CN219040418U - 集成化半导体工艺腔室和半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及集成化半导体工艺腔室和半导体工艺设备。该半导体工艺腔室通过在腔室本体下方设置盒体支架结构，将多个盒体集成在腔室本体下方，具有很高集成度，便于增加传输平台能挂接的半导体工艺腔室数量；所设置的盒体支架包括多个沿支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层具有能沿背离所述传输平台的方向移动的滑动板，以带动置于滑动板上的盒体沿背离所述传输平台的方向移动，从而操作人员位于半导体工艺腔室侧方即可对盒体上的线缆等可维护控件进行维护，无需再钻入传输平台下方进行维护，从而既有利于提高产能，也可显著提高半导体工艺腔室的可维护性。

Description

集成化半导体工艺腔室和半导体工艺设备

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及集成化半导体工艺腔室和一种半导体工艺设备。

背景技术

随着半导体工艺的发展，对半导体工艺设备(例如PECVD，等离子体增强化学气相沉积设备)产能的要求也越来越高。增加工艺腔室(即PM腔)数量是提高产能的一个有效办法，但同时也会导致可维护性变差。

常见半导体工艺设备的整机布局如图1和图2所示，包括负载腔室(即loadlock腔)11、传输平台(即TM平台)12和工艺腔室(即PM腔)13。传输平台12可以是四边形、五边形或其他多边形平台，分别挂接3个、4个或其他数量的多个工艺腔室13。图1所示的示例中，传输平台12为四边形，挂接有3个工艺腔室13；图2所示的示例中，传输平台12为五边形，挂接有4个工艺腔室13。负载腔室11背离传输平台12的一侧还可设置前端模块(即EFEM)。晶圆盒可放置在前端模块中，然后传送到负载腔室11，再传送到传输平台12，最后送入工艺腔室13进行工艺。

每个工艺腔室13都需要配置气柜(即gasbox)、电源盒、互锁盒、控制盒、工控机等多种物料。气柜用于供应气体，控制盒用于控制各种元器件，互锁盒用于收集互锁信号，工控机用于处理信号数据，电源盒用于供电。现有技术采用的方案是将这些盒体分散固定在半导体工艺设备中。通常，工艺腔室13的气柜、控制盒固定在工艺腔室13和传输平台12上方，电源盒固定在前端模块和传输平台12的上方，互锁盒和工控机单独放置在半导体工艺设备背离前端模块的一侧。盒体分散、集成度很低，操作机台时要到处寻找目标盒体，可维护性很差。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种集成度高、能增加挂接数目的半导体工艺腔室。本申请还提供了相应的半导体工艺设备。

根据本申请的一个方面，提供了一种集成化半导体工艺腔室，用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括传输平台和多个工艺腔室，多个所述工艺腔室设置于所述传输平台的不同侧面，所述工艺腔室包括腔室本体、腔室支架、多个第一盒体和盒体支架，各所述第一盒体均通过线缆与所述腔室本体控制连接，其中：

所述腔室支架包括多个支撑杆，以承载所述腔室本体；

所述盒体支架置于所述腔室本体下方，所述盒体支架包括多个沿所述支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层均包括固定板和滑动板，所述固定板固定在所述盒体支架上，所述滑动板相对于所述固定板能沿背离所述传输平台的方向移动，不同所述第一盒体置于不同所述支撑层的所述滑动板上。

在一些实施方式中，所述腔室支架还包括底板，所述支撑杆的下端固定在所述底板上，所述盒体支架置于所述底板上，位于多个所述支撑杆围设的区域外，且位于所述工艺腔室的边缘位置。

在一些实施方式中，所述多个第一盒体包括控制盒、互锁盒和工控机，所述控制盒用于控制所述腔室本体内的元器件，所述互锁盒用于收集互锁信号，所述工控机用于处理信号数据。

在一些实施方式中，所述半导体工艺腔室还包括第二盒体，所述第二盒体置于所述腔室本体下方并置于所述底板上，并且所述第二盒体位于多个所述支撑杆围设的区域内。

在一些示例中，所述第二盒体包括气柜，所述气柜通过气体管路与所述腔室本体连通。

在一些实施方式中，所述半导体工艺腔室还包括第三盒体，所述第三盒体置于所述腔室本体下方并置于所述底板上，并且所述第二盒体位于多个所述支撑杆围设的区域外，且位于所述第二盒体背离所述第一盒体的一侧。

