TW202242948A - 半導體製程腔室 - Google Patents
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Abstract
一種半導體製程腔室,包括腔室、殼體、介質窗、線圈、熱風罩和風道結構,殼體罩設於開口上,介質窗設置於殼體內且位於開口上方,線圈設於殼體的內頂壁上,熱風罩位於殼體內,風道結構與殼體固定連接,風道機構具有風道,風道的通氣端位於殼體的外部,風道的轉接端位於殼體的內部,並與熱風罩的風道口連通。通過將熱風罩直接固定於介質窗上,並在熱風罩與殼體的內頂壁之間具有避讓間隙,可避免熱風罩和殼體間擠壓,進而避免因熱風罩頂推殼體頂壁使其形變而造成線圈分佈結構改變,保證等離子體中的離子和自由基的分佈均勻性。
Description
本發明涉及半導體技術領域,尤其涉及一種半導體製程腔室。
蝕刻是用化學或物理方法有選擇地從晶圓等半導體表面去除不需要的材料的過程,是通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種製程的統稱。在積體電路製造領域,常使用半導體製程腔室並通過反應離子來實現蝕刻。
但是目前的半導體製程腔室中,用於加熱介質窗的熱風罩位於介質窗和殼體(例如用作線圈支架)頂壁之間,並在殼體頂壁的壓力作用下固定在介質窗上,這樣熱風罩將對殼體頂壁產生反作用力,具體為熱風罩頂推殼體頂壁使其發生形變,進而造成位於殼體頂壁上的線圈的分佈結構改變,從而影響等離子體中離子和自由基的分佈均勻性。
本發明公開一種用於半導體製程腔室,以解決因熱風罩頂推殼體頂壁使其發生形變而造成線圈分佈結構改變,從而引起等離子體中離子和自由基分佈不均的問題。
為了解決上述問題,本發明採用下述技術方案:
一種用於半導體製程腔室,包括:腔室,該腔室上方設有開口;殼體,該殼體罩設於該開口上;介質窗,該介質窗設置於該殼體內且位於該開口的上方;線圈,該線圈環設於該殼體的內頂壁上;熱風罩,該熱風罩位於該殼體內,且固定於該介質窗上,該熱風罩與該殼體的內頂壁之間具有避讓間隙;並且,該熱風罩具有用於加熱該介質窗的加熱腔和與該加熱腔連通的至少兩個風道口;以及風道結構,該風道結構與該殼體固定連接,該風道結構具有風道,該風道具有至少兩個通氣端和至少兩個轉接端,至少兩個該通氣端均位於該殼體的外部,用於進氣和出氣,至少兩個該轉接端均位於該殼體的內部,且該轉接端的數量與該風道口的數量相同,且一一對應地連通。
進一步的,該熱風罩包括罩體和設置在該罩體的外壁上的連接部,該罩體通過該連接部固定於該介質窗上。
進一步的,該罩體的底部具有敞口,且該罩體的內壁和該介質窗的頂面圍成該加熱腔,並且該罩體的位於該敞口的四周邊緣處設置有朝向該加熱腔的外部外翻的翻邊,該翻邊即為該連接部。
進一步的,該風道結構包括至少兩個插接部,每個該插接部中形成有一個該轉接端;該插接部插設於該風道口中,以使該轉接端與該風道口連通,並且該插接部的外壁和該風道口的內壁之間設有用於密封該風道口的密封環。
進一步的,該插接部的外壁設有沿其周向環繞的環形燕尾槽,該密封環部分設於該環形燕尾槽內,且該密封環伸出該環形燕尾槽的部分與該風道口的內壁相抵接。
進一步的,該加熱腔包括相互間隔的多個子加熱腔,且每個該子加熱腔均與其中兩個該風道口連通,且不同的該子加熱腔連通的該風道口不同;與同一該子加熱腔連通的其中一個該風道口為進氣口用於進氣,與同一該子加熱腔連通的另一個該風道口為排氣口用於排氣。
