CN218004770U - 半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备的进气组件盖设于介质套筒的顶端，用于将工艺气体输送至介质套筒内；介质套筒的底端连接于工艺腔室的顶板且与工艺腔室连通；法拉第筒套设于介质套筒的外周，法拉第筒的内周壁与介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，并且法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构，任意两个相邻的开口结构之间开设有贯穿法拉第筒的周壁的进气孔；线圈组件套设于法拉第筒的外周；导流结构与多个进气孔密封连通，用于将冷却气体通入至冷却间隙内，以对介质套筒进行冷却降温。本申请实施例实现了不影响刻蚀速率及均匀性的情况下，有效降低介质套筒的温升速度，从而大幅降低介质套筒的碎裂现象发生。

Description

半导体工艺设备

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备。

背景技术

目前，在存储和逻辑领域制造工艺中，需要采用等离子体对晶圆表面的光刻胶进行去除。由于大量去胶工艺需要等离子体源实现高速率(即晶圆在275℃高温加热器下，等离子源功率加载至4500W，刻蚀速率>14um/min)，因此需要采用电感耦合等离子体源(Inductively Coupled Plasma，ICP)来满足去胶工艺的需求。

现有技术中，由于需要等离子体源实现高速率，需要将4500W的高功率直接加载到线圈结构中，由于线圈结构位于石英管的中部位置，线圈结构附近的电磁场较高，造成石英管与线圈结构对应位置温升远高于其他部分，在两分钟内石英管中部温升高达284℃，并且由于石英管顶部进气组件中设置有水冷结构，以及石英管底部的工艺腔室上盖板内设置有水冷结构，因此容易造成石英管温差较大而发生碎裂。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备，用以解决现有技术存在的等离子体源的石英管容易碎裂的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括：工艺腔室、介质套筒、法拉第筒、线圈组件、进气组件及导流结构；

所述进气组件盖设于所述介质套筒的顶端，用于将工艺气体输送至所述介质套筒内；所述介质套筒的底端连接于所述工艺腔室的顶板且与所述工艺腔室连通；所述法拉第筒套设于所述介质套筒的外周，所述法拉第筒的内周壁与所述介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，并且所述法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构，任意两个相邻的所述开口结构之间开设有贯穿所述法拉第筒的周壁的进气孔；所述线圈组件套设于所述法拉第筒的外周；所述导流结构与多个所述进气孔密封连通，用于将冷却气体通入至所述冷却间隙内，以对所述介质套筒进行冷却降温。

于本申请的一实施例中，所述线圈组件包括有承载块及线圈结构，多个所述承载块沿法拉第筒的周向均匀排布，并且能避开多个所述开口结构，所述承载块的第一侧壁与所述法拉第筒贴合设置，所述承载块的第二侧壁用于安装所述线圈结构；所述导流结构包括开设于每个所述承载块内的导流道，所述导流道与所述进气孔一一对应设置且密封连通。

于本申请的一实施例中，所述导流道包括横流道及竖流道，所述横流道沿所述法拉第筒的径向延伸设置，并且一端与第一侧壁连通，另一端与所述竖流道的顶端连接；所述竖流道沿所述法拉第筒的轴向延伸设置，并且所述竖流道的底端与所述承载块的底壁连通。

于本申请的一实施例中，所述第一侧壁上具有密封台，所述横流道的开口位于所述密封台的居中位置，所述密封台能压抵于所述法拉第筒的周壁上，以使所述横流道与所述进气孔密封连接。

于本申请的一实施例中，所述密封台的表面开设有环形安装槽，所述环形安装槽环绕所述横流道的开口设置，用于安装柔性密封圈。

于本申请的一实施例中，所述开口结构的数量为八个，并且八个所述开口结构的开口总面积为所述法拉第筒外周面积的16.3％。

于本申请的一实施例中，所述开口结构沿所述法拉第筒的轴向延伸设置，并且包括有第一开口部及第二开口部，两个所述第一开口部分别位于所述第二开口部的顶部及底部，所述第一开口部为圆形结构，以及所述第二开口部为矩形结构；所述第一开口部在所述法拉第筒的周向上具有第一周向尺寸，所述第二开口部沿所述法拉第筒的周向上具有第二周向尺寸，所述第一周向尺寸大于所述第二周向尺寸。

