TWI557829B - 一種腔室 - Google Patents

Description

一種腔室

本發明涉及半導體設備製造領域，尤其涉及一種腔室。

在半導體生產過程中，去氣腔室(Degas腔室)用於對晶片加溫，使得附著在晶片上面的有機物和水汽等雜質揮發，以實現清潔晶片的目的。

現有的去氣腔室結構通常如第1圖及第2圖所示，在腔室1和紅外加熱燈2之間設置了石英窗3進行隔離，並保證腔室1內的密封性，在腔室1的側壁6上方設置有樹脂墊塊4，該樹脂墊塊4和腔室1的側壁6共同形成卡設石英窗3的凹槽，該凹槽一方面限制了石英窗3在水平方向上的運動，另一方面用於支撐石英窗3。通常，腔室1內為真空環境，將晶片從腔室外傳遞至加熱器5上後，向腔室1內充氣，使得腔室1的氣壓為10托左右，之後，對晶片進行加熱以去除雜質，加熱結束後，將腔室1內的氣體抽出，使得腔室1內重新達到真空狀態。

在上述充氣以及抽真空的過程中，石英窗3會反復承受由於腔室1內氣壓變化導致的交變壓力。由於在上述現有結構中的石英窗3在豎直方向上沒有被固定，僅僅是依靠樹脂墊塊4來支撐，使得石英窗3受到交變壓力作用時會在豎直方向上運動，尤其在抽真空的過程中，由於腔室上方的大氣壓力，石英窗3會承受較大的下壓力並將其傳遞至樹脂墊塊4，樹 脂墊塊4受到來自石英窗3的下壓力後產生形變，使得石英窗3向下移動。由於樹脂墊塊4的硬度較低，受壓後形變較大，往往導致其上表面變得不高於樹脂墊塊4內側的腔室1的側壁6的上表面，從而導致石英窗3與腔室1的側壁6發生碰撞，造成石英窗3破裂；同時，加熱過程中，石英窗3的溫度升高並將熱量傳導至樹脂墊塊4，由此可能導致樹脂墊塊4軟化變形，使得石英窗3受力不均，從而更容易造成石英窗3破碎。

為避免石英窗與腔室發生碰撞而破裂，現有技術還提供了一種具有石英窗固定裝置的去氣腔室，如第3圖所示，在上述去氣腔室結構的基礎上還包括固定裝置，固定裝置包括石英窗壓環8、壓環緩衝墊9和樹脂墊塊4，石英窗壓環8固定安裝在腔室的側壁6上，安裝後的石英窗壓環8按壓在石英窗3的上表面，以向石英窗3施加一定的預力，壓環緩衝墊9直接放置在石英窗3上，通過石英窗壓環8預力固定。這種具有石英窗固定裝置的去氣腔室能夠當腔室壓力發生變化時，在一定程度上限制石英窗3在豎直方向上的運動空間，避免石英窗3在製程過程中與腔室頻繁的衝擊碰撞，從而起到保護石英窗3的效果。

雖然上述具有石英窗固定裝置的去氣腔室能夠在一定程度上減小石英窗的運動空間，降低石英窗與腔室之間的撞擊力，但是，由於石英窗依然憑藉樹脂墊塊進行支撐，在反復的充氣、抽真空過程中，樹脂墊塊仍不可避免地產生受壓形變，並且在加熱過程中仍不可避免地因受熱而形變，因而無法在根本上避免腔室側壁對石英窗造成破壞的問題。

有鑒於此，本發明的目的在於提供一種腔室，以避免樹脂墊 塊受壓形變或溫變形變後使得隔離窗在豎直方向上運動發生碰撞後導致隔離窗破裂的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種腔室，用於半導體加工製程，包括腔體和隔離窗，腔體呈桶狀結構且其上端為開口端，隔離窗設置在腔體的開口端並使腔室保持密封，腔室還包括用於將隔離窗固定在腔體的開口端的隔離窗固定結構，隔離窗固定結構包括彼此連接的第一固定部和第二固定部，第一固定部與隔離窗的上表面的邊緣區域連接固定，第二固定部與腔體連接固定。

進一步地，第一固定部的下表面和該第二固定部的下表面處於兩個水平面。

進一步地，第一固定部和第二固定的下表面處於同一水平面。

進一步地，隔離窗固定結構還包括墊圈和第一緊固件，並且隔離窗的上表面的邊緣區域內設置有通孔，第一固定部下表面設置有第一安裝孔，墊圈上設置有第二安裝孔，第一緊固件自下而上依次穿過第二安裝孔和隔離窗上的通孔並固定於第一安裝孔中，以將墊圈、隔離窗與第一固定部連接固定。

