工艺腔室以及半导体加工设备的制造方法_2

文档序号:8432200阅读:来源:国知局
将来自进气系统的工艺气体均匀地输送至反应舱内,从而可以提高工艺气体在反应舱内的分布均匀性,进而可以提高工艺均匀性。
[0025]本发明提供的半导体加工设备,其通过采用本发明提供的工艺腔室,可以提高工艺气体进入反应舱的速度、控制参与工艺过程的工艺气体的流量的准确度,以及工艺气体在反应舱内的分布均匀性,从而不仅可以提高工艺效率、改善工艺结果,而且还可以提高工艺均匀性。
【附图说明】
[0026]图1为现有的一种工艺腔室的侧面剖视图;
[0027]图2为图1中I区域的正面放大图;
[0028]图3A为本发明实施例一提供的工艺腔室的剖视图;
[0029]图3B为图3A中I区域的放大图;
[0030]图3C为图3A中沿A-A线的剖视图;
[0031]图3D为图3A中工艺腔室的上衬环的立体图;
[0032]图3E为本发明实施例一提供的工艺腔室在装卸晶片时的剖视图;以及
[0033]图4为本发明实施例提供的半导体加工设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图来对本发明提供的工艺腔室以及半导体加工设备进行详细描述。
[0035]图3A为本发明实施例一提供的工艺腔室的剖视图。请参阅图3A,本发明实施例一提供的工艺腔室包括反应舱210、进气系统和晶片传输装置。其中,反应舱210的数量为一个,其设置在工艺腔室内,用于对晶片进行工艺。具体地,工艺腔室由腔体20构成,且在该腔体20的顶部设置有环形舱体21,该环形舱体21构成反应舱210。进气系统(图中未示出)用于向反应舱210提供工艺气体。
[0036]下面对本实施例中反应舱210的进气方式进行详细描述。具体地,图3B为图3A中I区域的放大图。图3C为图3A中沿A-A线的剖视图。请一并参阅图3B和图3C,在反应舱210内设置有衬环组件,该衬环组件的结构被设置为在其与反应舱210的内侧壁之间形成匀流腔,用以将来自进气系统的工艺气体均匀地输送至反应舱内。
[0037]在本实施例中,该衬环组件的结构具体为:衬环组件包括上环体25和下环体24,上环体25位于下环体24的内侧,且二者之间具有环形间隙261,环形间隙261与反应舱210的内部连通。而且,在上环体25的外周壁上设置有上环形水平部251,在下环体24的外周壁上设置有下环形水平部241,且在二者之间设置有环形竖直部27,上环形水平部251、下环形水平部241、环形竖直部27与反应舱210的内侧壁形成匀流腔26 ;并且,在环形竖直部27上均匀分布有多个径向通孔271,径向通孔271分别与匀流腔26和环形间隙261连通。
[0038]在本实施例中,在反应舱210的侧壁内形成有进气通道22,进气通道22的进气端222通过接头23与进气系统连接,进气通道22的出气端221设置在反应舱210的内侧壁上,且与匀流腔26连通。当反应舱210工作时,来自进气系统的工艺气体通过进气通道22流入匀流腔26,并向四周扩散直至充满匀流腔26,然后自各个径向通孔271均匀地流入环形间隙261内,最终沿该环形间隙261流入反应舱210内。优选的,进气通道的进气端222位于反应舱210的顶部,这不仅可以节省工艺腔室的外围占用空间,而且便于与进气系统的连接。
[0039]由上可知,本实施例所采用的衬环组件利用其上环形水平部251、下环形水平部241和环形竖直部27与反应舱210的内侧壁之间形成匀流腔26,并将来自进气系统的工艺气体均匀地输送至反应舱210内。这可以使工艺气体能够通过该匀流腔26直接进入反应舱,从而不仅可以提高工艺气体进入反应舱210的速度,而且不存在自进气系统输出的工艺气体不能全部到达反应舱内的问题,从而可以更准确地控制参与工艺过程的工艺气体的流量,进而有利于工艺结果。而且,由于本实施例所采用的衬环组件利用自身结构与反应舱210的内侧壁之间形成匀流腔26,这使得本实施例提供的工艺腔室无需在反应舱额外设置匀流装置,从而不仅无需对现有腔室结构进行改造,而且还可以简化腔室结构,进而可以降低工艺腔室的制造成本。此外,借助匀流腔26,可以对气流起到过渡、缓冲的作用,然后利用各个径向通孔271将工艺气体均匀地输送至反应舱内,从而可以提高工艺气体在反应舱内的分布均匀性,进而可以提高工艺均匀性。