在一些示例中，所述第三盒体包括电源盒，所述电源盒通过线缆与所述腔室本体连接。

在一些实施方式中，针对每个所述支撑层，所述固定板上表面设置有滚珠，所述滑动板下表面设置有与所述滚珠匹配的导轨，所述滚珠嵌入所述导轨，在外力作用下所述滚珠原地转动，通过摩擦力带动所述滑动板沿所述导轨的轨迹滑动。

在一些实施方式中，所述第一盒体朝向所述传输平台的表面设置有所述线缆的控件。

根据本申请的另一方面，还提供了一种半导体工艺设备，所述设备包括传输平台和多个如上所述的半导体工艺腔室，其中所述传输平台具有多个侧面，多个所述半导体工艺腔室分别设置于所述传输平台的不同侧面。

本申请公开了一种用于半导体工艺设备的集成化半导体工艺腔室，该半导体工艺设备包括传输平台和多个工艺腔室，多个工艺腔室设置于所述传输平台的不同侧面，该工艺腔室包括腔室本体、腔室支架、多个第一盒体和盒体支架，各第一盒体均通过线缆与该腔室本体控制连接，通过在腔室本体下方设置盒体支架结构，将多个盒体集成在腔室本体下方，便于增加传输平台能挂接的半导体工艺腔室数量；所设置的盒体支架包括多个沿支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层具有能沿背离所述传输平台的方向移动的滑动板，以带动置于滑动板上的盒体沿背离所述传输平台的方向移动，从而操作人员位于半导体工艺腔室侧方即可对盒体上的线缆等可维护控件进行维护，无需再钻入传输平台下方进行维护。根据本申请的半导体工艺腔室和半导体工艺设备，既有利于提高产能，也能显著提高半导体工艺腔室的可维护性。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出现有的一半导体工艺设备的俯视布局示意图。

图2示出现有的另一半导体工艺设备的俯视布局示意图。

图3示出现有的一半导体工艺腔室的布局示意图。

图4示出根据本申请一个实施例的半导体工艺腔室的布局前视图。

图5(a)～(d)示出根据本申请一个实施例的盒体维护示意图。

图6示出根据本申请一个实施例的盒体支架的前视图。

图7示出根据本申请一个实施例的盒体支架中一个支撑层的局部示意图。

图8示出根据本申请一个实施例的半导体工艺设备的俯视布局示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请。虽然附图中显示了本申请的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本申请中，除非有明确其他理解，方向术语“后”指从半导体工艺腔室指向传输平台的方向，方向属于“前”指与“后”相反的方向，术语“后表面”指从后方观测到的表面，术语“前视图”指从前方观测到的视图，“俯视”指从上方进行的观测，“侧面”指除上面和下面外的其他面。

图3示出了一种现有的半导体工艺腔室的示意性结构图。该现有技术的方案中，部分盒体集成在半导体工艺腔室中。如图3所示，电源盒304、气柜306和互锁盒307集成在半导体工艺腔室中，位于腔室本体301下方，控制盒303固定在腔室本体301的侧面，工控机305固定在传输平台(未示出)上。该方案主要存在两个缺陷：

(1)集成度仍然较差，难以挂接更多半导体工艺腔室

当传输平台挂接的半导体工艺腔室越来越多时，两个半导体工艺腔室之间的夹角越来越小，在小到不能放下控制盒303时，无法继续增加挂接的半导体工艺腔室。

(2)难以维护

当传输平台上挂满半导体工艺腔室后，由于电源盒304、气柜306、互锁盒307等的线缆接口等可维护控件通常都位于盒体后表面，即朝向传输平台的那个侧面，当需要对这些盒体进行维护时，操作人员要钻到传输平台下方才能执行操作，非常不方便。而且半导体工艺腔室间夹角越小，操作人员钻进去越困难，若要留够操作人员进出的空间，则需要少挂一个半导体工艺腔室，这又会降低半导体工艺设备整机的产能。此外，相邻半导体工艺腔室夹角过小也会导致控制盒303维护困难。

增加可挂接半导体工艺腔室数量，同时提高盒体的可维护性，是当前多腔设备提高竞争力的关键点。

为进一步提高半导体工艺腔室的集成度和可维护性，本申请提出了一种集成化半导体工艺腔室，用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括传输平台和多个工艺腔室，多个所述工艺腔室设置于所述传输平台的不同侧面，所述工艺腔室包括腔室本体、腔室支架、多个第一盒体和盒体支架，各所述第一盒体均通过线缆与所述腔室本体控制连接，其中：