進一步的,該加熱腔包括多個同心設置的環腔和沿該環腔的徑向延伸的隔板,該隔板將每個該環腔對稱分隔成兩個半環腔,該半環腔即為該子加熱腔,且與同一該子加熱腔連通的該進氣口和該排氣口均位於該子加熱腔的兩端。
進一步的,相鄰,且直徑不同的兩個該子加熱腔之間設有將二者連通的第一泄壓孔,直徑最小的該子加熱腔上設有與該加熱腔的外部連通的第二泄壓孔。
進一步的,該風道的數量為四個,其中兩個該風道為進氣風道,另外兩個該風道為出氣風道,兩個該進氣風道分別設置在該隔板的兩側;兩個該出氣風道分別設置在該隔板的兩側;每個該進氣風道和每個該出氣風道均具有兩個該轉接端;每個該進氣風道和每個該出氣風道均具有該通氣端;
每個該進氣風道的兩個該轉接端分別與位於該隔板的同一側的相鄰兩個該子加熱腔的該進氣口連通;
每個該出氣風道的兩個該轉接端分別與位於該隔板的同一側的相鄰兩個該子加熱腔的該排氣口連通。
進一步的,兩個該進氣風道的該通氣端用於分別與第一加熱器的出風口和第二加熱器的出風口連通;兩個該出氣風道的該通氣端用於分別與該第一加熱器的進風口和第二加熱器的進風口連通。
進一步的,該熱風罩的頂面設置凸台,該風道口由該凸台頂面貫通至該加熱腔,該凸台的頂面和該殼體的內頂壁之間具有該避讓間隙。
本發明採用的技術方案能夠達到以下有益效果:
本發明實施例提供的半導體製程腔室,通過將熱風罩直接固定於介質窗上,並在熱風罩與殼體的內頂壁之間具有避讓間隙,可以避免熱風罩和殼體之間相互擠壓,進而避免因熱風罩頂推殼體頂壁使其發生形變而造成線圈分佈結構改變,從而可以保證等離子體中的離子和自由基的分佈均勻性。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然,此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言,在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例,且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間,使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外,本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外,為便於描述,諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係,如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值,然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而,任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者,如本文中使用,術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地,術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外,或除非以其他方式明確指定,否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地,除非相反地指示,否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少,應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點,除非另有指定。