于本申请的一实施例中，所述线圈结构包括多个层叠环绕的线圈，并且任意两相邻的线圈在所述法拉第筒的轴向上具有预设间距，所述预设间距为30毫米。

于本申请的一实施例中，所述法拉第筒的顶端设置有第一冷却流道，所述工艺腔室的顶板内设置有第二冷却流道，所述第一冷却流道及所述第二冷却流道用于对所述法拉第筒和所述介质套筒进行冷却。

于本申请的一实施例中，所述冷却间隙为1毫米～2毫米。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例将法拉第筒套设于介质套筒的外周，并且使法拉第筒的内周壁与介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，法拉第筒的周壁上开设有多个进气孔，导流结构与多个进气孔密封连通，用于向冷却间隙内导入冷却气体，以有效降低介质套筒中部区域的温升。采用上述设计，实现了不影响刻蚀速率及均匀性的情况下，有效降低介质套筒的温升速度，大幅提高本申请实施例的工艺速率；并且由于降低了介质套筒中部区域的温升速度，还能避免介质套筒整体温差较大，从而大幅降低介质套筒的碎裂现象发生，进而延长维护周期及降低应用成本。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的剖视示意图；

图2为本申请实施例提供的一种法拉第筒与线圈组件配合的剖视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种法拉第筒的剖视示意图；

图4为本申请实施例提供的一种承载块的剖视示意图；

图5为本申请实施例提供的一种线圈结构的立体示意图；

图6为本申请实施例提供的一种法拉第筒俯视状态的剖视示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备的结构示意图如图1及图2所示，包括：工艺腔室1、介质套筒2、法拉第筒3、线圈组件4、进气组件5及导流结构6；进气组件5盖设于介质套筒2的顶端，用于将工艺气体输送至介质套筒2内；介质套筒2的底端连接于工艺腔室1的顶板且与工艺腔室1连通；法拉第筒3套设于介质套筒2的外周，法拉第筒3的内周壁与介质套筒2的外周壁之间具有冷却间隙，并且法拉第筒3的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构31，任意两个相邻的开口结构31之间开设有贯穿法拉第筒3的周壁的进气孔32；线圈组件4套设于法拉第筒3的外周；导流结构6与多个进气孔32密封连通，用于将冷却气体导流至冷却间隙内，以对介质套筒2进行冷却降温。

如图1及图2所示，半导体工艺设备可以用于执行去胶工艺，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。工艺腔室1内的底部设置有承载装置11，该承载装置11的顶面可以用于承载晶圆，并且可以对晶圆加热。介质套筒2例如采用石英材质制成的管状结构，但是本申请实施例并不以此为限。介质套筒2的底端与工艺腔室1的顶端连接，并且介质套筒2的顶端可以设置有进气组件5，以用于向介质套筒2内通入工艺气体。线圈组件4能在介质套筒2的周围形成电磁场，以使介质套筒2内的工艺气体发生电离以形成等离子体。法拉第筒3套设于介质套筒2的外周，并且法拉第筒3的内周壁与介质套筒2的外周壁之间具有冷却间隙，该冷却间隙用于通入冷却气体，以对介质套筒2进行冷却降温。法拉第筒3用于减小电场对等离子体的耦合，使等离子体鞘层均匀，同时减少对介质套筒2内壁的局部腐蚀，也能够减小等离子体产生中的离子能量。法拉第筒3的周壁上贯穿有开口结构31，多个开口结构31沿法拉第筒3的周向均匀且间隔分布，但是本申请实施例并不限定开口结构31的具体数量。任意两个相邻的开口结构31之间开设有贯穿法拉第筒3的周壁的进气孔32，该进气孔32例如可以位于法拉第筒3轴向上的居中位置，从而提高介质套筒2冷却均匀性，但是本申请实施例并不以此为限。线圈组件4整体套设于法拉第筒3的外周，并且线圈组件4与法拉第筒3轴向上的居中位置对齐。导流结构6可以是连接管路，用于与冷却气体源及进气孔32密封连通，但是本申请实施例并不以此为限。导流结构6用于将冷却气体导流至冷却间隙内，以对介质套筒2进行冷却降温，避免介质套筒2与线圈组件4对应位置温升过快，从而避免介质套筒2整体温差较大。