[0040]如图3A所示,由下环体24和上环体25组成的环壁应能够覆盖整个反应舱210的侧壁表面,以起到保护反应舱210的侧壁的作用,从而可以防止其上附着污染物。具体地,上环体25的上端应不低于环形舱体21的内周壁的顶端,且上环体25的下端低于下环体24的上端,从而实现覆盖整个反应舱210的侧壁表面。此外,为了使自径向通孔271流出的工艺气体能够流入环形间隙261内,上环体25的上端高于通孔271,且下环体24的上端低于径向通孔271。另外,下环体24和上环体25与反应舱210优选采用可拆卸的方式连接,以方便清洗。
[0041]在本实施例中,下环体24与下环形水平部241采用一体成型的方式制作,S卩,二者呈一体式结构;上环体25、上环形水平部251和环形竖直部27采用一体成型的方式制作,即,三者呈一体式结构如图3D所示。由此,在安装衬环组件时,只需将环形竖直部27固定在下环形水平部241上,即可实现上环体25和下环体24的组装,从而通过采用一体成型的方式制作上环体25和下环体24的用于形成匀流腔26的特定结构,便于环形组件的加工和组装。
[0042]需要说明的是,在实际应用中,也可以使上环体25和上环形水平部251采用一体成型的方式制作;下环体24、下环形水平部241和环形竖直部27采用一体成型的方式制作。
[0043]优选的,在设计径向通孔271的直径时,最好使得工艺气体能够在充满匀流腔26之后再自各个径向通孔271流出,以使工艺气体能够均匀地从四周流入反应舱210内,为此,可以将径向通孔271的直径设计在0.5?2mm的范围内。
[0044]在本实施例中,在反应舱210的内侧壁下部形成有凸缘,下环体24通过下环形水平部241搭接在该凸缘上;环形竖直部27的上端与上环形水平部251连接,环形竖直部27的下端由下环形水平部241支撑,且通过螺钉将上环形水平部251、环形竖直部27、下环形水平部241与反应舱210内侧壁上的凸缘固定连接,从而将衬环组件固定在反应舱210内。当然,在实际应用中,还可以采用其他任意方式固定衬环组件,本发明对此没有特别限制。
[0045]晶片传输装置用于将晶片传输至反应舱210内。在本实施例中,晶片传输装置包括升降基座28和顶针装置29。其中,升降基座28设置在工艺腔室内,且位于反应舱210的下方,升降基座28通过作升降直线运动,可以上升至如图3A中的工艺位置E,并封闭该反应舱210 ;或者,下降至位于反应舱210下方的如图3E中的装卸位置F,可以在该装卸位置F处进行取放片操作。
[0046]在本实施例中,在反应舱210内还设置有压环31,压环31用于在升降基座28上升至工艺位置E时,利用自身重力将晶片固定在升降基座28上,此时升降基座28和压环31共同将反应舱210的底部开口封闭,从而使反应舱210与其下方的空间相互隔离,从而形成相对独立的工艺环境。此外,当升降基座28下降,并移出反应舱210时,压环31由下环体24支撑,具体地,下环体24的下端具有用于支撑压环31的弯曲部242,该弯曲部242在升降基座28位于工艺位置E时,其顶端低于压环31底部被支撑的部分;而当升降基座28移出反应舱210时,压环31自动下落至该弯曲部242的顶端。
[0047]在本实施例中,在工艺腔室的侧壁上设置有传片口 201,用以供晶片移入或移出工艺腔室。顶针装置29用于通过与工艺腔室外的机械手相配合,而实现将晶片移入工艺腔室,并传递至升降基座28上,或者自升降基座28移出工艺腔室。具体地,顶针装置29包括至少三个顶针,通过使至少三个顶针作升降直线运动,而实现晶片的装卸。当装载未加工的晶
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