進一步地，墊圈由銅材製成。

進一步地，隔離窗固定結構還包括緩衝件，緩衝件設置在墊圈和隔離窗之間。

進一步地，第一固定部和第二固定部由金屬材料製成。

進一步地，第一固定部和/或第二固定部中設置有冷卻水 路，冷卻水路用於通入冷卻水。

進一步地，第一固定部的下表面與隔離窗的上表面之間設置有第一密封件。

進一步地，第二固定部的下表面與腔體的側壁的上表面之間設置有第二密封件。

進一步地，腔室為去氣腔室、反應腔室。

上述為對本發明所提供的腔室進行的描述，可以看出，通過設置隔離窗固定結構，並將其中的第一固定部與隔離窗的上表面的邊緣區域連接固定，將第二固定部與腔體連接固定，能夠將隔離窗穩固地固定在腔體上，從而限制了隔離窗在豎直和水平方向上的位移，避免了隔離窗因位移而與腔體發生碰撞導致破裂的問題。同時，採用該隔離窗固定結構即可實現對隔離窗的支撐與固定，而無需採用傳統的樹脂墊塊，因而避免了因樹脂墊塊受熱變形所導致的隔離窗受力不均並易破損的問題。

1、40‧‧‧腔室

2‧‧‧加熱燈

3‧‧‧石英窗

4‧‧‧樹脂墊塊

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧腔室側壁

8‧‧‧石英窗壓環

9‧‧‧壓環緩衝墊

10‧‧‧隔離窗固定結構

11、11’、12、12’‧‧‧固定部

13、32‧‧‧安裝孔

14‧‧‧冷卻水路

15、31‧‧‧緊固件

20‧‧‧隔離窗

21‧‧‧通孔

30‧‧‧墊圈

41‧‧‧腔體

50、51‧‧‧密封件

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：第1圖為現有的腔室結構示例圖；第2圖為第1圖中局部示例圖；第3圖為現有的具有石英窗固定裝置的去氣腔室局部示例圖；第4圖為本發明第一實施例所提供的腔室結構局部示例圖； 第5圖為第4圖中I部分示例圖；第6圖為本發明所提供的固定件示例圖；第7圖為本發明所提供的墊圈示例圖；第8圖為本發明所提供的隔離窗示例圖；第9圖為本發明第二實施例所提供的腔室結構局部示例圖。

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

請一併參閱第4圖至第8圖，本發明實施例提供一種腔室40，其包括腔體41、隔離窗20和隔離窗固定結構10。其中，腔體41呈桶狀結構且其上端為開口端；隔離窗20設置在該腔體41的開口端並使腔室40保持密封；該隔離窗固定結構10用於將隔離窗20固定在腔體41的開口端，且其包括彼此連接的第一固定部11和第二固定部12，第一固定部11可以與隔離窗20的上表面的邊緣區域連接固定，第二固定部12可以與腔體41連接固定。

具體地，隔離窗固定結構10可以環繞隔離窗20設置，隔離窗固定結構10的形狀可以與隔離窗20的形狀相對應以能夠圍繞隔離窗20而設置。例如，隔離窗20為圓形的石英窗，隔離窗固定結構10可以加工為對應的環形。隔離窗固定結構10包括第一固定部11和設置在第一固定部11外沿的第二固定部12，其中第一固定部11的外沿區域即指第一固定部11上的遠離隔離窗固定結構10中心的一側的邊沿區域。具體地，第一固定部11設置在隔離窗20上方，可以通過第一緊固件31將第一固定部11與隔離窗20固定 連接；第二固定部12設置在腔體側壁上，並通過第二緊固件15將二者固定。借助隔離窗固定結構10可以將隔離窗20固定設置在腔體41的上方。

通過上述結構，將隔離窗20穩固地固定在腔體41上，以限制隔離窗20在豎直和水平方向上的位移，以此替代現有技術中樹脂墊塊和腔室側壁形成的凹槽，避免隔離窗20因位移而與腔體41的側壁發生碰撞而導致破裂的問題。在腔室40內的壓力下降時，隔離窗20會受到向下的壓力，由於隔離窗固定結構10將隔離窗20穩固地固定在腔體41上，限定了隔離窗20的位置，因而從根本上避免了隔離窗20發生位移並與腔體41產生碰撞的可能性。同時，由於未採用樹脂墊塊，因而避免了現有技術中因樹脂墊塊受熱變形所導致的隔離窗20受力不均並易破損的問題。

