半导体工艺设备的制作方法

本申请涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种半导体工艺设备。

背景技术：

1、受电子产品的普及、更新换代及国际形势的推动，半导体行业发展迅速，尤其是超大规模集成电路尤为突出。各代工厂急需最优的扩产方案，即产能与占地面积加操作维护成本比值最大化。采用现有单腔室或双腔室扩大产能，相比于大产能多腔室设备势必会增加占地面积和操作维护成本。在此情况下，大产能多腔室设备优势明显，大产能多腔室设备势必会成为各代工厂首要考虑设备。

2、大产能多腔室设备的关键技术为各个反应腔室的隔离密封结构，以化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)、原子层沉积(atomic layer deposition，ald)为例，隔离密封结构可保证气流场稳定、均匀，进一步保证成膜的稳定性、均匀性。

3、现有的隔离密封结构通常采用弹性部件依靠其自身弹力对各个反应腔室进行隔离密封，因此弹性部件的弹力大小是密封效果的关键影响因素。但是，弹性部件在长时间使用后，弹性系数降低，会造成密封效果不足的问题，影响气流场的均匀性和稳定性。

4、因此，如何保证隔离密封结构的密封效果是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺设备，其能够保证长时间使用后伸缩密封件对反应区域仍有较好的密封效果。

2、为实现本申请的目的而提供一种半导体工艺设备，包括外腔体，所述外腔体内具有多个反应区域，每一所述反应区域设置有反应腔体、承载装置、呈管状的伸缩密封件以及密封驱动机构；

3、所述反应腔体的底端具有开口；

4、所述承载装置包括承载部和可升降的支撑轴，所述承载部用于承载晶圆，所述支撑轴设置在所述承载部的底部，用于支撑所述承载部经所述开口在所述反应腔体内的工艺位和位于所述反应腔体下方的传输位之间升降；

5、所述伸缩密封件位于所述反应腔体的下方，所述伸缩密封件的第一端与所述外腔体的底部内壁固定连接，所述伸缩密封件处于第一状态时，所述伸缩密封件的第二端与所述反应腔体的底端贴合密封，以隔离其对应的所述开口与其他所述开口；所述伸缩密封件处于第二状态时，所述第二端远离所述开口，以避让所述晶圆进出所述传输位；

6、所述密封驱动机构与所述伸缩密封件的第二端相连，用于带动所述伸缩密封件在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

7、在一些实施例中，所述伸缩密封件包括同轴设置的伸缩部、第一密封部以及第二密封部；所述伸缩部的两端分别与所述第一密封部和所述第二密封部密封连接，所述第一密封部与所述外腔体的底部内壁密封连接，所述第二密封部远离所述伸缩部的一侧具有用于与所述反应腔体的底端贴合密封的密封面，所述第二密封部还与所述密封驱动机构相连，并能够在所述密封驱动机构的带动下移动。

8、在一些实施例中，所述外腔体的底部设有贯穿的通孔，所述密封驱动机构包括驱动部、连接部和密封机构；

9、所述连接部的一端与所述驱动部相连，另一端穿过所述通孔与所述伸缩密封件的第二端固定连接，所述驱动部位于所述外腔体外，用于通过所述连接部带动所述伸缩密封件的第二端移动，所述密封机构用于所述通孔和所述连接部之间密封。

10、在一些实施例中，所述密封机构包括密封波纹管和密封环，所述密封波纹管套设于所述连接部外周，所述密封波纹管的一端通过所述密封环与所述外腔体的底部外侧壁密封连接，所述密封波纹管远离所述密封环的一端与所述连接部或所述驱动部密封连接。

11、在一些实施例中，所述连接部包括连接杆和连接盘，所述连接杆穿过所述通孔与所述伸缩密封件的第二端固定连接，所述连接盘位于所述连接杆远离所述伸缩密封件的第二端的一端，并与所述连接杆同轴设置，所述密封波纹管套设于所述连接杆外周，并与所述连接盘密封连接。

12、在一些实施例中，所述密封驱动机构的数量为2个以上，各个所述密封驱动机构沿所述第二密封部的周向均匀分布。

13、在一些实施例中，所述密封面中具有沿所述第二密封部的周向延伸的密封槽，所述密封槽中设有第二密封圈。

14、在一些实施例中，所述第一密封部和所述外腔体的底部内壁之间设有第一密封圈。

15、在一些实施例中，所述密封环和所述外腔体的底部外侧壁之间设有第三密封圈。

16、在一些实施例中，还包括气体保护机构，所述外腔体的底端具有贯穿的升降孔，所述支撑轴穿过所述升降孔与所述承载部相连，所述承载装置还包括围绕所述支撑轴设置的基座波纹管，所述基座波纹管一端与所述外腔体的底端密封连接，另一端与所述支撑轴密封连接，所述气体保护机构通过所述基座波纹管向所述伸缩密封件的内侧输送防护气体。一种半导体工艺设备