所述腔室支架包括多个支撑杆，以承载所述腔室本体；

所述盒体支架置于所述腔室本体下方，所述盒体支架包括多个沿所述支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层均包括固定板和滑动板，所述固定板固定在所述盒体支架上，所述滑动板相对于所述固定板能沿背离所述传输平台的方向移动，不同所述第一盒体置于不同所述支撑层的所述滑动板上。

根据本方案的集成的半导体工艺腔室，通过在腔室本体下方设置盒体支架结构，将多个盒体集成在腔室本体下方，具有很高集成度，便于增加传输平台能挂接的半导体工艺腔室数量；所设置的盒体支架包括多个沿支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层具有能沿背离所述传输平台的方向移动的滑动板，以带动置于滑动板上的盒体沿背离所述传输平台的方向移动，从而操作人员位于半导体工艺腔室侧方即可对盒体上的线缆等可维护控件进行维护，无需再钻入传输平台下方进行维护。根据本申请的半导体工艺腔室和半导体工艺设备，既有利于提高产能，也能显著提高半导体工艺腔室的可维护性。

图4示出根据本申请一个实施例的半导体工艺腔室的布局前视图，为显示清晰，图4中未示出盒体支架402的结构，仅示出盒体支架402所集成的多个第一盒体403～405。图5(a)～(d)示出该实施例的盒体维护示意图。图6示出该盒体支架402的前视图。图7示出盒体支架402中一个支撑层的局部示意图。

如图4～图7所示，腔室支架409包括多个支撑杆和底板408，以承载腔室本体401。支撑杆的下端固定在底板408上。盒体支架402和第二盒体406、407都置于底板408上。

盒体支架402置于腔室本体401下方。盒体支架402包括多个支撑层，每个支撑层包括固定板4021和滑动板4022。固定板4021固定在盒体支架402上，具体地，一层的固定板4021通过侧壁的固定架固定在下一层的固定板4021上，以形成盒体支架402的固定部分。每个支撑层的滑动板4022设置于该层固定板4021上方，相对于固定板4021能沿背离/朝向传输平台的方向移动。本示例中，固定板4021上表面设置有滚珠4023，滑动板4022的下表面设置有与滚珠4023匹配的导轨4024。滚珠4023嵌入导轨4024中，在外力作用下，滚珠4023原地滚动，通过摩擦力带动滑动板4022沿导轨4024的轨迹滑动，从而实现背离/朝向传输平台的移动。在本申请的其他示例中，也可采用其他方式实现滑动板4022相对于固定板4021的背离/朝向传输平台的方向移动。例如，在一个示例中，可在固定板4021上表面设置滑轨，在滑动板4022下表面设置与该滑轨匹配的滑块，滑块安装在滑轨上，在外力作用下使滑动板4022沿滑轨的轨迹滑动，等等。这些实施方式均属于本申请保护的范围。

多个第一盒体403～405置于不同支撑层的滑动板4022上。本示例中，盒体403为控制盒，盒体404为互锁盒，盒体405为工控机。控制盒403用于控制腔室本体401内的元器件，互锁盒404用于收集互锁信号，工控机405用于处理信号数据。控制盒403、互锁盒404和工控机405都固定在对应支撑层的滑动板4022上。这三个盒体的线缆接口均位于盒体的后表面，即朝向传输平台的侧面。在日常维护时，例如，如果要对控制盒403的线缆接口进行检查或插拔，操作人员可站在半导体工艺腔室侧方(例如图4的左侧方)，将盒体支架402最上方一层支撑层的滑动板4022向前推(通常推出约三分之一)，如图5(a)所示，即可对控制盒403后表面的线缆接口等进行维护，在维护结束后，再将该层的滑动板4022推回原位，复位状态如图5(a)所示；如果要对互锁盒404的线缆接口进行检查或插拔，操作人员可站在半导体工艺腔室侧方(例如图4的左侧方)，将盒体支架402从上往下数第二个支撑层的滑动板4022向前推(通常推出约三分之一)，如图5(c)所示，即可对互锁盒404进行维护，在维护结束后，再将该层的滑动板4022推回原位，复位状态如图5(a)所示；如果要对工控机405的线缆接口进行检查或插拔，操作人员可站在半导体工艺腔室侧方(例如图4的左侧方)，将盒体支架402最下方一层支撑层的滑动板4022向前推(通常推出约三分之一)，如图5(d)所示，即可对工控机405后表面的线缆接口等进行维护，在维护结束后，再将该层的滑动板4022推回原位，复位状态如图5(a)所示。