本申请实施例将法拉第筒套设于介质套筒的外周，并且使法拉第筒的内周壁与介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，法拉第筒的周壁上开设有多个进气孔，导流结构与多个进气孔密封连通，用于向冷却间隙内导入冷却气体，以有效降低介质套筒中部区域的温升。采用上述设计，实现了不影响刻蚀速率及均匀性的情况下，有效降低介质套筒的温升速度，大幅提高本申请实施例的工艺速率；并且由于降低了介质套筒中部区域的温升速度，还能避免介质套筒整体温差较大，从而大幅降低介质套筒的碎裂现象发生，进而延长维护周期及降低应用成本。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，线圈组件4包括有承载块411及线圈结构42，多个承载块411沿法拉第筒3的周向均匀排布，并且能避开多个开口结构31，承载块411的第一侧壁412与法拉第筒3贴合设置，承载块411的第二侧壁413用于安装线圈结构42；导流结构6包括多个开设于每个承载块411内的导流道61，导流道61与进气孔32一一对应设置且密封连通。

如图1至图2所示，承载块411可以为采用树脂材质制成长方体结构，承载块411的顶部及底部均通过紧固件与法拉第筒3固定连接，紧固件例如采用螺栓结构，但是本申请实施例并不以此为限。八个承载块411可以与法拉第筒3上的八个开口结构31一一对应设置，即任意两相邻的开口结构31之间设置有一个承载块411，并且两者均沿法拉第筒3的周向均匀且间隔排布，但是本申请实施例并不限定承载块411的具体数量，只要承载块411与开口结构31的数量对应设置即可。承载块411相对的两侧壁分别第一侧壁412及第二侧壁413，第一侧壁412与法拉第筒3的外周壁贴合设置，第二侧壁413上可以开设有多个沟槽，用于容置并承载线圈结构42。采用上述设计，使得本申请实施例结构简单，从而大幅提高拆装维护效率。导流结构6包括有多个导流道61，由于多个承载块411沿法拉第筒3的周向均匀排布，因此在每个承载块411内均设置有导流道61，不仅能使得本申请实施例结构简单易于加工制造，而且还能提冷却气体分布的均匀性，从而进一步提高对介质套筒2的冷却均匀性。法拉第筒3的周壁上开设有多个进气孔32，多个进气孔32与多个导流道61一一对应设置，进气孔32能将导流道61与冷却间隙连通，用于将导流道61内的冷却气体导流至冷却间隙内。采用上述设计，不仅能使得冷却间隙内的冷却气体流量较大，从而大幅提高冷却效率，并且多个导流道61均匀设置还能提高介质套筒2的温度均匀性，从而进一步提高介质套筒2的稳定性。

需要说明的是，本申请实施例并不限定承载块411的具体实施方式，例如多个承载块411可以为一体成形的套筒结构，并且该套筒结构上开设有与多个开口结构31对应的开口。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图4所示，导流道61包括横流道62及竖流道63，横流道62沿法拉第筒3的径向延伸设置，并且一端与第一侧壁412连通，另一端与竖流道63的顶端连接；竖流道63沿法拉第筒3的轴向延伸设置，并且竖流道63的底端与承载块411的底壁连通。

如图1至图4所示，横流道62为沿法拉第筒3径向延伸设置的通孔，该横流道62位于承载块411高度方向的居中位置，并且由第一侧壁412延伸至第一侧壁412与第二侧壁413之间的居中位置。横流道62的内径范围可以设置为6毫米～10毫米之间，可选地横流道62的内径可以设置为6毫米。法拉第筒3上的进气孔32可以位于两个开口结构31之间的居中位置，并且进气孔32的内径可以设置为6毫米，以用于与横流道62对应设置。由于线圈结构42位于介质套筒2的中部区域，线圈结构42附近的电磁场强度最高，因此介质套筒2的中部区域温升最高，因此横流道62及进气孔32的位置，能进一步增强对介质套筒2中部区域的冷却速率，从而进一步提高本申请实施例的介质套筒2稳定性。竖流道63为沿法拉第筒3轴向延伸设置的通孔，该竖流道63的内径范围可以设置为6毫米～10毫米，可选地竖流道63的内径可以设置为6毫米，并且竖流道63距离第二侧壁413的距离可以设置为2毫米～8毫米，可选地该距离可以设置为2毫米，从而满足承载块411强度需求。进一步的，竖流道63的顶端与横流道62连通设置，竖流道63的底端位于承载块411的底壁上，以使竖流道63可以通过管道与冷却气体源连接，避免管路与线圈结构42及法拉第筒3顶端的第一冷却流道33发生干涉，从而使得本申请实施例的结构简单，进而降低应用及维护成本。

