半導體反應腔制造技術

本發明專利技術揭示了一種半導體反應腔，包括：腔室本體，腔室本體的壁上設置有進氣管及晶圓進出口，進氣管在腔室本體內的部分與導流裝置相連；晶圓載盤，晶圓載盤設置于腔室本體內，由支撐柱托起，晶圓載盤與導流裝置相對且平行，晶圓載盤用于承載晶圓；伸縮組件，用于帶動所述晶圓載盤和/或導流裝置移動，以使所述晶圓載盤和導流裝置之間的距離在第一距離和第二距離之間調節，所述第一距離使得機械手能在所述晶圓載盤和導流裝置之間的空間內操作，所述第二距離小于所述第一距離。本發明專利技術所揭示的半導體反應腔，能夠在取放晶圓時留出空間，而在工藝進行時壓縮空間，提高了工藝氣體的利用率和工藝速率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體生產和加工領域，更具體地說，涉及一種半導體反應腔。
技術介紹
半導體設備種類繁多，包括拋光設備、顯影設備、刻蝕設備等多種類型的機械設備，其中的絕大多數設備都離不開對晶圓進行工藝處理的反應腔。因此，反應腔的設計是否合理，能夠直接影響工藝的效果，進而影響到晶圓的品質。以干法工藝為例，圖1給出了一種傳統的干法工藝用反應腔，該反應腔包括腔室本體101，進氣管102，噴淋頭103，晶圓載盤104以及支撐柱105，腔室本體101具有壁，腔室本體101的壁上設置有晶圓進出口106。在腔室本體101的下方開設有排放口107，排放口107的末端分別接有流量控制計108和真空泵109。其中，干法工藝所需的工藝氣體由進氣管102進入，并由噴淋頭103噴射至晶圓表面，晶圓載盤104用于承載晶圓，且晶圓載盤104由支撐柱105支撐。晶圓由機械手運送，通過晶圓進出口106進入或離開腔室本體101。另外，腔室本體101內通過排放口107向外排氣，排氣的速率由流量控制計108調節，真空泵109負責抽真空。在現有技術中，進氣管102和支撐柱105通常會固定不動，噴淋頭103和晶圓載盤104之間留有較大的空間，以供機械手進入腔室本體101，取出或放入晶圓。一般情況下，噴淋頭103和晶圓載盤104之間的距離需要大于晶圓進出口106的高度，才能使機械手順利在腔室本體101內完成各項操作。但是，這樣設計存在一個缺陷：由于噴淋頭103與晶圓載盤104之間的距離過大，導致工藝氣體的利用率十分低下。如圖1中的曲線箭頭所示的，其原因在于，工藝氣體由噴淋頭103噴出后，在真空泵109的作用下，將由腔室本體101內上方的中部位置處向腔室本體101內下方的側部位置處流動，在這樣的流動方向下，晶圓放置于晶圓載104上時，晶圓的上方，尤其是靠近晶圓中心位置處的上方，只能接觸到很少量的工藝氣體并與之反應，從而導致大量工藝氣體并未充分地參與反應就被排出腔室本體101，造成工藝氣體的浪費，這同時也會對工藝的效率造成不良影響。
技術實現思路
本專利技術揭示了一種半導體反應腔，該反應腔能夠在取放晶圓時騰出空間供機械手進行操作，而在工藝進行時壓縮反應的空間，從而極大的提高了工藝氣體的利用率和反應效率。為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種半導體反應腔，包括：腔室本體，腔室本體的壁上設置有進氣管及晶圓進出口，進氣管在腔室本體內的部分與導流裝置相連；晶圓載盤，晶圓載盤設置于腔室本體內，由支撐柱托起，晶圓載盤與導流裝置相對且平行，晶圓載盤用于承載晶圓；伸縮組件，用于帶動所述晶圓載盤和/或導流裝置移動，以使所述晶圓載盤和導流裝置之間的距離在第一距離和第二距離之間調節，所述第一距離使得機械手能在所述晶圓載盤和導流裝置之間的空間內操作，所述第二距離小于所述第一距離。進一步地，伸縮組件包括伸縮管、密封連接件及伸縮驅動裝置，伸縮管與伸縮驅動裝置平行設置，伸縮管與伸縮驅動裝置的一端抵住并連接至腔室本體的壁，伸縮管與伸縮驅動裝置的另一端由密封連接件密封連接為一體，伸縮驅動裝置帶動伸縮管伸展或收縮；其中，伸縮組件通過伸縮管套接于進氣管的外部且由密封連接件密封連接至進氣管，進氣管穿通腔室本體的壁，且進氣管不受腔室本體的壁的阻擋；或者伸縮組件通過伸縮管套接于支撐柱的外部且由密封連接件密封連接至支撐柱，支撐柱穿通腔室本體的壁，且支撐柱不受腔室本體的壁的阻擋。進一步地，導流裝置的面積不小于晶圓載盤的面積。在其中一個實施例中，導流裝置的側周設置有側周擋板，當導流裝置與晶圓載盤相互靠近時，側周擋板下端不低于晶圓載盤的上表面。進一步地，進氣管、導流裝置及晶圓載盤具有相同的中心軸。可選地，導流裝置為平面板或噴淋頭。進一步地，伸縮組件通過伸縮管非接觸的套接于進氣管或支撐柱的外部。在其中一個實施例中，伸縮管為波紋管。在其中一個實施例中，伸縮驅動裝置為伸縮氣缸。進一步地，半導體反應腔還設置有排氣口，并通過排氣口抽氣。本專利技術提供的半導體反應腔，給機械手留下了足夠的操作空間，同時還大大提高了工藝氣體的利用率以及反應效率。