一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备的制作方法

本发明涉及半导体加工，具体地说，涉及一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备。

背景技术：

1、半导体加工包括晶圆的生长技术、薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂技术和工艺整合等技术，其中，在晶圆的刻蚀过程中，工艺气体通常通过真空管路从半导体工艺腔室的顶部进入到腔体内部，与基座上的晶圆表面接触并与之发生化学反应，从而达到刻蚀目的。

2、如cn115233303a中涉及一种半导体工艺腔室，包括腔室本体、承载部件和调节组件；其中，承载部件设置在腔室本体内，用于承载晶圆；腔室本体包括环结构、顶结构和底结构，环结构在其轴向上设置在顶结构和底结构之间，且环绕在承载部件的周围，顶结构、环结构和承载部件之间形成用于进行工艺反应的反应腔；调节组件与顶结构连接，用于调节顶结构的高度位置，以调节反应腔的容积，该发明提供的半导体工艺腔室，能够调节反应腔的容积，从而能够调节生长速率，进而能够提高适用性及使用灵活性，然而在刻蚀工艺结束后，由顶针将晶圆顶升最高工位，通过加热的匀流装置对晶圆进行退火，以通过高温促使反应产物充分挥发并被干泵抽走，但该发明中只设置有被动排气的排气道，无法主动的排出工艺腔室内多余气体，气体的流动效果较差，使得对晶圆的退火效果较差。

3、为了能够主动排出工艺腔室内多余气体，提出一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明目的在于，提供了一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，包括用于提供密闭空间以进行晶圆加工的加工外壳以及设置于加工外壳顶部用于输送工艺气体的送气管道，所述加工外壳内设有承载装置，所述承载装置包括用于放置晶圆的活动体以及设置于活动体外围与所述加工外壳内壁转动连接的用于向下汇聚气流的气流汇聚结构，所述活动体顶部与所述送气管道底部之间设有用于控制所述送气管道喷出气体流向的集散气结构，所述活动体底部设有与所述加工外壳底部连通用于排出所述加工外壳内气体的抽风结构，所述活动体上升时会带动所述气流汇聚结构和所述抽风结构转动，所述集散气结构吹出的气流被所述气流汇聚结构汇聚并由所述抽风结构排出所述加工外壳。

3、作为本技术方案的进一步改进，所述活动体上表面中部设有搁置台，所述搁置台外围设有关于搁置台中心点对称分布的多个围板。

4、作为本技术方案的进一步改进，所述加工外壳内壁通过第一支臂连接有浮空圆盘，所述活动体位于所述浮空圆盘顶部，所述活动体底部中部设有底轴，所述底轴与所述浮空圆盘转动连接，所述底轴两侧分别设有电机和液压体，所述电机、所述液压体均位于所述浮空圆盘内，所述底轴外壁滑动连接有卡齿，所述底轴与所述电机通过所述卡齿啮合，所述液压体顶部设有套环，所述底轴穿过所述套环，所述底轴外壁与所述套环转动连接。

5、作为本技术方案的进一步改进，所述活动体顶部两侧边缘处设有与所述气流汇聚结构内壁连接的侧板，所述侧板顶部连接所述集散气结构，所述加工外壳内壁开设有壁槽，所述气流汇聚结构与所述壁槽转动连接，所述气流汇聚结构内壁设有多个扰流板，相邻扰流板之间形成导流槽。

6、作为本技术方案的进一步改进，所述导流槽为带有向下倾斜角度的槽。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述侧板外壁开设有升降槽，所述气流汇聚结构内壁对称设有连接臂，所述连接臂一端位于所述升降槽内，所述连接臂一端与所述升降槽滑动连接。

8、作为本技术方案的进一步改进，所述底轴内靠近底部开设有插槽，所述插槽底部设有卡槽，所述抽风结构包括与所述底轴底部插接的传动杆以及与传动杆底部卡接的驱动杆，所述传动杆顶部位于所述插槽内，所述传动杆靠近顶端侧壁设有卡条，所述加工外壳底部开设有排气口，所述驱动杆底端设有位于所述排气口内的桨叶。

9、作为本技术方案的进一步改进，所述排气口内顶端设有滤网，所述驱动杆穿过所述滤网，所述驱动杆表面设有卡环，所述卡环与所述滤网卡接配合。

10、作为本技术方案的进一步改进，所述送气管道为卡在所述加工外壳顶部的连通管，所述送气管道内壁开设有管槽，所述管槽内设有电热丝。

11、作为本技术方案的进一步改进，所述集散气结构包括空心气盘以及设置在所述送气管道底部边缘的外延边，所述空心气盘内底部开设多个通气口，所述空心气盘内上下表面对称设有环边，所述外延边上下表面对应开设有环槽，所述环槽与所述环边插接配合

12、与现有技术相比，本发明的有益效果：

13、1、该工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备中，通过设有气流汇聚结构，活动体在转动时能够同步带动气流汇聚结构在壁槽内进行转动，气流汇聚结构转动时，四散的工艺气体接触气流汇聚结构内壁并在扰流板的作用下沿着导流槽被汇聚流动。

14、2、该工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备中，通过设有抽风结构，在蚀刻阶段时由于活动体只转动不升降，此时传动杆顶部位于所述插槽内，卡条不与卡槽接触，即底轴的转动无法带动传动杆转动，加工外壳内的工艺气体经气流汇聚结构向下汇聚后，仅在后续工艺气体的推动下向下通过排气口排向外界，当处于退火阶段时，活动体转动且升降，使得传动杆顶部沿着插槽下移直至卡条卡入卡槽内，此时底轴能够带动传动杆转动进而带动驱动杆转动，在桨叶的驱动下，加工外壳内底部的气体能够被快速抽出加工外壳内。

