CN220041778U - 导流腔和半导体设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供的一种导流腔和半导体设备，涉及半导体技术领域。该导流腔包括底板、侧板和调节块，底板上间隔设有安装孔和第一进气孔，底板用于放置晶圆；侧板和底板连接，侧板和底板围成腔体；侧板上设有安装槽，安装槽的截面尺寸和形状与安装孔的截面形状尺寸一致；安装槽内设有与第一进气孔连通的第二进气孔；调节块设于安装孔和/或安装槽中，调节块上设有与腔体连通的调节孔。该导流腔能够实现调节块在底板和侧板上的互换，有利于调节进入腔体内的气体流量，从而提高反应效率和气流的均匀性。且能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口的残留物反应。

Description

导流腔和半导体设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种导流腔和半导体设备。

背景技术

随着半导体行业的快速发展，蚀刻技术可以分为湿蚀刻(wet etching)和干蚀刻(dry etching)两类。其中，干法刻蚀是利用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，干法蚀刻中需要利用多种气体进行蚀刻，例如：惰性系、腐蚀系、氧化系以及C系、F系等气体，通常在密闭腔体内进行蚀刻工艺，其中密闭腔体内的蚀刻气流在反应时存在气流大小不一致，导致蚀刻反应速度不均匀，以及密闭腔体的管路通常采用同一进口进入腔体，容易存在反应残留物，导致蚀刻不均匀等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种导流腔和半导体设备，其能够调节进入腔体内的气体流量，从而提高反应效率和气流的均匀性。且能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口的残留物反应。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种导流腔，包括：

底板，所述底板上间隔设有安装孔和第一进气孔，所述底板用于放置晶圆；

侧板，所述侧板和所述底板连接，所述侧板和所述底板围成腔体；所述侧板上设有安装槽，所述安装槽的截面尺寸和形状与所述安装孔的截面形状尺寸一致；所述安装槽内设有与所述第一进气孔连通的第二进气孔；

调节块，所述调节块设于所述安装孔和/或所述安装槽中，所述调节块上设有与所述腔体连通的调节孔。

在可选的实施方式中，所述调节块安装于所述安装孔的状态下，所述调节块朝向所述腔体的一侧表面凸出于所述底板朝向所述腔体的一侧表面，且所述调节块的表面高于所述晶圆的表面。

在可选的实施方式中，所述侧板呈锥形，所述侧板远离所述底板的一侧的直径大于所述侧板靠近所述底板一侧的直径。

在可选的实施方式中，所述安装孔的截面呈弧形，所述安装孔靠近底板中心的一侧的弧长小于所述安装孔远离底板中心的一侧的弧长。

在可选的实施方式中，所述安装槽的截面呈弧形，所述安装槽靠近所述底板的一侧的弧长大于所述安装槽远离所述底板的一侧的弧长。

在可选的实施方式中，所述调节块的截面形状尺寸与所述安装槽或所述安装孔的截面形状尺寸一致。

在可选的实施方式中，所述调节孔包括第一通孔和第二通孔；

所述调节块包括相对设置的第一弧面和第二弧面，以及相对设置的第一平面和第二平面；所述调节块设有贯穿所述第一弧面和所述第二弧面的第一通孔，以及贯穿所述第一平面和所述第二平面的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔连通。

在可选的实施方式中，所述第二进气孔和所述第一通孔连通。

在可选的实施方式中，所述第二通孔的数量为多个，多个所述第二通孔相互连通。

第二方面，本实用新型提供一种半导体设备，包括机台和如前述实施方式中任一项所述的导流腔。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的导流腔和半导体设备，气体可以从底板和侧板分别进入腔体内，能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口通入不同的气体时有气体的残留物发生反应的问题。有利于提高反应均匀性。并且，调节块的设置能够调节气体流量，改变气体从不同的位置进入腔体，改变气体流向，有利于控制气体进入的均匀性，从而提高反应效率和反应均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的导流腔的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的导流腔的第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的导流腔隐藏调节块后的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的导流腔的调节块的第一视角的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的导流腔的调节块的第二视角的结构示意图。

图标：100-导流腔；110-底板；111-安装孔；113-第一进气孔；115-晶圆放置区；120-侧板；121-安装槽；123-第二进气孔；130-调节块；131-第一弧面；133-第二弧面；135-第一平面；137-第二平面；140-调节孔；141-第一通孔；143-第二通孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

请参照图1至图4，本实施例提供一种导流腔100，包括底板110、侧板120和调节块130，底板110上间隔设有安装孔111和第一进气孔113，底板110用于放置晶圆；侧板120和底板110连接，侧板120和底板110围成腔体；侧板120上设有安装槽121，安装槽121的截面尺寸和形状与安装孔111的截面形状尺寸一致；安装槽121内设有与第一进气孔113连通的第二进气孔123；调节块130设于安装孔111和/或安装槽121中，调节块130上设有与腔体连通的调节孔140。该导流腔100能够实现调节块130在底板110和侧板120上的互换，有利于调节进入腔体内的气体流量，从而提高反应效率和气流的均匀性。且能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口的残留物反应。

