CN115547892A - 一种半导体工艺设备的喷淋板及半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体工艺设备的喷淋板及半导体工艺设备，该喷淋板包括：上下叠放的喷淋上板和喷淋面板，喷淋上板和喷淋面板之间构成喷淋腔室，喷淋上板顶部设有第一进气口，工艺反应气体由第一进气口进入喷淋腔室后，再通过喷淋面板上的孔洞喷淋至位于喷淋面板下方的反应腔室；以及衬板，衬板设于喷淋上板和喷淋面板之间，覆盖喷淋上板的下表面，在第一进气口的对应位置也开有孔洞以输入工艺反应气体至反应腔室。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺设备结构，尤其涉及一种半导体工艺设备中的喷淋板。
背景技术
在现有技术中的半导体工艺设备中，绝大部分的喷淋板装置构造中，工艺反应气体与喷淋板是直接接触的。随着时间的推进及频繁的使用，工艺气体会在喷淋板的表面累积，逐渐生长成膜，从而影响到后续的喷淋工艺。
在这样的背景下，就需要对喷淋板进行定期的吹扫，以去除其表面附着的工艺气体，从而降低下一次工艺使用中可能出现的杂质干扰。又或者，在一些技术方案中，需要定期整体更换半导体工艺设备中的喷淋板，为半导体工艺设备的维护带来诸多不便。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种喷淋板，用于半导体工艺设备中，通过在喷淋上板与喷淋面板之间增设衬板结构，从而避免反应气体直接与喷淋上板接触以造成积累成膜而影响到后续工艺过程中的使用，同时降低喷淋板装置的维护难度，提升工艺设备的使用寿命。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种半导体工艺设备的喷淋板，包括：上下叠放的喷淋上板和喷淋面板，该喷淋上板和该喷淋面板之间构成喷淋腔室，该喷淋上板顶部设有第一进气口，工艺反应气体由该第一进气口进入该喷淋腔室后，再通过该喷淋面板上的孔洞喷淋至位于该喷淋面板下方的反应腔室；以及衬板，该衬板设于该喷淋上板和该喷淋面板之间，覆盖该喷淋上板的下表面，在该第一进气口的对应位置也开有孔洞以输入该工艺反应气体至该反应腔室。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该衬板与该喷淋上板之间设有吹扫气道，用于吹扫该喷淋上板的下表面。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该吹扫气道由狭小缝隙构成。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，在该喷淋上板和该喷淋面板的顶部还设有第二进气口，该第二进气口与该吹扫气道相连通以向该吹扫气道内通入吹扫气体。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该第一进气口设于该喷淋上板的顶部中央，该第二进气口位于该第一进气口旁边的中央偏置位置。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，吹扫气体由该第二进气口进入该吹扫气道后，沿该吹扫气道分散至该喷淋上板的边缘位置，再通过设于该反应腔室侧周的排气气道排出该喷淋板。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该排气气道的方向自上而下，该喷淋上板在侧周边缘靠近该吹扫气道末端的位置沿周向开有多个孔洞以将该吹扫气道与该排气气道相连通。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该衬板与该喷淋上板和该喷淋面板之间采用卡接方式固定连接。
本发明的另一方面还提供了一种半导体工艺设备，包括上文中任一项所描述的喷淋板。
在一实施例中，优选地，该半导体工艺设备包括设有上文中任一项所描述的喷淋板的反应腔室。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是根据本发明的一实施例绘示的半导体工艺设备的喷淋板的装置结构截面图。
为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：
1喷淋上板
2喷淋面板
3喷淋腔室
4第一进气口
5反应腔室
6衬板
7吹扫气道
8第二进气口
9排气气道
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种喷淋板，用于半导体工艺设备中，通过在喷淋上板与喷淋面板之间增设衬板结构，从而避免反应气体直接与喷淋上板接触以造成积累成膜而影响到后续工艺过程中的使用，同时降低喷淋板装置的维护难度，提升工艺设备的使用寿命。
图1是根据本发明的一实施例绘示的半导体工艺设备的喷淋板的装置结构截面图。
请参照图1，本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板，包括：上下叠放的喷淋上板1和喷淋面板2，该喷淋上板1和该喷淋面板2之间构成喷淋腔室3，该喷淋上板1顶部设有第一进气口4，工艺反应气体由该第一进气口4进入该喷淋腔室3后，再通过该喷淋面板2上的孔洞喷淋至位于该喷淋面板2下方的反应腔室5。
