腔室密封结构及半导体加工设备的制作方法

本实用新型属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种腔室密封结构及半导体加工设备。

背景技术：

图1为现有的刻蚀设备的结构示意图，请参阅图1，该刻蚀设备包括一个传输腔TM和一个工艺腔PM，该传输腔TM和工艺腔PM相连通，传输腔TM内设置有机械手，用于向工艺腔PM传输晶圆或者将工艺腔PM内的晶圆传输；在传输腔TM和工艺腔PM相连通的位置处设置有门阀，门阀包括本体11、阀板12和密封圈13，本体11固定设置，本体11内设置有传输通道，阀板12设置在本体11内，且可在本体11内升降以打开或关闭传输通道，以保证工艺腔PM的工艺真空封闭环境；密封圈13用于密封阀板12和本体11之间的间隙；另外，在门阀和工艺腔PM之间还设置有树脂隔热板2，树脂隔热板2的朝向工艺腔PM内的薄壁结构为硬阳处理的金属铝环，树脂隔热板2的作用是将温度较高的工艺腔PM和门阀隔离开，防止高温传递至传输腔TM；金属铝环的作用是防止工艺气体对树脂隔离板造成腐蚀。

上述刻蚀设备的主要工作流程大致为：在工艺进行之前，控制门阀的阀板12将传输通道打开，通过在传输腔TM内部的机械手经过传输通道将晶圆传输至工艺腔PM，之后，机械手经过传输通道返回至传输腔TM内，然后控制门阀内部的阀板12将传输通道关闭，对工艺腔PM进行抽真空并进行起辉工艺，在进行工艺时，门阀始终处于关闭状态。

上述刻蚀设备在实际应用中发现：密封圈13容易破损失效，导致工艺腔PM的密封出现问题；也就需要频繁更换门阀，从而严重影响了工艺的正常生产及设备的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种腔室密封结构及半导体加工设备，能够解决副产物在门阀的密封面处形成固态颗粒而最终导致门阀的密封圈磨损破坏而导致工艺腔真空漏气问题。

为解决上述问题之一，本实用新型提供了一种腔室密封结构，包括门阀，所述门阀包括本体、阀板和密封圈，所述本体内形成有通道，所述阀板可在所述本体内升降，用于打开和关闭所述通道，所述密封圈设置在所述阀板与所述本体相接触的位置处，在腔室和所述门阀之间还设置有隔离环，用于隔离所述腔室产生的副产物和所述门阀的密封面。

优选地，所述隔离环上形成有环形挡板；所述环形挡板设置在所述通道内且靠近所述阀板的位置处；所述环形挡板沿阻挡所述副产物运动方向设置。

优选地，所述隔离环采用导热材料制成。

优选地，所述导热材料包括金属材料。

优选地，所述金属材料包括铝合金。

优选地，所述隔离环的表面为进行硬质阳极氧化处理后的表面。

本实用新型还提供一种半导体加工设备，包括相互连通的工艺腔和传输腔、设置在工艺腔和传输腔的连通位置处的腔室密封结构，所述腔室密封结构本实用新型提供上述腔室密封结构。

优选地，所述工艺腔为等离子体腔室。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型腔室密封结构，借助在腔室和所述门阀之间还设置有隔离环，隔离环用于隔离所述腔室产生的副产物和所述门阀的密封面，能够解决副产物在门阀的密封面处形成固态颗粒而最终导致门阀的密封圈磨损破坏而导致工艺腔真空漏气问题。

本实用新型提供的半导体加工设备，由于其采用本实用新型提供的隔离环，因此，能够解决副产物在门阀的密封面处形成固态颗粒而最终导致门阀的密封圈磨损破坏而导致工艺腔真空漏气问题。

附图说明

图1为现有的刻蚀设备的结构示意图；

图2为应用本实用新型实施例提供的腔室密封结构的半导体加工设备的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的腔室密封结构及半导体加工设备进行详细描述。