以下結合附圖,詳細說明本發明各個實施例公開的技術方案。
首先介紹相關技術中涉及的半導體製程腔室。
如圖1所示,在腔室2的頂部設置開口,並在該開口上方設置殼體1,介質窗9設置於殼體1並位於開口上方。同時在支架元件1和介質窗9之間設置有用於密封的第一密封圈3。
原熱風罩8′位於介質窗9和殼體1頂壁之間,並在殼體1頂壁的壓力作用下固定在介質窗9上。線圈4也位於殼體1中,並設置於殼體1的內頂壁上。
如圖1~圖3所示,原風道6′兩端分別設置原通氣端61′和原轉接端62′,其中原通氣端61′用於引入外界的熱空氣,原轉接端62′插設於殼體1頂壁上,並位於原熱風罩8′上開設的原風道口8A′上方,以便將外界熱空氣由原通氣端61′通入原加熱腔8C′中,實現原熱風罩8′通過原加熱腔8C′對介質窗9加熱。
如圖2所示,原轉接端62′和原熱風罩8′之間設有第二密封圈7′。常態時通過原轉接端62′端面和原熱風罩8′頂面對第二密封圈7′夾緊,使第二密封圈7′壓縮變形,從而對原加熱腔8C′形成密封。
採用上述裝置主要有兩個問題:第一個問題是原熱風罩8′是通過殼體1和介質窗9對其進行夾緊,從而固定在介質窗9上,這樣殼體1給予原熱風罩8′壓力的同時,原熱風罩8′會如圖4所示向殼體1施加反作用力,從而頂推殼體1內頂壁使其變形,進而造成位於殼體1頂壁上的線圈4的分佈結構改變,從而影響等離子體中離子和自由基的分佈均勻性。
第二個問題是工作時需要對腔室2抽真空,這樣介質窗9的上下兩端將形成壓力差,該壓力差將對介質窗9產生向下的壓力,進而使第一密封圈3壓縮變形,並且使介質窗9自身形變凹陷,第一密封圈3和介質窗9的變形相互疊加,將造成原熱風罩8′向下沉降,進而造成如圖3所示原熱風罩8′與原轉接端62′分離,從而使第二密封圈7′對原加熱腔8C′的密封失效。
上述兩個問題都將造成半導體製程腔室無法正常工作,進而引起積體電路無法被正常蝕刻。本發明實施例所設計的半導體製程腔室正是為解決目前所存在的上述問題之一所做的改進,下面開始對本發明實施例提供的半導體製程腔室進行詳細描述:
如圖5所示,本發明實施例提供的半導體製程腔室,其包括腔室2和殼體1。腔室2上方設有開口,殼體1罩設於該開口上。這裡殼體1的一種可選的結構包括支架元件1A和線圈支架板1B,其中,線圈支架板1B形成殼體1的頂壁,支架組件1A形成殼體1的周壁,即支架組件1A呈環狀,且沿線圈支架板1B端面邊緣進行圍繞設置。線圈支架板1B的底面朝向腔室2,構成殼體1的頂壁。支架元件1A和線圈支架板1B之間可以採用一體化設置,也可以通過螺栓連接、鉚接、焊接、粘接等方式固定為一體。
半導體製程腔室還包括介質窗9,介質窗9設置於殼體1內且位於腔室2的開口的上方,以對該開口進行封堵。作為一種可選的方案,支架元件1A上可以設置臺階面,以使支架元件1A內部形成由大孔和小孔組成的臺階孔,支架元件1A設置在腔室2上,且支架組件1A的小孔直徑小於介質窗9的直徑,支架組件1A的大孔的直徑大於介質窗9的直徑,以使介質窗9的下端面可以搭接在支架元件1A的臺階面上,並且介質窗9能夠隔離在其上下兩端之間的空間。此外,支架元件1A設置在線圈支架板1B和腔室2之間,使二者相互間隔。通過在介質窗9的下端面和支架元件1A的臺階面之間設置第一密封圈3,實現對腔室2的密封。