附圖說明圖1揭示了現有技術中半導體反應腔的結構示意圖；圖2揭示了本專利技術其中一實施例中的反應腔在取放晶圓時的結構示意圖；圖3揭示了圖2中所示的反應腔在進行工藝時的結構示意圖；圖4揭示了本專利技術其中一實施例中導流裝置的仰視圖；圖5揭示了本專利技術另一實施例中導流裝置的仰視圖；圖6揭示了本專利技術另一實施例中的反應腔在取放晶圓時的結構示意圖；圖7揭示了圖6中的反應腔在進行工藝時的結構示意圖；圖8揭示了本專利技術又一實施例中的反應腔的結構示意圖；圖9揭示了本專利技術一實施例中工藝速率對應于導流裝置與晶圓載盤之間的距離的變化關系圖。具體實施方式結合附圖及接下來的詳細描述，本專利技術將更容易理解：圖2和圖3揭示了本專利技術其中一實施例中的反應腔。該實施例中的反應腔包括腔室本體201、進氣管202、導流裝置203、晶圓載盤204、支撐柱205、晶圓進出口206、排放口207以及伸縮組件210等。排放口207的末端還設置有流量控制計208和真空泵209。其中，腔室本體201具有壁，壁上設置有進氣管202和晶圓進出口206，進氣管202穿通腔室本體201的壁且進氣管202的一部分伸入腔室本體201內。進氣管202位于腔室本體201內部的部分，其末端連接有導流裝置203。該導流裝置203的形狀與晶圓載盤204的形狀相對應，呈圓形。在其中一個實施例中，如圖4所示的，導流裝置為一個圓形的平面板401，平面板401的中心留有圓孔，以便將平面板401安裝至進氣管的末端，此時工藝氣體直接由進氣管噴出，并向周圍擴散。在另一實施例中，如圖5所示的，導流裝置為一個扁平的圓柱形噴淋頭501，噴淋頭501的下表面開設有許多小孔，工藝氣體通過進氣管進入噴淋頭501后，可由這些小孔噴射至晶圓的表面。在圖2和圖3中所示的反應腔中，晶圓載盤204平行于導流裝置203，且相對的設置在導流裝置203的下方，該晶圓載盤204用于承載晶圓。導流裝置203的面積不小于晶圓載盤204的面積，以保證工藝氣體可以被噴射至晶圓的整個上表面。通常地，進氣管202、導流裝置203以及晶圓載盤204具有相同的中心軸，這樣有利于工藝反應進行地更加均勻。而且，晶圓載盤204由支撐柱205托起，支撐柱205穿通腔室本體201的壁。在圖2和圖3中所示的反應腔中，該反應腔還包括伸縮組件210。伸縮組件210用于帶動晶圓載盤204和/或導流裝置203移動，以使晶圓載盤204和導流裝置203之間的距離在第一距離和第二距離之間調節，該第一距離使得機械手能在所述晶圓載盤和導流裝置之間的空間內操作，該第二距離小于第一距離。其中，伸縮組件210進一步包括伸縮驅動裝置2101、伸縮管2102以及密封連接件2103。伸縮驅動裝置2101與伸縮管2102平行設置，伸縮驅動裝置2101和伸縮管2102的一端抵住并連接至腔室本體201的壁。而伸縮驅動裝置2101和伸縮管2102的另一端則通過密封連接件2103密封連接為一體，由于二者被密封連接為一體，所以伸縮驅動裝置2101能夠帶動伸縮管2102一起伸展或收縮。如圖2和圖3所示的，在一個實施例中，伸縮組件210通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體反應腔，其特征在于，包括：腔室本體，所述腔室本體的壁上設置有進氣管及晶圓進出口，所述進氣管在腔室本體內的部分與導流裝置相連；晶圓載盤，所述晶圓載盤設置于腔室本體內，由支撐柱托起，所述晶圓載盤與所述導流裝置相對且平行，所述晶圓載盤用于承載晶圓；伸縮組件，用于帶動所述晶圓載盤和/或導流裝置移動，以使所述晶圓載盤和導流裝置之間的距離在第一距離和第二距離之間調節，所述第一距離使得機械手能在所述晶圓載盤和導流裝置之間的空間內操作，所述第二距離小于所述第一距離。

【技術特征摘要】
1.一種半導體反應腔，其特征在于，包括：腔室本體，所述腔室本體的壁上設置有進氣管及晶圓進出口，所述進氣管在腔室本體內的部分與導流裝置相連；晶圓載盤，所述晶圓載盤設置于腔室本體內，由支撐柱托起，所述晶圓載盤與所述導流裝置相對且平行，所述晶圓載盤用于承載晶圓；伸縮組件，用于帶動所述晶圓載盤和/或導流裝置移動，以使所述晶圓載盤和導流裝置之間的距離在第一距離和第二距離之間調節，所述第一距離使得機械手能在所述晶圓載盤和導流裝置之間的空間內操作，所述第二距離小于所述第一距離。2.根據權利要求1所述的半導體反應腔，其特征在于，所述伸縮組件包括伸縮管、密封連接件及伸縮驅動裝置，所述伸縮管與所述伸縮驅動裝置平行設置，所述伸縮管與所述伸縮驅動裝置的一端抵住并連接至所述腔室本體的壁，所述伸縮管與所述伸縮驅動裝置的另一端由密封連接件密封連接為一體，所述伸縮驅動裝置帶動所述伸縮管伸展或收縮；其中，所述伸縮組件通過伸縮管套接于所述進氣管的外部且由密封連接件密封連接至進氣管，所述進氣管穿通所述腔室本體的壁，且進氣管不受腔室本體的壁的阻擋；或者所述伸縮組件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宏超，肖東風，賈照偉，王堅，王暉，
申請(專利權)人：盛美半導體設備上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31