更進一步地，在本實施例提供的腔室中，第一固定部11的下表面與第二固定部12的下表面處於兩個水平面，即第一固定部11與第二固定部12呈臺階形排布，第二固定部12的下表面設置在第一固定部11的下表面的外沿的下方，如第6圖所示。

更進一步地，本發明所提供的腔室還可以包括墊圈30，且第一固定部11的下表面設置有第一安裝孔13(如第6圖所示)，墊圈30上設置有第二安裝孔32(如第7圖所示)，該墊圈30可以設置在隔離窗20的下表面，第一緊固件31用於穿過第二安裝孔32和預設在隔離窗20上的通孔21(如第8圖所示)後安裝在第一安裝孔13中，以此，可以通過第一緊固件31將墊圈30、隔離窗20和第一固定部11連接固定。較佳地，通孔21的個數為多個，多個通孔21沿隔離窗20的圓周方向均勻佈置，此時，墊圈30、第一緊固件31以及第一安裝孔13的個數與位置同隔離窗20上的通孔21的個數與位置一 一對應，以提高隔離窗固定結構10的受力均勻性。

此時，隔離窗20受到的真空力與第一緊固件31的拉力平衡，具體可以根據隔離窗20的重量、隔離窗20受到的壓力、隔離窗20的面積以及每個第一緊固件31能夠承受的力來設定第一緊固件31的數量。

採用上述結構，能夠將隔離窗20設置在第一固定部11的下方，並利用第一緊固件31將隔離窗20與第一固定部11固定連接，其中，第一緊固件31可以為螺釘，第一安裝孔13可以為螺紋孔。由於隔離窗20通常由石英材料製成，且第一緊固件31的下部固定端的面積較小，若直接將第一緊固件31與隔離窗20進行接觸可能會造成隔離窗20破損，因此，可以將墊圈30設置在隔離窗20的下表面，以增加隔離窗20所承受的來自第一緊固件31的作用力的受力面積，並緩衝第一緊固件31與隔離窗20之間作用力，從而避免隔離窗20破損。

更進一步地，墊圈30可以由銅材製成。較佳地，可以採用紫銅加工製作墊圈30，因為紫銅硬度較小，能夠有效地緩衝隔離窗20與第一緊固件31之間的作用力，尤其在抽真空過程中，隔離窗20受到腔室40上方的大氣壓力而會下壓，墊圈30可以有效地防止隔離窗20向下擠壓第一緊固件31並產生破損。

更進一步地，第一固定部11與第二固定部12可以採用一體成型方式製成。但是本發明並不侷限於此，在實際應用中，第一固定部11與第二固定部12也可以分別製成兩個彼此分離的部件，在使用時，再通過螺釘等緊固件將第一固定部11和第二固定部12進行剛性連接，只要確保當第一固定部11與第二固定部12二者中的任一個固定部產生位移或受力時，與 之相連的另一個固定部不產生相對位移或相對變形即可。

更進一步地，本發明所提供的腔室還可以包括緩衝件，該緩衝件能夠設置在墊圈30和隔離窗20之間。即，可以在隔離窗20和墊圈30之間單獨設置材質較柔軟的緩衝件來緩衝墊圈30和隔離窗20之間的作用力。

更進一步地，隔離窗固定結構10可以由金屬材料製成。採用金屬材料加工隔離窗固定結構10，便於牢固地固定隔離窗20，同時，借助金屬材料製成的隔離窗固定結構10能夠把隔離窗20的熱量向外傳遞，便於隔離窗20的散熱，較佳地，可以選用鋁或者銅加工製作隔離窗固定結構10。

更進一步地，第一固定部11的下表面和隔離窗20的上表面之間設置有諸如密封圈的第一密封件50，以保證腔室40內的密封性。由於受到腔室40上方的大氣壓力，隔離窗20會向下擠壓，而上述結構中將第一密封件50設置在隔離窗20的上表面上，能夠避免隔離窗20過度擠壓第一密封件50，造成第一密封件50形變和/或損害，從而導致隔離窗20在豎直方向上發生移動。

更進一步地，第二固定部12的下表面與腔體側壁的上表面之間設置有諸如密封圈的第二密封件51，以進一步保證腔室40內的密封性。

更進一步地，隔離窗固定結構10中可以設置有冷卻水路14，該冷卻水路14可以用於通入冷卻水。設置冷卻水路14，可以使得隔離窗20的熱量傳遞至隔離窗固定結構10後能夠被冷卻水路14中的冷卻水帶走，有助於隔離窗20的散熱，能夠保護隔離窗20，同時，能夠避免隔離窗20溫度升高後對第一固定部11和隔離窗20之間的第一密封件50造成損害。較佳地，將冷卻水路14設置在隔離窗固定結構10中靠近隔離窗20的結構上，例 如第一固定部11上。