在实际应用时，导流结构6的管路上设置有电控阀(图中未示出)，该电控阀能与半导体工艺设备的下位机连接，当下位机检测到射频电源的开启信号时，电磁阀能够连通冷却气体源及导流道61，冷却气体经由进气孔32进入冷却间隙内，以对介质套筒2的中部区域进行冷却降温。当下位机检测到射频电源的关闭信号时，下位机能控制电磁阀关闭，即不再向冷却间隙内通入冷却气体，从而实现在起辉过程中介质套筒2温度最大时通入冷却气体，增加热交换频率，来实现减少温升的目的。可选地，冷却气体源内容置的冷却气体可以为压缩空气，但是本申请实施例并不以此为限，例如冷却气体也可以采用其它类型的惰性气体，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图1至图4所示，第一侧壁412上具有密封台414，横流道62的开口位于密封台414的居中位置，密封台414能压抵于法拉第筒3的周壁上，以使横流道62与进气孔密封连接。可选地，密封台414表面开设环形安装槽415，环形安装槽415环绕横流道62的开口设置，用于安装柔性密封圈。具体来说，第一侧壁412上还凸设有圆柱形的密封台414，该密封台414的顶面朝向法拉第筒3的外周壁设置，并且与法拉第筒3的外周壁形状对应设置，横流道62的开口位于密封台414的顶面上，以使密封台414可以顶抵于法拉第筒3的外周壁上，并且能使横道62与进气孔32密封设置。进一步的，密封台414的顶面上还设置有环形安装槽415，环形安装槽415环绕横流道62的开口设置，用于安装一柔性密封圈，并且能使柔性密封圈位于密封台414的顶面与法拉第筒3的外周壁之间，从而进一步提高密封效果。

于本申请的一实施例中，如图1至图4所示，开口结构31的数量为八个，并且八个开口结构31的开口总面积为法拉第筒3外周面积的16％～31％。可选地，八个开口结构31的开口总面积为法拉第筒3外周面积的16.3％。具体来说，八个开口结构31的开口总面积能够达到法拉第筒3外周面积的16％～31％，不仅能提高本申请实施例的刻蚀速率及良率，而且还能降低应用及维护成本。但是本申请实施例并不限定多个开口结构31的开口总面积，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。进一步的，八个开口结构31的开口总面积为法拉第筒3外周面积的16.3％，可以将电场强度相对于现有技术降低29％，以减少对介质套筒2的损伤，防止介质套筒2内发生掉渣现象，从而大幅提高介质套筒2维护周期，进而降低介质套筒2的应用及维护成本。

于本申请的一实施例中，如图2至图3所示，开口结构31沿法拉第筒3的轴向延伸设置，并且包括有第一开口部311及第二开口部312，两个第一开口部311分别位于第二开口部312的顶部及底部，第一开口部311为圆形结构，以及第二开口部312为矩形结构。具体来说，开口结构31均沿法拉第筒3的轴向延伸设置，开口结构31的顶部及底部为第一开口部311，该第一开口部311可以设置为圆形结构；开口结构31的中部为第二开口部312，该第二开口部312可以设置为竖向的长方形结构。在实际应用时，通过高频结构仿真(High FrequencyStructure Simulator，HFSS)软件对介质套筒2内磁场强度进行仿真测试，发现应用本申请的开口结构31，使得介质套筒2的磁场均匀性能够达到9.89％，并且刻蚀工艺的均匀性能够达到3.7％，相较于现有技术中的磁场均匀性及刻蚀均匀性分别为16.4％及5.3％，大幅提高了磁场均匀性及刻蚀均匀性。采用上述设计，由于磁场均匀性大幅提高，使得介质套筒2内的等离子体分布更均匀，从而大幅提高了刻蚀工艺均匀性。另外，还使得多个开口结构31的在法拉第筒3外周上布局合理，并且使多个开口结构31之间具有较大的间隙，以便于设置承载块411，从而使得本申请实施例的结构较为简单。

于本申请的一实施例中，如图2至图3所示，第一开口部311在法拉第筒3的周向上具有第一周向尺寸，第二开口部312沿法拉第筒3的周向上具有第二周向尺寸，第一周向尺寸大于第二周向尺寸。