如图1所示，本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板还包括：衬板6，该衬板6设于该喷淋上板1和该喷淋面板2之间，覆盖该喷淋上板1的下表面，在该第一进气口4的对应位置也开有孔洞以输入该工艺反应气体至该反应腔室5。
可以继续参考图1，在一实施例中，优选地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该衬板6与该喷淋上板1之间设有吹扫气道7，用于吹扫该喷淋上板1的下表面。
如图1所示，在该实施例中，该吹扫气道7由狭小缝隙构成。
本领域技术人员容易理解地，在半导体工艺设备的使用过程中，不断向反应腔内通入反应气体，使得多多少少会有些反应气体渗透残留在喷淋上板1的下表面，从而影响到后续的工艺过程。而本发明提供的喷淋板中，吹扫气道7中狭小的缝隙空间可以提高其中吹扫气体的气体流速，从而加强吹扫的清洁效果，从而提示喷淋板装置的使用性能。
在图1所示的实施例中，本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板在该喷淋上板1和该喷淋面板2的顶部还设有第二进气口8，该第二进气口8与该吹扫气道7相连通以向该吹扫气道7内通入吹扫气体。
在一实施例中，优选地，如图1所示，该第一进气口4设于该喷淋上板2的顶部中央，该第二进气口8位于该第一进气口4旁边的中央偏置位置。也就是说，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，工艺反应气体通过第一进气口4由喷淋板顶部中央中心进气以注入设备的反应腔，而吹扫气体通过第二进气口8由喷淋板顶部中央偏置进气。工艺反应气体与吹扫气体采用不同的气体通道进入喷淋板内部。
在一实施例中，可以继续参考图1，本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，吹扫气体由该第二进气口8进入该吹扫气道7后，沿该吹扫气道7分散至该喷淋上板1的边缘位置，再通过设于该反应腔室5侧周的排气气道9排出该喷淋板。
本领域技术人员可以理解地，图1为本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板装置结构的轴截面示意图，其中所有的气道或是装置结构均为立体圆环结构，图1中左右两侧的吹扫气道7在实际空间中是连通的圆环状。
当吹扫气体由第二进气口8进入喷淋板内部时，可以顺着该连通的圆环状吹扫气道7有喷淋板的中央吹扫传输至喷淋板的四周边缘，再通过排气气道9予以排出。
容易理解地，如图1所示，排气气道9设于反应腔室5的侧壁侧周，不与反应腔室5内部连通，这样可以使得吹扫气体吹扫清洁喷淋上板1的下表面后，可以顺着吹扫气道7和排气气道9的通路直接排除至喷淋板外，而不再接触反应腔室5的内部结构，从而避免吹扫气体携带的吹扫杂质进一步污染反应腔室5而影响到后续的工艺流程。
该吹扫气道7和排气气道9的气体通路的位置设计可以使得对于喷淋上板1下表面的吹扫清洁更加有效，避免了吹扫杂质对于喷淋板内部结构的二次污染，进一步提升了喷淋板的维护效率，也简化了喷淋板装置的维护操作，便于维护工作的展开。
在一实施例中，优选地，可以继续参考图1，该排气气道9的方向自上而下，该喷淋上板1在侧周边缘靠近该吹扫气道7末端的位置沿周向开有多个孔洞以将该吹扫气道7与该排气气道9相连通。
更具体地，如图1所示，吹扫气体通过第二进气口8进入喷淋板内部后，沿着内部的吹扫气道7由喷淋板的中央位置吹扫传输至四周边缘位置。图1中吹扫气道7为喷淋上板1与衬板6之间的狭窄缝隙，总体呈水平方向，从而将吹扫气体由喷淋板的中央位置引导至四周边缘。而吹扫气体到达喷淋板的四周边缘，也就是吹扫气道7末端位置之后，再通过设在该位置上的周向的多个孔洞进入排气气道9，最终将吹扫气体排出至喷淋板结构的外部，从而起到有效地吹扫清洁与维护的作用。
需要说明的是，本文中对吹扫气道7、排气气道9的结构走向与设置位置以及二者的连接方式仅做示例性的描述，目的是为了更加清楚地阐述本发明提供的半导体工艺装置中的喷淋板内部结构，而非用于限制本发明的保护范围。实际上，吹扫气道7和排气气道9也可以采用其他的结构走向、设置位置及连接方式，只要能够导向吹扫气体在喷淋板内部的走向，使其能够有效且全面地吹扫喷淋上板1底部的反应气体残留物，并且不会对反应腔室内的其他装置结构产生二次污染，类似的气道结构都可以应用于本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板之中，也都应纳入本发明的保护范围之内。
与此同时，在一实施例中，可以继续参考图1，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，优选地，该衬板6与该喷淋上板1和该喷淋面板2之间采用卡接方式固定连接。
该衬板6与该喷淋上板1和该喷淋面板2之间之所以优选卡接的固定连接方式，而非通过粘接或螺钉固定，是因为在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，衬板6的结构能够全面地覆盖喷淋上板1的下表面，从而对喷淋上板1的下表面起到一定的遮挡保护作用。
请结合图1，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中增设衬板6的装置结构后，原来由喷淋上板1的下表面与喷淋面板2包覆构成的喷淋腔室3，变更为由衬板6的下表面与喷淋面板2包覆构成。因而反应气体从第一进气口4进入喷淋板内部后，直接进入衬板6的下表面与喷淋面板2包覆构成的喷淋腔室3之内，从而避免了反应气体与喷淋上板1下表面的直接接触，降低了喷淋上板1的维护难度。