图2为应用采用本实用新型实施例提供的腔室密封结构的半导体加工设备的局部结构示意图，请参阅图2，该半导体加工设备包括一个传输腔TM和一个工艺腔PM，该传输腔TM和工艺腔PM相连通，腔室密封结构设置在传输腔TM和工艺腔PM之间；传输腔TM内设置有机械手，用于向工艺腔PM传输晶圆或者将工艺腔PM内的晶圆传输。

腔室密封结构包括门阀，门阀包括本体11、阀板12和密封圈13，本体11内形成有通道，阀板12可在本体11内升降，用于打开和关闭通道，密封圈13设置在阀板12与本体11相接触的位置处，用于密封二者之间的间隙；在腔室(工艺腔PM)和门阀之间还设置有隔离环14，用于隔离腔室产生的副产物和门阀的密封面。

在描述本实用新型提供的隔离环如何解决门阀的密封圈易破损的技术问题之前，首先对针对密封圈易破损的原因进行分析：随着反应腔TM内不断进行工艺过程，也就不断地生成副产物，同时由于反应腔TM与门阀的左侧间是相通的，因此，气态的副产物能够不断地通过门阀的阀板12与本体11之间的缝隙渗入到密封面上，又因为门阀的靠近传输腔TM的一侧(即图2中的右侧)温度较低，导致副产物在密封圈13的密封面处容易快速冷却凝结生成固态颗粒，并粘滞在该密封面处，这样，门阀的阀板12进行运动会使得密封圈13与密封面处的固态颗粒不断摩擦，最终导致密封圈损坏。

本实用新型腔室密封结构，借助在腔室和门阀之间还设置有隔离环，隔离环14用于隔离腔室产生的副产物和门阀的密封面，能够解决副产物在门阀的密封面处形成固态颗粒而最终导致门阀的密封圈13磨损破坏而导致工艺腔真空漏气问题。

在本实施例中，具体地，隔离环14上形成有环形挡板141；环形挡板141设置在通道内且靠近阀板12的位置处；环形挡板141沿阻挡副产物运动方向设置，如图2所示，因此，可以有效地将副产物和密封面进行物理隔离，从而可以避免副产物在密封面处形成固态颗粒。

可以理解，在实际应用中，应使环形挡板141与阀板12不接触或者说存在一定间隙，以避免对阀板12的升降运动产生影响。另外，环形挡板141的内径尺寸应该保证在对机械手传输晶圆的过程不产生影响。

优选地，隔离环141采用导热材料制成，这可以有助于工艺腔PM的温度传递至门阀的左侧部分，使得门阀左侧部分的温度较高，这样，可以在一定程度上避免副产物冷却凝结生成固态颗粒。

具体地，导热材料包括但不限于金属材料。

进一步具体地，金属材料包括但不限于铝合金。

优选地，隔离环14的表面为进行硬质阳极氧化处理后的表面，这样可以避免工艺腔PM中的气体对隔离环14的表面进行腐蚀。

需要在此说明的是，隔离环14的径向截面形状与门阀的本体11内的通道相关，若该通道的径向界面为圆形，则隔离环14的径向截面形状圆环；若该通道的径向界面为矩形，则隔离环14的径向截面形状矩形环。

作为另外一个技术方案，本实用新型还提供一种半导体加工设备，如图2所示，包括相互连通的工艺腔PM和传输腔TM、设置在工艺腔PM和传输腔TM的连通位置处的腔室密封结构，腔室密封结构采用本实用新型上述实施例提供的腔室密封结构。

具体地，上述工艺腔包括但不限于为等离子体腔室，也可以为化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室等。

本实用新型提供的半导体加工设备，由于其采用上述实施例提供的腔室密封结构，因此，能够解决副产物在门阀的密封面处形成固态颗粒而最终导致门阀的密封圈13磨损破坏而导致工艺腔PM真空漏气问题。

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。