如圖5和圖6所示,本發明實施例提供的半導體製程腔室還包括線圈4和熱風罩8。其中,線圈4環設於殼體1的內頂壁,即線圈支架板1B的底面上。熱風罩8位於殼體1內,且熱風罩8固定於介質窗9上,比如熱風罩8通過焊接、粘接等方式固定於介質窗9上,同時在熱風罩8與殼體1的內頂壁(線圈支架板1B底面)之間設置避讓間隙O,以防止兩者之間的相互擠壓造成線圈支架板1B變形和破裂。作為一種可選的方案,線圈4在介質窗9上的投影位於熱風罩8的外側,即線圈4沿線圈支架板1B底面的邊緣進行設置。
如圖5和圖10所示,熱風罩8具有用於加熱介質窗9的加熱腔8C和與該加熱腔8C連通的至少兩個風道口8A,用於向加熱腔8C通入和排出氣體。作為一種可選的方案,風道口8A可以兩個為一組,並且每組中的兩個風道口8A中一個用於通入氣體,另一個用於排出氣體,風道口8A至少設置一組於熱風罩8中。
如圖5、圖7和圖9所示,本發明實施例提供的半導體製程腔室還包括風道結構,該風道結構與殼體1固定連接,且具有風道6,該風道6具有至少兩個通氣端61和至少兩個轉接端62,至少兩個通氣端61均位於殼體1的外部,用於進氣和出氣;至少兩個轉接端62均位於殼體1的內部,轉接端62的數量與風道口8A的數量相同,且一一對應地連通。這樣,熱風罩8的加熱腔8C可以通過風道6實現與外界的互通,從而實現熱空氣的迴圈流動。作為一種可選的方案,若風道口8A兩個為一組,則風道6的轉接端62也是兩個一組,並且設置於半導體製程腔室中的轉接端62的組數與設置於半導體製程腔室中的風道口8A的組數相同,且一一對應地設置,並且設置於半導體製程腔室中的每組轉接端62中一個用於向加熱腔8C通入氣體,另一個用於將加熱腔8C內氣體進行排出。
作為一種可選方案,如圖5所示,本發明實施例提供的半導體製程腔室還包括固定座5。固定座5位於線圈支架板1B頂面,並位於風道結構和線圈支架板1B之間。風道結構通過固定座5固定在線圈支架板1B上。
半導體製程腔室工作時,需要對腔室2進行抽真空處理,同時將熱空氣依次通過風道6的用於進氣的通氣端61和用於出氣的轉接端62通入加熱腔8C中,熱空氣在加熱腔8C中充分和介質窗9熱交換後,再依次從風道6的用於進氣的轉接端62和用於出氣的通氣端61排出,如此迴圈的將熱空氣輸入和排出,以完成對介質窗9的加熱。
綜上,由於熱風罩8直接固定於介質窗9上,這樣就無需借助殼體1對熱風罩8施加預緊力,同時通過在熱風罩8與殼體1的內頂壁(線圈支架板1B底面)之間設置避讓間隙O,就可以避免熱風罩8產生對殼體1的反作用力,進而避免線圈支架板1B受熱風罩8擠壓而變形,從而保證線圈4的結構穩定性,提高等離子體中離子和自由基的分佈均勻性,保證半導體製程腔室的正常工作。
更進一步的,如圖6和圖9所示,上述風道結構包括至少兩個插接部63,每個插接部63中形成有一個轉接端62;該插接部63插設於對應的風道口8A中,以使轉接端62與風道口8A連通,並且插接部63的外壁和風道口8A的內壁之間設有用於密封風道口8A的密封環7。這樣,轉接端62和風道口8A的連通處就可以通過密封環7實現周向密封。
這樣如圖6和圖9所示,半導體製程腔室在常態時,密封環7處於風道口8A的第二線位Q,即插接部63在第二線位Q通過密封環7與風道口8A保持接觸;半導體製程腔室在工作狀態時,隨腔室2抽真空的進行,介質窗9將形成凹陷以及第一密封圈3將壓縮形變,進而使熱風罩8出現沉降,即,熱風罩8相對於插接部63下降一定高度,此時密封環7處於風道口8A的第一線位P,插接部63在該第一線位P通過密封環7與風道口8A保持接觸。可見,雖然熱風罩8隨腔室2抽真空而沉降,但由於插接部63與風道口8A為插接配合,並採用周向密封方式對轉接端62和風道口8A的連通處進行密封,這可以使插接部63將始終通過密封環7與風道口8A保持接觸,避免了真空失效。