而如果该衬板6与该喷淋上板1和该喷淋面板2之间采用粘接或螺钉固定等其他固定连接方式，容易理解地，在该些其他固定连接方式下就无法保证衬板6对喷淋上板1下表面的覆盖全面，反应气体容易从该些固定连接方式的孔洞或者缝隙中接触到喷淋上板1，同时也增加了喷淋板内部装置的结构与装配难度。
除此以外，该衬板6与该喷淋上板1和该喷淋面板2之间采用卡接方式固定连接，使得衬板6的装置结构易于拆卸，便于维护操作人员仅通过装配及拆卸该衬板6就可以有效地清洁维护喷淋板的内部结构，避免了反应杂质在喷淋板内部的残留对后续工艺过程的影响，也提高了喷淋板内部部件的使用寿命。
因此，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，该衬板6与该喷淋上板1和该喷淋面板2之间优选以卡接的固定连接方式，确保衬板6对喷淋上板1起到全面有效地覆盖与保护。
本领域技术人员容易理解地，在本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板结构中，在喷淋上板1与喷淋面板2之间增设了衬板6，衬板6对喷淋上板1的下表面形成了全面的覆盖保护，与此同时，在喷淋上板1的下表面与衬板6之间还设有狭窄缝隙构成的吹扫气道7，通过吹扫气道7可以进一步有效地清洁吹扫喷淋上板1的下表面以去除反应物残留，并将吹扫气体通过设于反应腔室5侧壁的排气气道9排出至喷淋板的外部，进而对喷淋上板1进行了有效的清洁，并确保了清洁后的气体所携带的残留物不会二次污染喷淋板的内部装置结构。
在衬板6对于喷淋上板1下表面的全面覆盖以及吹扫气体通过吹扫气道7的吹扫清洁下，本发明提供的半导体工艺设备的喷淋板中，喷淋上板1可以完全免于额外的维护操作，通过气体吹扫以及衬板6结构的更换就可以有效地维护喷淋板装置结构，使得喷淋板内部的装置部件均可以长期使用而无需维护，显著降低了设备的维护时间与成本，同时有效地清洁也后续工艺工程的质量，间接提高了工艺生产的产品良率。
本发明的另一方面还提供了一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备包含上文中任一项所描述的喷淋板。在一实施例中，优选地，该半导体工艺设备包括设有上文中任一项所描述的喷淋板的反应腔室。该半导体工艺设备与其中的反应腔室可用于气相沉积等半导体工艺流程。
该半导体工艺设备及其腔室中的喷淋板通过在喷淋上板与喷淋面板之间增设衬板结构，从而避免反应气体直接与喷淋上板接触以造成积累成膜而影响到后续工艺过程中的使用，同时在衬板与喷淋上板之间增设吹扫气道以对喷淋上板进行吹扫清洁，降低喷淋板装置的维护难度，提升了工艺设备的使用寿命。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (10)
1.一种半导体工艺设备的喷淋板，包括：
上下叠放的喷淋上板和喷淋面板，所述喷淋上板和所述喷淋面板之间构成喷淋腔室，所述喷淋上板顶部设有第一进气口，工艺反应气体由所述第一进气口进入所述喷淋腔室后，再通过所述喷淋面板上的孔洞喷淋至位于所述喷淋面板下方的反应腔室；以及
衬板，所述衬板设于所述喷淋上板和所述喷淋面板之间，覆盖所述喷淋上板的下表面，在所述第一进气口的对应位置也开有孔洞以输入所述工艺反应气体至所述反应腔室。
2.如权利要求1所述的喷淋板，其特征在于，所述衬板与所述喷淋上板之间设有吹扫气道，用于吹扫所述喷淋上板的下表面。
3.如权利要求2所述的喷淋板，其特征在于，所述吹扫气道由狭小缝隙构成。
4.如权利要求2所述的喷淋板，其特征在于，在所述喷淋上板和所述喷淋面板的顶部还设有第二进气口，所述第二进气口与所述吹扫气道相连通以向所述吹扫气道内通入吹扫气体。
5.如权利要求4所述的喷淋板，其特征在于，所述第一进气口设于所述喷淋上板的顶部中央，所述第二进气口位于所述第一进气口旁边的中央偏置位置。
6.如权利要求4所述的喷淋板，其特征在于，吹扫气体由所述第二进气口进入所述吹扫气道后，沿所述吹扫气道分散至所述喷淋上板的边缘位置，再通过设于所述反应腔室侧周的排气气道排出所述喷淋板。
7.如权利要求6所述的喷淋板，其特征在于，所述排气气道的方向自上而下，所述喷淋上板在侧周边缘靠近所述吹扫气道末端的位置沿周向开有多个孔洞以将所述吹扫气道与所述排气气道相连通。
8.如权利要求2所述的喷淋板，其特征在于，所述衬板与所述喷淋上板和所述喷淋面板之间采用卡接方式固定连接。
9.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的喷淋板。
10.如权利要求9所述的半导体工艺设备，其特征在于，包括设有如权利要求1～8中任一项所述的喷淋板的反应腔室。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115652288A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 拓荆科技(上海)有限公司 | 一种半导体工艺设备的喷淋板及半导体工艺设备 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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