上述為對本發明所提供的腔室進行的描述，可以看出，通過設置隔離窗固定結構10，並將其中的第一固定部11與隔離窗20的上表面的邊緣區域連接固定，將第二固定部12與腔體41連接固定，能夠將隔離窗20穩固地固定在腔體41上，從而限制了隔離窗20在豎直和水平方向上的位移，避免了隔離窗20因位移而與腔體41發生碰撞導致破裂的問題。同時，採用該隔離窗固定結構10即可實現對隔離窗20的支撐與固定，而無需採用傳統的樹脂墊塊，因而避免了因樹脂墊塊受熱變形所導致的隔離窗受力不均並易破損的問題。

作為本發明的另一種實施例提供的腔室，如第9圖所示，本實施例中同樣包括第一緊固件31、第一安裝孔13、第二緊固件15、第二安裝孔32、墊圈30、冷卻水路14及緩衝件，由於上述部件的結構關係和功能在第一實施例中已有了詳細的描述，在此不再贅述。本實施例與上述第一實施例的不同點在於：第一固定部11’與第二固定部12’不呈臺階形設置，具體地，在本實施例中，第一固定部11’的上表面與第二固定部12’的上表面在同一平面上，且第一固定部11’的下表面與第二固定部12’的下表面在同一平面上，也就是說，第一固定部11’與第二固定部12’設置在同一水平面上。

需要說明的是，在實際應用中，也可以根據實際需要將第一固定部的下表面設置得比第二固定部的下表面低，即，使隔離窗的上表面低於腔體側壁的上表面。

還需要說明的是，本發明實施例提供的腔室可以是半導體加工技術領域中的去氣腔室、反應腔室等，只要其具有隔離窗並且存在向其 腔室內充氣和抽真空的製程程序，就都適用。

還可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。

10‧‧‧隔離窗固定結構

11、12‧‧‧固定部

13、32‧‧‧安裝孔

14‧‧‧冷卻水路

15、31‧‧‧緊固件

20‧‧‧隔離窗

30‧‧‧墊圈

40‧‧‧腔室

41‧‧‧腔體

50、51‧‧‧密封件

Claims (11)

1. 一種腔室，用於半導體加工製程，包括腔體和隔離窗，該腔體呈桶狀結構且其上端為開口端，該隔離窗設置在該腔體的開口端並使該腔室保持密封，其特徵在於，該腔室還包括用於將該隔離窗固定在該腔體的開口端的隔離窗固定結構，該隔離窗固定結構包括彼此連接的第一固定部和第二固定部，該第一固定部與該隔離窗的上表面的邊緣區域連接固定，該第二固定部與該腔體連接固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述的腔室，其中，該第一固定部的下表面和該第二固定部的下表面處於兩個水平面。
3. 如申請專利範圍第1項所述的腔室，其中，該第一固定部和第二固定的下表面處於同一水平面。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的腔室，其中，該隔離窗固定結構還包括墊圈和第一緊固件，並且該隔離窗的上表面的邊緣區域內設置有通孔，該第一固定部下表面設置有第一安裝孔，該墊圈上設置有第二安裝孔，該第一緊固件自下而上依次穿過該第二安裝孔和該隔離窗上的通孔並固定於該第一安裝孔中，以將該墊圈、該隔離窗與該第一固定部連接固定。
5. 如申請專利範圍第4項所述的腔室，其中，該墊圈由銅材製成。
6. 如申請專利範圍第4項所述的腔室，其中，該隔離窗固定結構還包括緩衝件，該緩衝件設置在該墊圈和該隔離窗之間。
7. 如申請專利範圍第4項中所述的腔室，其中，該第一固定部和第二固定部由金屬材料製成。
8. 如申請專利範圍第4項中所述的腔室，其中，該第一固定部和/或第二固定部中設置有冷卻水路，該冷卻水路用於通入冷卻水。
9. 如申請專利範圍第1項所述的腔室，其中，該第一固定部的下表面與該隔離窗的上表面之間設置有第一密封件。
10. 如申請專利範圍第1項所述的腔室，其中，該第二固定部的下表面與該腔體的側壁的上表面之間設置有第二密封件。
11. 如申請專利範圍第1項所述的腔室，其中，其為去氣腔室、反應腔室。