可以理解，本实施例提供的导流腔100，气体可以从底板110和侧板120分别进入腔体内，能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口通入不同的气体时有气体的残留物发生反应的问题。有利于提高反应均匀性。并且，调节块130的设置能够调节气体流量，改变气体从不同的位置进入腔体，改变气体流向，有利于控制气体进入的均匀性，从而提高反应效率和反应均匀性。

本实施例中，底板110的中部为晶圆放置区115，用于放置晶圆，晶圆位于腔体内。安装孔111位于晶圆放置区115的外围。调节块130安装于安装孔111的状态下，调节块130朝向腔体的一侧表面凸出于底板110朝向腔体的一侧表面，且调节块130的表面高于晶圆的表面。这样，可以实现底部气流导流至晶圆的表面，增加晶圆表面的气流流速以及流量，改变气体的流动方向，从而实现提高蚀刻效率。

需要说明的是，本实施例中的导流腔100可以放置晶圆，适用于在晶圆表面进行蚀刻、镀膜或沉积等工艺。当然，反应对象可以是晶圆的表面，也可以是其他载体或物体的表面，这里不作具体限定。

可选地，第一进气孔113位于安装孔111的外围，即靠近底板110的边缘设置，这样，有利于与侧板120上的安装槽121连通。当然，在一些实施方式中，第一进气孔113也可以设于侧板120上，这里不作具体限定。

调节块130上设有调节孔140，气体经调节块130上的调节孔140进入腔体内。调节孔140能够用于调节气体的流量以及流速等，从而实现进入腔体的气体的流量和流速调节，提高气体均匀性，提升反应效率和反应均匀性，进而有利于提高成膜质量或蚀刻质量。

容易理解，调节孔140的位置不同，则进入腔体中的气体的方向和位置不同，这样还能改变气体的流向，进一步实现对气流的调节。类似地，底板110上设有多个间隔的安装孔111，调节块130位于不同的安装孔111内，其气体进入的方向也不同，也可以实现对气流方向的调节。

此外，侧板120上设有安装槽121，调节块130安装在安装槽121内，可以实现从腔体的侧壁进气，进气方向和位置不同，有利于调节气流的流量和方向。进一步地，侧板120上设有多个间隔的安装槽121，安装槽121沿侧板120的周向间隔设置，可以实现不同方向的进气，从而控制进入腔体的气体的流量和方向。

可选地，侧板120呈锥形，侧板120远离底板110的一侧的直径大于侧板120靠近底板110一侧的直径。这样，导流腔100呈锥形腔体，有利于气流向底部的晶圆聚集，提高反应效率。同时，侧板120呈锥形，有一定的倾斜度，有利于调节块130在安装槽121内的稳定性，防止调节块130掉落。容易理解，若侧板120呈竖直状，即与底板110呈约90度设置，调节块130安装后容易掉落。此外，采用锥形腔体设计，更容易产生锥形旋转气流，形成倒锥形旋转气流朝向晶圆表面，有利于气体混合充分反应，且气流量一直在增大，从而提升反应效率。

可选地，安装孔111的截面呈弧形，安装孔111靠近底板110中心的一侧的弧长小于安装孔111远离底板110中心的一侧的弧长。类似地，安装槽121的截面呈弧形，安装槽121靠近底板110的一侧的弧长大于安装槽121远离底板110的一侧的弧长。安装槽121这样设置，有利于降低调节块130的重心，结构更稳定，防止掉落。可以理解，调节块130的截面形状尺寸与安装槽121或安装孔111的截面形状尺寸一致。这样，底板110上的调节块130和侧板120上的调节块130可以相互互换，通配性更好，使用更灵活。

结合图4和图5，可选地，调节孔140包括第一通孔141和第二通孔143。调节块130包括相对设置的第一弧面131和第二弧面133，以及相对设置的第一平面135和第二平面137；调节块130设有贯穿第一弧面131和第二弧面133的第一通孔141，以及贯穿第一平面135和第二平面137的第二通孔143，第一通孔141和第二通孔143连通。其中，第二进气孔123和第一通孔141连通。本实施例中，侧板120内设有气流通道，气流通道的一端和第一进气孔113连通，另一端和第二进气孔123连通。

可选地，第二通孔143的数量为多个，多个第二通孔143相互连通。设置多个第二通孔143，使得气体进入腔体的通道面积更大，气流更均匀。并且可以通过控制第二通孔143的导通数量，控制气体进入的流速和流量。