需要指出的是,插接部63和風道口8A之間的周向密封方式,相對於圖2端面密封的方式,可以避免熱風罩8在風道口8A位置對轉接端62進行頂推,進而避免將頂推力通過風道結構傳遞至線圈支架板1B,從而進一步避免線圈支架板1B受熱風罩8擠壓變形。
更進一步的,如圖7和圖9所示,為了便於轉接端62和風道口8A之間進行插接,插接部63的外壁和風道口8A的內壁都進行了倒角處理,當然也可以進行倒圓處理,這裡不再詳述。
更為具體的,如圖7和圖8所示,插接部63的外壁設有沿其周向環繞的環形燕尾槽64,密封環7部分設于環形燕尾槽64內,且密封環7伸出環形燕尾槽的部分與風道口8A的內壁相抵接。這樣密封環7可以固定在插接部63上,與能夠和插接部63作為一個整體完成與熱風罩8的插接,裝配方式更為便捷,同時更為重要的,密封環7進行密封工作時,將受到來自插接部63和風道口8A給予的擠壓力而壓縮變形,環形燕尾槽64的設計可以充分容納密封環7被擠壓的部分,防止密封環7受到損壞而降低密封效果。同時為進一步加強密封效應,密封環7可以選擇O型密封圈,以與環形燕尾槽64配合使用。
在更進一步的實施方案中,如圖5和圖6所示,熱風罩8的頂面可以設置凸台,風道口8A由凸台頂面貫通至加熱腔8C,凸台的頂面和殼體1的內頂壁(即線圈支架板1B底面)之間具有上述避讓間隙O。該凸台的設置可以增加風道口8A的整體高度,使風道口8A和與之插接的插接部63的配合長度增加,從而二者在出現相對運動時充分接觸而不分離,進一步避免密封失效。具體的,該避讓間隙O的尺寸不小於0.5mm,避免對殼體1產生擠壓力。
如圖5和圖10所示,作為熱風罩8與介質窗9的一種可選連接方式,熱風罩8包括罩體和設置在該罩體的外壁上的連接部8B。該罩體通過連接部8B固定於介質窗9上。這裡,連接部8B與介質窗9之間可以採用卡接的方式連接,例如,連接部8B可以是卡勾、卡爪等卡接結構,或者連接部8B也可以是卡槽,同時介質窗9上設置適配的卡勾,罩體通過該卡槽卡接在卡勾上實現與介質窗9的連接。又如,連接部8B也可以是設置在罩體的外壁上的外螺紋,介質窗9上設有螺紋孔,該螺紋孔的內螺紋與該外螺紋相匹配,連接部8B通過螺紋連接與介質窗9進行固定。
本發明實施例的一具體設置方式為:上述罩體的底部具有敞口,且該罩體的內壁和介質窗9的頂面圍成加熱腔8C,並且罩體的位於上述敞口的四周邊緣處設置有朝向加熱腔8C的外部外翻的翻邊,該翻邊即為上述連接部8B。可選的,翻邊上具有環形陣列均布的螺栓過孔,介質窗9設置與該螺栓過孔對應的螺紋孔,通過外接螺栓穿設該螺栓過孔並螺紋連接螺紋孔,實現罩體固定於介質窗9上。
在一些可選的實施例中,如圖5和圖10所示,加熱腔8C可以包括相互間隔的多個子加熱腔8C1,且每個子加熱腔8C1均與其中兩個風道口8A連通,即,風道口8A可以兩個為一組,並且每組中的兩個風道口8A均與同一子加熱腔8C1連通,且不同的子加熱腔8C1連通的風道口8A不同;與同一子加熱腔8C1連通的其中一個風道口8A為進氣口用於進氣,與同一子加熱腔8C1連通的另一個風道口8A為排氣口用於排氣。比如多個子加熱腔8C1可以採用線性陣列、環形陣列的方式佈局在熱風罩8中。採用多個子加熱腔8C1同時通入熱空氣的方式可以使熱風罩8對介質窗9的加熱更加迅速並且更加均勻,有利於於半導體製程腔室的工作進行。