15、3、该工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备中，通过设有集散气结构，在处于刻蚀阶段时，活动体只转动不升降，此时外延边上表面的环槽与空心气盘内上表面的环边插接配合，使得送气管道吹出的气体通过空心气盘底部的多个通气口均匀的吹向晶圆表面以进行刻蚀，在处于退火阶段时，活动体转动且上升，此时外延边下表面的环槽与空心气盘内下表面的环边插接配合，送气管道吹出的气体只能通过位于空心气盘内下表面环边内的通气口，使得气体被击中吹向晶圆表面中心，从而便于带走晶圆表面的反应物质。

技术特征：

1.一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：包括用于提供密闭空间以进行晶圆加工的加工外壳（1）以及设置于加工外壳（1）顶部用于输送工艺气体的送气管道（2），所述加工外壳（1）内设有承载装置（3），所述承载装置（3）包括用于放置晶圆的活动体（31）以及设置于活动体（31）外围与所述加工外壳（1）内壁转动连接的用于向下汇聚气流的气流汇聚结构（32），所述活动体（31）顶部与所述送气管道（2）底部之间设有用于控制所述送气管道（2）喷出气体流向的集散气结构，所述活动体（31）底部设有与所述加工外壳（1）底部连通用于排出所述加工外壳（1）内气体的抽风结构（33），所述活动体（31）上升时会带动所述气流汇聚结构（32）和所述抽风结构（33）转动，所述集散气结构吹出的气流被所述气流汇聚结构（32）汇聚并由所述抽风结构（33）排出所述加工外壳（1）。

2.根据权利要求1所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述活动体（31）上表面中部设有搁置台，所述搁置台外围设有关于搁置台中心点对称分布的多个围板。

3.根据权利要求1所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述加工外壳（1）内壁通过第一支臂连接有浮空圆盘（11），所述活动体（31）位于所述浮空圆盘（11）顶部，所述活动体（31）底部中部设有底轴（311），所述底轴（311）与所述浮空圆盘（11）转动连接，所述底轴（311）两侧分别设有电机和液压体，所述电机、所述液压体均位于所述浮空圆盘（11）内，所述底轴（311）外壁滑动连接有卡齿，所述底轴（311）与所述电机通过所述卡齿啮合，所述液压体顶部设有套环，所述底轴（311）穿过所述套环，所述底轴（311）外壁与所述套环转动连接。

4.根据权利要求1所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述活动体（31）顶部两侧边缘处设有与所述气流汇聚结构（32）内壁连接的侧板（312），所述侧板（312）顶部连接所述集散气结构，所述加工外壳（1）内壁开设有壁槽（12），所述气流汇聚结构（32）与所述壁槽（12）转动连接，所述气流汇聚结构（32）内壁设有多个扰流板（321），相邻扰流板（321）之间形成导流槽。

5.根据权利要求4所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述导流槽为带有向下倾斜角度的槽。

6.根据权利要求4所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述侧板（312）外壁开设有升降槽，所述气流汇聚结构（32）内壁对称设有连接臂（322），所述连接臂（322）一端位于所述升降槽内，所述连接臂（322）一端与所述升降槽滑动连接。

7.根据权利要求3所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述底轴（311）内靠近底部开设有插槽，所述插槽底部设有卡槽，所述抽风结构（33）包括与所述底轴（311）底部插接的传动杆（331）以及与传动杆（331）底部卡接的驱动杆（332），所述传动杆（331）顶部位于所述插槽内，所述传动杆（331）靠近顶端侧壁设有卡条，所述加工外壳（1）底部开设有排气口，所述驱动杆（332）底端设有位于所述排气口内的桨叶。

8.根据权利要求7所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述排气口内顶端设有滤网（13），所述驱动杆（332）穿过所述滤网（13），所述驱动杆（332）表面设有卡环（333），所述卡环（333）与所述滤网（13）卡接配合。

9.根据权利要求1所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述送气管道（2）为卡在所述加工外壳（1）顶部的连通管，所述送气管道（2）内壁开设有管槽（21），所述管槽（21）内设有电热丝。

10.根据权利要求9所述的工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备，其特征在于：所述集散气结构包括空心气盘（313）以及设置在所述送气管道（2）底部边缘的外延边（22），所述空心气盘（313）内底部开设多个通气口，所述空心气盘（313）内上下表面对称设有环边（314），所述外延边（22）上下表面对应开设有环槽，所述环槽与所述环边（314）插接配合。

技术总结
本发明涉及半导体加工技术领域，具体地说，涉及一种工艺腔室具有自动排气功能的半导体工艺设备。其包括加工外壳以及送气管道，加工外壳内设有承载装置。本发明中通过设有抽风结构，在蚀刻阶段时由于活动体只转动不升降，此时传动杆顶部位于所述插槽内，卡条不与卡槽接触，即底轴的转动无法带动传动杆转动，加工外壳内的工艺气体经气流汇聚结构向下汇聚后，仅在后续工艺气体的推动下向下通过排气口排向外界，当处于退火阶段时，活动体转动且升降，使得传动杆顶部沿着插槽下移直至卡条卡入卡槽内，此时底轴能够带动传动杆转动进而带动驱动杆转动，在桨叶的驱动下，加工外壳内底部的气体能够被快速抽出加工外壳内。

技术研发人员：闫小改,李辉,李永亮
受保护的技术使用者：深圳市志强精密科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12