基部(310)相连。
5.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述安装件(220)还开设有穿孔，所述绝缘调节基部(310)开设有凹槽(311)，凹槽(311)与所述穿孔相对设置，所述绝缘调节件(300)还包括可插拔柱塞(330)，所述可插拔柱塞(330)的一端可穿过所述穿孔，且与所述凹槽(311)定位配合。
6.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述端盖部(200)还包括连接机构，所述连接机构包括金属安装件(250)、塑胶安装件(260)和第一连接螺钉(270)，所述金属安装件(250)通过所述第一连接螺钉(270)与所述安装件(220)相连，所述端盖本体(210)与所述金属安装件(250)之间设置有所述塑胶安装件(260)。
7.根据权利要求6所述的反应腔室，其特征在于，所述连接机构的数量为多个，多个所述连接机构在所述反应腔室的周向上等间隔设置。
8.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述匀流装置(230)通过第二连接螺钉(530)设置于所述端盖本体(210)，所述绝缘调节基部(310)具有朝向所述匀流装置(230)的延伸部(312)，所述延伸部(312)遮盖所述第二连接螺钉(530)。
9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括承载装置(600)，且所述承载装置(600)具有承载面，且所述承载面与所述匀流装置(230)同心设置。
10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的反应腔室。
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