本示例中，半导体工艺腔室还包括第二盒体406。第二盒体406置于腔室本体401下方并置于底板408上，并且第二盒体406位于多个支撑杆围设的区域内。本示例中第二盒体406为气柜，气柜406通过气体管路与腔室本体401连通。气柜406的气体管路可从其上方伸出，操作人员可从气柜406的上方或前方对其进行维护。

本示例中，半导体工艺腔室还包括第三盒体407。第三盒体407置于腔室本体401下方并置于底板408上，并且第三盒体407位于多个支撑杆围设的区域外，且位于第二盒体406背离第一盒体的一侧。本示例中第三盒体407为电源盒，电源盒407通过线缆与腔室本体401连接。为便于连接，线缆接头可设置在电源盒407的后表面，操作人员可位于电源盒407的前面或右侧面对其进行维护。

根据本示例的半导体工艺腔室集成了控制盒403、互锁盒404、工控机405、气柜406以及电源盒407，能够满足工艺需求，具有很高的集成度。

图8示出根据本申请一个实施例的半导体工艺设备的布局示意图。如图所示，该传输平台82具有多个侧面，多个半导体工艺腔室83分别挂接在其不同侧面，并且每个半导体工艺腔室83的后表面均朝向传输平台82。负载腔室81置于传输平台82的未布置半导体工艺腔室83的侧面。

如上所述，半导体工艺腔室83中集成了多个盒体，可增加传输平台82能挂接的半导体工艺腔室88数量，通常大于3个，以显著提高半导体工艺设备的产能。

此外，由于本申请中操作人员可位于第一盒体侧方将其推出(即推向背离传输平台82的方向)以对其进行维护，因此无需再钻入传输平台82下方进行维护，显著提高了半导体工艺腔室的可维护性。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种集成化半导体工艺腔室，用于半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括传输平台和多个工艺腔室，多个所述工艺腔室设置于所述传输平台的不同侧面，其特征在于，所述工艺腔室包括腔室本体、腔室支架、多个第一盒体和盒体支架，各所述第一盒体均通过线缆与所述腔室本体控制连接，其中：

所述腔室支架包括多个支撑杆，以承载所述腔室本体；

所述盒体支架置于所述腔室本体下方，所述盒体支架包括多个沿所述支撑杆长度方向排列的支撑层，每个支撑层均包括固定板和滑动板，所述固定板固定在所述盒体支架上，所述滑动板相对于所述固定板能沿背离所述传输平台的方向移动，不同所述第一盒体置于不同所述支撑层的所述滑动板上。

2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述腔室支架还包括底板，所述支撑杆的下端固定在所述底板上，所述盒体支架置于所述底板上，位于多个所述支撑杆围设的区域外，且位于所述工艺腔室的边缘位置。

3.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述多个第一盒体包括控制盒、互锁盒和工控机，所述控制盒用于控制所述腔室本体内的元器件，所述互锁盒用于收集互锁信号，所述工控机用于处理信号数据。

4.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述半导体工艺腔室还包括第二盒体，所述第二盒体置于所述腔室本体下方并置于所述底板上，并且所述第二盒体位于多个所述支撑杆围设的区域内。

5.根据权利要求4所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第二盒体包括气柜，所述气柜通过气体管路与所述腔室本体连通。

6.根据权利要求4所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述半导体工艺腔室还包括第三盒体，所述第三盒体置于所述腔室本体下方并置于所述底板上，并且所述第二盒体位于多个所述支撑杆围设的区域外，且位于所述第二盒体背离所述第一盒体的一侧。

7.根据权利要求6所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第三盒体包括电源盒，所述电源盒通过线缆与所述腔室本体连接。

8.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，针对每个所述支撑层，所述固定板上表面设置有滚珠，所述滑动板下表面设置有与所述滚珠匹配的导轨，所述滚珠嵌入所述导轨，在外力作用下所述滚珠原地转动，通过摩擦力带动所述滑动板沿所述导轨的轨迹滑动。

9.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一盒体朝向所述传输平台的表面设置有所述线缆的控件。

10.一种半导体工艺设备，所述设备包括传输平台和多个如权利要求1～9中任意一者所述的半导体工艺腔室，其中所述传输平台具有多个侧面，多个所述半导体工艺腔室分别设置于所述传输平台的不同侧面。

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