本發明實施例中多個子加熱腔8C1的佈局方式具體可以為:如圖10所示,加熱腔8C包括多個同心設置的環腔和沿該環腔的徑向(任意一條徑向)延伸的隔板8E,該隔板8E將每個環腔對稱分隔成兩個半環腔,該半環腔即為上述子加熱腔8C1,且與同一子加熱腔8C1的進氣口和排氣口均位於子加熱腔8C1的兩端,以使進入子加熱腔8C1的熱空氣能夠從子加熱腔8C1的一端流動至另一端,從而使通入子加熱腔8C1的熱空氣在充分和介質窗9進行熱交換後再進行排出,同時也能夠避免因進氣口和排氣口距離過近而相互干擾。同時需要指出的是隔板8E除了能夠將環腔進行分隔外,還能夠作為加強筋對熱風罩8進行加固。
更進一步的,如圖10所示,相鄰,且直徑不同的兩個子加熱腔8C1之間設有第一泄壓孔8D1,以實現相鄰,且直徑不同的子加熱腔8C1之間的互通,以保證彼此之間的氣壓一致性。同時直徑最小的子加熱腔8C1上設有與加熱腔8C的外部連通的第二泄壓孔8D2,這樣第二泄壓孔8D2配合第一泄壓孔8D1,可將熱風罩8內部與熱風罩8外部進行互通,進而使子加熱腔8C1內外的氣壓保持均衡。
更為具體的,如圖5所示,熱風罩8設有通孔,該通孔的軸線與熱風罩8的中心軸線同軸。可選的,熱風罩8的罩體呈環狀,該通孔即為環狀罩體的環孔。噴嘴10的一端依次穿設通孔、介質窗9進入腔室2中,另一端穿過線圈支架板1B延伸至半導體製程腔室的外部。第二泄壓孔8D2通過與該通孔連通,實現更有效的泄壓,並更有效的保證各子加熱腔8C1內外的氣壓均衡。
在更進一步的實施方案中,如圖11所示,風道6的數量為四個,其中兩個風道為進氣風道6A,另外兩個風道為出氣風道6B,兩個進氣風道6A分別設置在隔板8E的兩側;兩個出氣風道6B分別設置在隔板8E的兩側;每個進氣風道6A和每個出氣風道6B均具有兩個轉接端62;每個進氣風道6A和每個出氣風道6B均具有通氣端61。
每個進氣風道6A的兩個轉接端62分別與位於隔板8E的同一側的相鄰兩個子加熱腔8C1的進氣口連通;每個出氣風道6B的兩個轉接端62分別與位於隔板8E的同一側的相鄰兩個子加熱腔8C1的排氣口連通。例如,如圖10所示,加熱腔8C由兩個環腔組成,並被隔板8E分隔成四個子加熱腔8C1。每個子加熱腔8C1的兩端各設置一個風道口8A,以作為進氣口和排氣口。共計8個風道口8A排成兩列,並對稱設於隔板8E兩側。對於位於隔板8E的同一側的相鄰,且直徑不同的兩個子加熱腔8C1,二者的進氣口分別與位於隔板8E同一側的進氣風道6A的兩個轉接端62連通,二者的出氣口分別與位於隔板8E同一側的出氣風道6B的兩個轉接端62連通。這樣,位於隔板8E同一側的兩個風道6成對設置,以能夠同時實現隔板8E同一側的兩個子加熱腔8C1的進氣和排氣,也就是說,位於隔板8E同一側的進氣風道6A、出氣風道6B和該側的兩個子加熱腔8C1構成第一氣路,位於隔板8E另一側的進氣風道6A、出氣風道6B和該側的兩個子加熱腔8C1構成第二氣路,第一氣路和第二氣路均沿隔板8E的延伸方向設置。由此,可以簡化風道結構,更好的控制製造成本。
在一些可選的實施例中,如圖7所示,風道結構採用由四個呈“F”型管道結構組成的分體式結構,每個“F”型管道結構中設置有一個風道6,該風道6具有兩個轉接端62和一個通氣端61。當然,風道結構也可以採用整體式結構,本發明實施例對此沒有特別的限制。