如图2至图3所示，第一开口部311的直径设置为35毫米～70毫米，即第一周向尺寸可以设置为35毫米至70毫米之间的任意一数值，可选地第一周向尺寸可以设置为40毫米。第二开口部312的宽度为16毫米～33毫米，即第二周向尺寸可以设置为16毫米至33毫米之间的任意一数值，第二开口部312的高度可以设置为100毫米～125毫米；可选地第二周向尺寸可以设置为19毫米，而第二开口部312的高度可以设置为125毫米。第一周向尺寸及第二周向尺寸设置不同的尺寸，从而使得多个开口结构31的开口总面积能够达到法拉第筒3外周面积的16％～31％。第一开口部311的直径相对较大，使得介质套筒2两端的电场相对较强，以减弱第二开口部312的电场，从而进一步降第二开口部312处的温升速度；由于第二开口部312的宽度相对较小，使得介质套筒2中部区域电场相对减弱，从而进一步降低第二开口部312处的温升速度。在实际应用时，通过HFSS软件对介质套筒2的电场强度进行仿真测试，采用上述设计使得介质套筒2中部区域的电场强度能降低至2.90E3V/m，并且相较于现有技术中的电场强度降低29％，从而能够大幅减小电场对等离子体的容性耦合，降低对介质套筒2的轰击使等离子体鞘层均匀，同时减少对介质套筒2内壁的局部腐蚀，也能够减小等离子体产生中的离子能量。

于本申请的一实施例中，如图1至图5所示，线圈结构42包括多个层叠环绕的线圈421，并且任意两相邻的线圈421在法拉第筒3的轴向上具有预设间距，预设间距为30毫米。

如图1至图5所示，线圈结构42可以包括三个层叠设置的线圈421，线圈421具体可以采用外表面镀金的铜管制成。任意两相邻线圈421之间在法拉第筒3的轴向上具有预设间距，该预设间距可以设置为30毫米，即任意两相邻线圈421中心点匝距为30毫米。但是本申请实施例并不限定线圈结构42的具体实施方式，例如线圈421数量可以为三个以上或三个以下，因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。采用上述设计，将任意两相邻线圈421中心点匝距由现有技术中的20毫米调整至30毫米，使得线圈421的电感可以由现有技术中的3.2uH降低到2.5uH，并且使线圈421上的电流相对于现有技术中提升13％，抵消了法拉第筒3开口率降低带来的去胶速率下降，线圈421再配合法拉第筒3的低开口率，不仅能避免去胶工艺速率下降，而且还能提高介质套筒2的稳定性。

于本申请的一实施例中，如图1至图6所示，法拉第筒3的顶端设置有第一冷却流道33，工艺腔室1的顶板内设置有第二冷却流道(图中未示出)，第一冷却流道33及第二冷却流道用于对法拉第筒3和介质套筒2进行冷却。具体来说，法拉第筒3的周壁内设有第一冷却流道33，第一冷却流道33靠近法拉第筒3的顶端设置，用于通入冷却介质以对法拉第筒3及介质套筒2的顶部进行冷却。采用上述设计，使得第一冷却流道33能更加靠近介质套筒2的中部区域，从而能更好的对法拉第筒3及介质套筒2进行冷却降温。于地具体实施例中，第一冷却流道33沿法拉第筒3的径向宽度可以设置为10毫米～18毫米，第一冷却流道33沿法拉第筒3的轴向高度可以设置为7毫米～15毫米，第一冷却流道33沿法拉第筒3的周向范围为330°～346°，从而进一步提高冷却速率，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。工艺腔室1的顶板可以采用铝合金材质制成，盖合于工艺腔室1顶部，使工艺腔室1形成真空环境以执行去胶工艺。工艺腔室1的顶板内开设有第二冷却流道，该第二冷却流道内通入冷却介质，以及对介质套筒2及法拉第筒3的底部进行冷却降温。由于两个冷却流道能够对法拉第筒3和介质套筒2的顶部及底部进行冷却，不仅能大幅降低介质套筒2的温升，而且还能降低介质套筒2的整体的温度差，从而进一步提高介质套筒2的稳定性及使用寿命。

于本申请的一实施例中，如图1至图6所示，冷却间隙为1毫米～2毫米。具体来说，法拉第筒3的内径大于介质套筒2的外径1毫米～2毫米，即冷却间隙可以设置为1毫米～2毫米，可选地冷却间隙可以设置为1.5毫米。采用上述设计，能使得冷却气体能够充满冷却间隙，从而提高工艺效率，避免由于冷却间隙较小而影响冷却气体的流动。