需要说明的是，安装孔111的形状、数量和分布位置可以根据实际情况而定，这里不作具体限定。相应地，安装槽121和调节块130的形状应与安装孔111的形状保持一致。安装槽121的数量和调节块130的数量可以根据实际情况设定。在实际应用中，调节块130可以仅放于安装槽121内，也可以仅放于安装孔111内，或者，安装孔111和安装槽121内分别放置调节块130。调节块130设于安装孔111中可以是所有安装孔111内均设有调节块130，也可以是部分安装孔111内设有调节块130。同理，调节块130设于安装槽121中可以是所有安装槽121内均设有调节块130，也可以是部分安装槽121内设有调节块130。利用调节块130上的调节孔140以及调节块130的安装数量，从而实现调节流量以及流速。由于调节块130安装在不同位置，可以实现流向的控制。

本实用新型实施例提供的导流腔100，可以同时向腔体内通入多种不同的气体，防止气体在进入腔体前接触发生反应。比如，第一进气孔113有4个，安装槽121有四个，一个第一进气孔113和一个安装槽121一一连通，可以形成四条独立的通道，从侧板120可以同时通入4种不同的气体，并保证4种气体在进入腔体前相互不接触反应。安装孔111有4个，底板110可以同时通入4种不同的气体，并能保证4种气体在进入腔体前相互不接触反应。即本实施例可以形成多条独立的进气通道。实际应用中，可以根据所需反应气体的种类，灵活通入腔体中。

此外，在一些实施方式中，比如将导流腔100用于在晶圆表面沉积形成膜层。可以先从一个或多个独立的进气通道通入第一种气体，形成第一种膜层。再从其余进气通道中的一个或多个通入第二种气体，以在晶圆表面形成第二种膜层，这样可以实现分层镀膜。当然，在蚀刻工艺中，也可以进行多层蚀刻。

本实用新型实施例还提供一种半导体设备，包括机台和如前述实施方式中任一项的导流腔100。

综上所述，本实用新型实施例提供的导流腔100和半导体设备，具有以下几个方面的有益效果，包括：

本实用新型实施例提供的导流腔100和半导体设备，气体可以从底板110和侧板120分别进入腔体内，形成多个独立的进气通道，能实现多种气体从不同的进气口进入腔体，防止同一进气口通入不同的气体时有气体的残留物发生反应的问题，有利于提高反应均匀性、进气效率以及反应效率。并且，调节块130的设置能够调节气体流量，改变气体从不同的位置进入腔体，改变气体流向，有利于控制气体进入的均匀性，从而提高反应效率和反应均匀性。此外，采用锥形腔体设计，更容易产生锥形旋转气流，形成倒锥形旋转气流朝向晶圆表面，有利于气体混合充分反应，且气流量一直在增大，从而提升反应效率。并且有利于降低调节块130的重心，结构更加稳定可靠。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导流腔，其特征在于，包括：

底板，所述底板上间隔设有安装孔和第一进气孔，所述底板用于放置晶圆；

侧板，所述侧板和所述底板连接，所述侧板和所述底板围成腔体；所述侧板上设有安装槽，所述安装槽的截面尺寸和形状与所述安装孔的截面形状尺寸一致；所述安装槽内设有与所述第一进气孔连通的第二进气孔；

调节块，所述调节块设于所述安装孔和/或所述安装槽中，所述调节块上设有与所述腔体连通的调节孔。

2.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述调节块安装于所述安装孔的状态下，所述调节块朝向所述腔体的一侧表面凸出于所述底板朝向所述腔体的一侧表面，且所述调节块的表面高于所述晶圆的表面。

3.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述侧板呈锥形，所述侧板远离所述底板的一侧的直径大于所述侧板靠近所述底板一侧的直径。

4.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述安装孔的截面呈弧形，所述安装孔靠近底板中心的一侧的弧长小于所述安装孔远离底板中心的一侧的弧长。

5.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述安装槽的截面呈弧形，所述安装槽靠近所述底板的一侧的弧长大于所述安装槽远离所述底板的一侧的弧长。

6.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述调节块的截面形状尺寸与所述安装槽或所述安装孔的截面形状尺寸一致。

7.根据权利要求1所述的导流腔，其特征在于，所述调节孔包括第一通孔和第二通孔；

所述调节块包括相对设置的第一弧面和第二弧面，以及相对设置的第一平面和第二平面；所述调节块设有贯穿所述第一弧面和所述第二弧面的第一通孔，以及贯穿所述第一平面和所述第二平面的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔连通。

8.根据权利要求7所述的导流腔，其特征在于，所述第二进气孔和所述第一通孔连通。

9.根据权利要求7所述的导流腔，其特征在于，所述第二通孔的数量为多个，多个所述第二通孔相互连通。

10.一种半导体设备，其特征在于，包括机台和如权利要求1至9中任一项所述的导流腔。