進一步可選的,如圖11所示,兩個進氣風道6A的通氣端61用於分別與第一加熱器G1的出風口和第二加熱器G2的出風口連通;兩個出氣風道6B的通氣端61用於分別與第一加熱器G1的進風口和第二加熱器G2的進風口連通。使用時,第一加熱器G1將熱空氣由第一氣路上的進氣風道6A通入與該第一氣路連通的兩個子加熱腔8C1中,熱空氣在子加熱腔8C1中與介質窗9充分熱交換後,又變成常溫空氣由第一氣路上的出氣風道6B排出,並進入第二加熱器G2;常溫空氣在第二加熱器G2中再次被加熱為熱空氣後,又經第二氣路上的進氣風道6A通入與該第二氣路連通的兩個子加熱腔8C1中,熱空氣子加熱腔8C1中與介質窗9充分熱交換後,又變成常溫空氣由第二氣路上的出氣風道6B排出,並進入第一加熱器G1。由此可見,第一加熱器G1、第一氣路、第二加熱器G2和第二氣路首尾相接構成一個環形加熱回路,以使各子加熱腔8C1被持續不斷的通入熱空氣完成對介質窗9的加熱,加熱方式更加合理有效。
更為具體的,第一加熱器G1和第二加熱器G2均包括高溫電極,即通過電加熱的方式產生熱空氣。
綜上所述,本發明實施例提供的半導體製程腔室,通過將熱風罩直接固定於介質窗上,並在熱風罩與殼體的內頂壁之間具有避讓間隙,可以避免熱風罩和殼體之間相互擠壓,進而避免因熱風罩頂推殼體頂壁使其發生形變而造成線圈分佈結構改變,從而可以保證等離子體中的離子和自由基的分佈均勻性。
本發明上文實施例中重點描述的是各個實施例之間的不同,各個實施例之間不同的優化特徵只要不矛盾,均可以組合形成更優的實施例,考慮到行文簡潔,在此則不再贅述。
前述內容概括數項實施例之特徵,使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解,其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解,此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇,且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
1:殼體
1A:支架組件
1B:線圈支架板
2:腔室
3:第一密封圈
4:線圈
5:固定座
6:風道
6′:原風道
6A:進氣風道
6B:出氣風道
7:密封環
7′:第二密封圈
8:熱風罩
8′:原熱風罩
8A:風道口
8A′:原風道口
8B:連接部
8C:加熱腔
8C′:原加熱腔
8C1:子加熱腔
8D1:第一泄壓孔
8D2:第二泄壓孔
8E:隔板
9:介質窗
10:噴嘴
61:通氣端
61′:原通氣端
62:轉接端
62′:原轉接端
63:插接部
64:環形燕尾槽
G1:第一加熱器
G2:第二加熱器
O:避讓間隙
P:第一線位
Q:第二線位
當結合附圖閱讀時,從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意,根據產業中之標準實踐,各種構件未按比例繪製。事實上,為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1為之前使用的相關技術中涉及的半導體製程腔室結構圖;
圖2為圖1的I處放大圖;
圖3為使用相關技術中涉及的半導體製程腔室工作時,第二密封圈的失效圖;
圖4為使用相關技術中涉及的半導體製程腔室工作時,線圈支架板變形圖;
圖5為本發明實施例公開的半導體製程腔室結構圖;
圖6為本發明實施例公開的圖7的II處放大圖;
圖7為本發明實施例公開的風道結構圖;
圖8為本發明實施例公開的圖9的III處放大圖;
圖9為本發明實施例公開的第二接頭與風道口插接示意圖;
圖10為本發明實施例公開的熱風環結構圖;
圖11為本發明實施例公開的熱風環配合風道的工作示意圖。
1:殼體
1A:支架組件
1B:線圈支架板
2:腔室
3:第一密封圈
4:線圈
5:固定座
6:風道
7:密封環
8:熱風罩
8B:連接部
8C:加熱腔
8C1:子加熱腔