为了进一步说明本申请实施例的原理及有益效果，以下结合附图对本申请实施例的具体实验数据进行说明。

图1至图6所示，将本申请实施例与现有技术均对晶圆执行去胶工艺，例如采用PFI89-30KA类型胶的晶圆，在4500W的高功率执行去胶工艺。经过实验可知，本申请实施例在两分钟内介质套筒2的温度高达251℃，相较于现有技术降低33℃，降低了介质套筒2的中部与两端的温度差异，提高了介质套筒2的长期使用的稳定性。本申请的刻蚀速率为14.15um/min，刻蚀均匀性为3.7％；而现有技术的刻蚀速率为14um/min，刻蚀均匀性为5.3％。由于刻蚀均匀性在6％以内即可满足目前去胶工艺的需求，由此可见本申请实施例的刻蚀速率及均匀性均优于现有技术，从而满足目前大量去胶工艺的需求。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例将法拉第筒套设于介质套筒的外周，并且使法拉第筒的内周壁与介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，法拉第筒的周壁上开设有多个进气孔，导流结构与多个进气孔密封连通，用于向冷却间隙内导入冷却气体，以有效降低介质套筒中部区域的温升。采用上述设计，实现了不影响刻蚀速率及均匀性的情况下，有效降低介质套筒的温升速度，大幅提高本申请实施例的工艺速率；并且由于降低了介质套筒中部区域的温升速度，还能避免介质套筒整体温差较大，从而大幅降低介质套筒的碎裂现象发生，进而延长维护周期及降低应用成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：工艺腔室、介质套筒、法拉第筒、线圈组件、进气组件及导流结构；

所述进气组件盖设于所述介质套筒的顶端，用于将工艺气体输送至所述介质套筒内；所述介质套筒的底端连接于所述工艺腔室的顶板且与所述工艺腔室连通；

所述法拉第筒套设于所述介质套筒的外周，所述法拉第筒的内周壁与所述介质套筒的外周壁之间具有冷却间隙，并且所述法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构，任意两个相邻的所述开口结构之间开设有贯穿所述法拉第筒的周壁的进气孔；所述线圈组件套设于所述法拉第筒的外周；

所述导流结构与多个所述进气孔密封连通，用于将冷却气体通入至所述冷却间隙内，以对所述介质套筒进行冷却降温。

2.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述线圈组件包括有承载块及线圈结构，多个所述承载块沿法拉第筒的周向均匀排布，并且能避开多个所述开口结构，所述承载块的第一侧壁与所述法拉第筒贴合设置，所述承载块的第二侧壁用于安装所述线圈结构；

所述导流结构包括开设于每个所述承载块内的导流道，所述导流道与所述进气孔一一对应设置且密封连通。

3.如权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述导流道包括横流道及竖流道，所述横流道沿所述法拉第筒的径向延伸设置，并且一端与第一侧壁连通，另一端与所述竖流道的顶端连接；所述竖流道沿所述法拉第筒的轴向延伸设置，并且所述竖流道的底端与所述承载块的底壁连通。

4.如权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述第一侧壁上具有密封台，所述横流道的开口位于所述密封台的居中位置，所述密封台能压抵于所述法拉第筒的周壁上，以使所述横流道与所述进气孔密封连接。

5.如权利要求4所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述密封台的表面开设有环形安装槽，所述环形安装槽环绕所述横流道的开口设置，用于安装柔性密封圈。

6.如权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述开口结构的数量为八个，并且八个所述开口结构的开口总面积为所述法拉第筒外周面积的16.3％。

7.如权利要求6所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述开口结构沿所述法拉第筒的轴向延伸设置，并且包括有第一开口部及第二开口部，两个所述第一开口部分别位于所述第二开口部的顶部及底部，所述第一开口部为圆形结构，以及所述第二开口部为矩形结构；

所述第一开口部在所述法拉第筒的周向上具有第一周向尺寸，所述第二开口部沿所述法拉第筒的周向上具有第二周向尺寸，所述第一周向尺寸大于所述第二周向尺寸。

8.如权利要求6所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述线圈结构包括多个层叠环绕的线圈，并且任意两相邻的线圈在所述法拉第筒的轴向上具有预设间距，所述预设间距为30毫米。

9.如权利要求1至8的任一所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述法拉第筒的顶端设置有第一冷却流道，所述工艺腔室的顶板内设置有第二冷却流道，所述第一冷却流道及所述第二冷却流道用于对所述法拉第筒和所述介质套筒进行冷却。

10.如权利要求1至8的任一所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述冷却间隙为1毫米～2毫米。

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