CN109659213B - 反应腔室及半导体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反应腔室及半导体加工设备，其包括腔体、介质窗、用于将介质窗固定在腔体顶部的支撑件，以及用于向腔体内部输送气体的进气机构，该进气机构包括设置在支撑件中的进气通道；该进气机构还包括第一管路和第二管路，其中，第一管路设置在腔体上，且与进气通道一端可拆卸的密封连接，该第一管路用于通过进气通道向第二管路输送气体；第二管路设置在支撑件上，且与进气通道另一端固定密封连接，该第二管路用于将气体输送至腔体内。本发明提供的反应腔室，其不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。

Description

反应腔室及半导体加工设备
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种反应腔室及半导体加工设备。
背景技术
等离子体加工设备广泛应用于物理气相沉积，等离子体刻蚀以及等离子体化学气相沉积等工艺中。为了保证产品良率，一般会对设备环境进行严格的颗粒控制，等离子体刻蚀机不同的工艺制程还会对工艺环境的金属元素有特殊的限制。
图1为现有的反应腔室的结构图，请参阅图1，反应腔室包括腔体1和进气机构，其中，在腔体1的顶部设置有包含有介质窗和线圈盒等的上电极机构5；进气机构包括第一管路2、第二管路3和进气喷嘴4。其中，第一管路2设置在腔体1上；进气喷嘴4设置在介质窗的中心位置处；第一管路2、第二管路3和进气喷嘴4依次连接，用以将气体输送至腔体1的内部。
上述反应腔室在实际应用中不可避免此存在以下问题：
在每次开腔维护时，需要开启上电极机构5，而在此之前，必须将第一管路2与第二管路3断开。如图2所示，为了减少腔室维护过程中喷嘴盖板6因横向受力而发生变形，第二管路3的中间一段采用波纹管7。但是，由于该波纹管7内壁为褶皱结构，易于残存反应副产物，导致在向腔体1内充气的过程中，残存在波纹管内的反应副产物会重新进入腔体1内，影响刻蚀结果。另外，由于波纹管7的材料一般为金属材质，导致在腔室维护过程中波纹管7的弯曲变形会使波纹管7的内壁产生金属剥落，从而在向腔体1内充气的过程中，造成工艺气体会将金属颗粒带入腔室，进而造成金属污染，影响产品良率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室及半导体加工设备，其不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。
为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括腔体、介质窗、用于将所述介质窗固定在所述腔体顶部的支撑件，以及用于向所述腔体内部输送气体的进气机构，所述进气机构包括设置在所述支撑件中的进气通道；
所述进气机构还包括第一管路和第二管路，其中，
所述第一管路设置在所述腔体上，且与所述进气通道一端可拆卸的密封连接，所述第一管路用于通过所述进气通道向所述第二管路输送气体；
所述第二管路设置在所述支撑件上，且与所述进气通道另一端固定密封连接，所述第二管路用于向所述腔体内部输送气体。
优选的，在所述支撑件的外侧壁上设置有凸台，所述进气通道贯穿所述凸台，且所述进气通道的进气端和出气端分别位于所述凸台的下表面和上表面；
所述第一管路的出气端与所述进气通道的进气端相连通；
所述第二管路的进气端与所述进气通道的出气端相连通。
优选的，所述第一管路的内径大于所述进气通道的直径。
优选的，所述第一管路的内径与所述进气通道的直径的差值大于或等于2mm。
优选的，在所述第一管路和所述支撑件之间设置有第一密封圈；
所述第一密封圈在所述支撑件的重力作用下压缩变形，以实现对所述第一管路和所述支撑件的间隙进行密封。
优选的，所述第一密封圈的直径的取值范围在3～5mm。
优选的，所述第一密封圈的压缩率大于25％。
优选的，在所述第二管路的进气端设置有法兰；所述法兰与所述凸台螺纹连接，并且在所述法兰与所述凸台之间设置有第二密封圈，用以对所述法兰与所述凸台之间的间隙进行密封。
优选的，所述进气机构还包括设置在所述介质窗的中心位置处的进气喷嘴，所述第二管路通过所述进气喷嘴将气体输送至所述腔体内。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括本发明提供的上述反应腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的反应腔室，其进气结构包括设置在用于将介质窗固定在腔体顶部的支撑件中的进气通道，及第一管路和第二管路，其中，第一管路设置在腔体上，且与该进气通道一端可拆卸的密封连接，以通过进气通道向第二管路输送气体；第二管路设置在支撑件上，且与进气通道另一端固定密封连接，该第二管路用于将气体输送至腔体内。由于第一管路与进气通道可拆卸的密封连接，在每次开腔维护时，在移开支撑件时，进气通道与第一管路自动分离，而无需先断开管路，从而仅需安装一次管路即可，进而不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且由于可以取消现有技术中的波纹管，因此可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。
本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的上述反应腔室，不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。
附图说明
图1为现有的反应腔室的结构图；
图2为现有的进气机构的结构图；
图3为本发明实施例提供的反应腔室的剖视图；
图4为本发明实施例采用的支撑件的结构图；
图5为本发明实施例中支撑件与腔体分离之后的结构图；
图6为本发明实施例中腔体与支撑件分离之后的结构图。
具体实施方式
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反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。