9:介質窗
10:噴嘴
Claims (11)
- 一種半導體製程腔室,包括: 一腔室,該腔室上方設有一開口; 一殼體,該殼體罩設於該開口上; 一介質窗,該介質窗設置於該殼體內且位於該開口的上方; 一線圈,該線圈環設於該殼體的內頂壁上; 一熱風罩,該熱風罩位於該殼體內,且固定於該介質窗上,該熱風罩與該殼體的內頂壁之間具有一避讓間隙;並且,該熱風罩具有用於加熱該介質窗的一加熱腔和與該加熱腔連通的至少兩個風道口;以及 一風道結構,該風道結構與該殼體固定連接,該風道結構具有一風道,該風道具有至少兩個通氣端和至少兩個轉接端,至少兩個該通氣端均位於該殼體的外部,用於進氣和出氣,至少兩個該轉接端均位於該殼體的內部,且該轉接端的數量與該風道口的數量相同,且一一對應地連通。
- 如請求項1所述的半導體製程腔室,其中該熱風罩包括一罩體和設置在該罩體的外壁上的一連接部,該罩體通過該連接部固定於該介質窗上。
- 如請求項2所述的半導體製程腔室,其中該罩體的底部具有一敞口,且該罩體的內壁和該介質窗的頂面圍成該加熱腔,並且該罩體的位於該敞口的四周邊緣處設置有朝向該加熱腔的外部外翻的翻邊,該翻邊即為該連接部。
- 如請求項1所述的半導體製程腔室,其中該風道結構包括至少兩個插接部,每個該插接部中形成有一個該轉接端;該插接部插設於該風道口中,以使該轉接端與該風道口連通,並且該插接部的外壁和該風道口的內壁之間設有用於密封該風道口的一密封環。
- 如請求項4所述的半導體製程腔室,其中該插接部的外壁設有沿其周向環繞的一環形燕尾槽,該密封環部分設於該環形燕尾槽內,且該密封環伸出該環形燕尾槽的部分與該風道口的內壁相抵接。
- 如請求項1-5任意一項所述的半導體製程腔室,其中該加熱腔包括相互間隔的多個子加熱腔,且每個該子加熱腔均與其中兩個該風道口連通,且不同的該子加熱腔連通的該風道口不同;與同一該子加熱腔連通的其中一個該風道口為進氣口用於進氣,與同一該子加熱腔連通的另一個該風道口為排氣口用於排氣。
- 如請求項6所述的半導體製程腔室,其中該加熱腔包括多個同心設置的環腔和沿該環腔的徑向延伸的一隔板,該隔板將每個該環腔對稱分隔成兩個半環腔,該半環腔即為該子加熱腔,且與同一該子加熱腔連通的該進氣口和該排氣口均位於該子加熱腔的兩端。
- 如請求項6所述的半導體製程腔室,其中相鄰且直徑不同的兩個該子加熱腔之間設有將二者連通的一第一泄壓孔,直徑最小的該子加熱腔上設有與該加熱腔的外部連通的一第二泄壓孔。
- 如請求項6所述的半導體製程腔室,其中該風道的數量為四個,其中兩個該風道為進氣風道,另外兩個該風道為出氣風道,兩個該進氣風道分別設置在該隔板的兩側;兩個該出氣風道分別設置在該隔板的兩側;每個該進氣風道和每個該出氣風道均具有兩個該轉接端;每個該進氣風道和每個該出氣風道均具有該通氣端; 每個該進氣風道的兩個該轉接端分別與位於該隔板的同一側的相鄰兩個該子加熱腔的該進氣口連通; 每個該出氣風道的兩個該轉接端分別與位於該隔板的同一側的相鄰兩個該子加熱腔的該排氣口連通。
- 如請求項9所述的半導體製程腔室,其中兩個該進氣風道的該通氣端用於分別與一第一加熱器的出風口和一第二加熱器的出風口連通;兩個該出氣風道的該通氣端用於分別與該第一加熱器的進風口和該第二加熱器的進風口連通。
- 如請求項1所述的半導體製程腔室,其中該熱風罩的頂面設置一凸台,該風道口由該凸台頂面貫通至該加熱腔,該凸台的頂面和該殼體的內頂壁之間具有該避讓間隙。
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