17、本申请具有以下有益效果：

18、本申请提供的半导体工艺设备，包括外腔体，外腔体内具有多个反应区域，每一反应区域设置有反应腔体、承载装置、呈管状的伸缩密封件以及密封驱动机构；反应腔体的底端具有开口；承载装置包括承载部和可升降的支撑轴，承载部用于承载晶圆，支撑轴设置在承载部的底部，用于支撑承载部经开口在反应腔体内的工艺位和位于反应腔体下方的传输位之间升降；伸缩密封件位于反应腔体的下方，伸缩密封件的第一端与外腔体的内壁固定连接，伸缩密封件处于第一状态时，伸缩密封件的第二端与反应腔体的底端贴合密封，以隔离其对应的开口与其他开口；伸缩密封件处于第二状态时，第二端远离开口，以避让晶圆进出传输位；密封驱动机构与伸缩密封件的第二端相连，用于带动伸缩密封件在第一状态和第二状态之间切换。

19、伸缩密封件处于第二状态时，密封驱动机构的支撑力使伸缩密封件的第二端与反应腔体的底端贴合密封。密封驱动机构的支撑力不会受到使用时间长度的影响，因而能够保证伸缩密封件对其对应的反应区域的密封效果，进而保证了工艺位气流场的均匀性和稳定性。

技术特征：

1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括外腔体，所述外腔体内具有多个反应区域，每一所述反应区域设置有反应腔体、承载装置、呈管状的伸缩密封件以及密封驱动机构；

2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述伸缩密封件包括同轴设置的伸缩部、第一密封部以及第二密封部；所述伸缩部的两端分别与所述第一密封部和所述第二密封部密封连接，所述第一密封部与所述外腔体的底部内壁密封连接，所述第二密封部远离所述伸缩部的一侧具有用于与所述反应腔体的底端贴合密封的密封面，所述第二密封部还与所述密封驱动机构相连，并能够在所述密封驱动机构的带动下移动。

3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述外腔体的底部设有贯穿的通孔，所述密封驱动机构包括驱动部、连接部和密封机构；

4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述密封机构包括密封波纹管和密封环，所述密封波纹管套设于所述连接部外周，所述密封波纹管的一端通过所述密封环与所述外腔体的底部外侧壁密封连接，所述密封波纹管远离所述密封环的一端与所述连接部或所述驱动部密封连接。

5.根据权利要求4所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述连接部包括连接杆和连接盘，所述连接杆穿过所述通孔与所述伸缩密封件的第二端固定连接，所述连接盘位于所述连接杆远离所述伸缩密封件的第二端的一端，并与所述连接杆同轴设置，所述密封波纹管套设于所述连接杆外周，并与所述连接盘密封连接。

6.根据权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述密封驱动机构的数量为2个以上，各个所述密封驱动机构沿所述第二密封部的周向均匀分布。

7.根据权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述密封面中具有沿所述第二密封部的周向延伸的密封槽，所述密封槽中设有第二密封圈。

8.根据权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述第一密封部和所述外腔体的底部内壁之间设有第一密封圈。

9.根据权利要求5所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述密封环和所述外腔体的底部外侧壁之间设有第三密封圈。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括气体保护机构，所述外腔体的底端具有贯穿的升降孔，所述支撑轴穿过所述升降孔与所述承载部相连，所述承载装置还包括围绕所述支撑轴设置的基座波纹管，所述基座波纹管一端与所述外腔体的底端密封连接，另一端与所述支撑轴密封连接，所述气体保护机构通过所述基座波纹管向所述伸缩密封件的内侧输送防护气体。

技术总结
本申请提供一种半导体工艺设备，包括外腔体，外腔体内具有多个反应区域，每一反应区域设置有反应腔体、承载装置、管状的伸缩密封件以及密封驱动机构；反应腔体具有开口；承载装置包括承载晶圆的承载部和可升降的支撑轴；伸缩密封件位于反应腔体的下方，伸缩密封件的第一端与外腔体的内壁固定连接，处于第一状态时，伸缩密封件的第二端与反应腔体的底端贴合密封，隔离其对应的开口与其他开口；处于第二状态时，伸缩密封件的第二端远离开口，避让晶圆进出传输位；密封驱动机构与伸缩密封件的第二端相连，带动伸缩密封件在第一状态和第二状态之间切换。密封驱动机构长时间使用不会影响密封驱动机构的支撑力，保证了工艺位气流场的均匀性和稳定性。

技术研发人员：郭浩,王歆銘,任晓艳,李浩东,迟文凯
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/3/27