请参阅图3，本发明实施例提供的反应腔室，其包括腔体7、介质窗13、用于将该介质窗13固定在腔体7顶部的支撑件9，以及用于向腔体7的内部输送气体的进气机构。其中，该进气机构包括设置在支撑件9中的进气通道91，以及第一管路8和第二管路10，其中，第一管路8设置在腔体7上，且与进气通道91一端可拆卸的密封连接，该第一管路8用于通过进气通道91向第二管路10输送气体。具体地，第一管路8设置在腔体7的凹槽中，其进气端与气源(图中未示出)连接。当然，在实际应用中，第一管路8也可以自腔体7的底部竖直向上贯穿腔体7，并与进气通道91可拆卸的密封连接。
第二管路10设置在支撑件9上，且与上述进气通道91另一端固定密封连接，该第二管路10用于将气体输送至腔体7内。具体地，第二管路10的出气端延伸至介质窗13的中心位置的上方，并通过进气喷嘴12将气体输送至腔体7内。该进气喷嘴12设置在介质窗13的中心位置处。
在本实施例中，如图4所示，在支撑件9的外侧壁上设置有凸台92，上述进气通道91贯穿凸台82，且如图3所示，进气通道91的进气端和出气端分别位于凸台92的下表面和上表面；第一管路8的出气端(上端)与进气通道91的进气端(下端)相连通；第二管路10的进气端(下端)与进气通道91的出气端(上端)相连通。
由于第一管路8与进气通道91可拆卸的密封连接，在每次开腔维护时，在移开支撑件9及其上的线圈盒等部件时，请参阅图5，进气通道91与第一管路8自动分离，而无需先断开管路，从而仅需安装一次管路即可，进而不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且由于可以取消现有技术中的波纹管，因此可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。
优选的，第一管路8的内径大于进气通道91的直径。这样，即使在经过多次开腔维护之后，支撑件9可能相对于腔体7的位置发生偏移，也能够保证第一管路8与进气通道91不会相互错位，从而避免漏气。该第一管路8的内径与进气通道91的直径的差值大于或等于2mm，该差值范围可避免漏气的效果最佳。
在本实施例中，第一管路8与进气通道91可拆卸的密封连接的具体方式可以为：在第一管路8和支撑件9之间设置有第一密封圈(图中未示出)，该第一密封圈在支撑件9的重力作用下压缩变形，以实现对第一管路8和支撑件9之间的间隙进行密封，从而避免漏气。在实际应用中，可以在第一管路8和/或支撑件9的密封面上设置用于安装上述第一密封圈的安装槽。
优选的，第一密封圈的直径的取值范围在3～5mm。在该取值范围内的第一密封圈属于大尺寸的密封圈，能够起到较好的密封效果。进一步的，第一密封圈的压缩率大于25％，以保证密封效果。所谓压缩率，是指密封圈在受压方向上的被压缩量与受压前的自由尺寸的比值。
如图3所示，在第二管路10的进气端设置有法兰11；该法兰11与凸台92螺纹连接，并且在法兰11与凸台92之间设置有第二密封圈，用以对法兰11与凸台92之间的间隙进行密封。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，其包括本发明上述实施例提供的反应腔室。
本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用本发明实施例提供的上述反应腔室，不仅可以简化开腔维护流程，降低维护成本，而且可以减少反应副产物在进气管路中的沉积，减少金属污染，从而可以保证工艺结果和产品良率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种反应腔室，包括腔体、介质窗、用于将所述介质窗固定在所述腔体顶部的支撑件，以及用于向所述腔体内部输送气体的进气机构，其特征在于，所述进气机构包括设置在所述支撑件中的进气通道；
所述进气机构还包括第一管路和第二管路，其中，
所述第一管路设置在所述腔体上，且与所述进气通道一端可拆卸的密封连接，所述第一管路用于通过所述进气通道向所述第二管路输送气体；
所述第二管路设置在所述支撑件上，且与所述进气通道另一端固定密封连接，所述第二管路用于向所述腔体内部输送气体；
所述进气机构还包括设置在所述介质窗的中心位置处的进气喷嘴，所述第二管路通过所述进气喷嘴将气体输送至所述腔体内。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述支撑件的外侧壁上设置有凸台，所述进气通道贯穿所述凸台，且所述进气通道的进气端和出气端分别位于所述凸台的下表面和上表面；
所述第一管路的出气端与所述进气通道的进气端相连通；
所述第二管路的进气端与所述进气通道的出气端相连通。
3.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第一管路的内径大于所述进气通道的直径。
4.根据权利要求3所述的反应腔室，其特征在于，所述第一管路的内径与所述进气通道的直径的差值大于或等于2mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的反应腔室，其特征在于，在所述第一管路和所述支撑件之间设置有第一密封圈；
所述第一密封圈在所述支撑件的重力作用下压缩变形，以实现对所述第一管路和所述支撑件的间隙进行密封。
6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述第一密封圈的直径的取值范围在3～5mm。
7.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述第一密封圈的压缩率大于25％。
8.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，在所述第二管路的进气端设置有法兰；所述法兰与所述凸台螺纹连接，并且在所述法兰与所述凸台之间设置有第二密封圈，用以对所述法兰与所述凸台之间的间隙进行密封。
9.一种半导体加工设备，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的反应腔室。
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