阅读说明：本技术 半导体工艺腔室及半导体工艺设备 (Semiconductor process chamber and semiconductor process equipment ) 是由 戎艳天 张宝辉 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种半导体工艺腔室及半导体工艺设备,包括腔室本体、介质窗、匀流板,介质窗设置在腔室本体顶部,与腔室本体连接,介质窗中设置有进气口,匀流板的尺寸小于介质窗,匀流板通过绝缘连接件安装在介质窗朝向腔室本体的一面上,且覆盖进气口。本发明提供的半导体工艺腔室及半导体工艺设备,能够提高匀流板固定的灵活性,从而改善工艺结果,并降低匀流板的加工成本及加工难度。(The invention provides a semiconductor process chamber and semiconductor process equipment, which comprise a chamber body, a medium window and a flow equalizing plate, wherein the medium window is arranged at the top of the chamber body and is connected with the chamber body, an air inlet is arranged in the medium window, the size of the flow equalizing plate is smaller than that of the medium window, and the flow equalizing plate is arranged on one surface, facing the chamber body, of the medium window through an insulating connecting piece and covers the air inlet. The semiconductor process chamber and the semiconductor process equipment provided by the invention can improve the flexibility of fixing the flow equalizing plate, thereby improving the process result and reducing the processing cost and the processing difficulty of the flow equalizing plate.)

半导体工艺腔室及半导体工艺设备

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室及半导体工艺设备。

背景技术

目前，在腔室内匀流板的固定问题中，由于感应耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma，ICP)刻蚀机理腔室中严苛的射频条件，以及加工工艺中严苛的洁净度要求，通常是将腔室周壁的顶部设置为台阶状，并在周壁的顶部的台阶上设置有其形状配合的台阶状支撑块，设置有进气口的介质窗放置于支撑块的顶端面上，而匀流板则搭放在支撑块的台阶上，以通过腔室周壁及支撑块对介质窗和匀流板进行支撑，并使匀流板位于介质窗的下方，使匀流板上的匀流孔位于进气口的下方。

但是，在通过腔室周壁及支撑块支撑匀流板的方式中，由于匀流板是搭放在位于腔室周壁顶部的支撑块上，因此，匀流板的直径需要大于腔室周壁的内径，这就使得匀流板与介质窗之间的间隙区域的直径大于腔室周壁的内径，而直径过大的间隙区域导致了自进气口进入的工艺气体会在该间隙区域中大量堆积，从而增加了抽真空装置的负担，影响控压能力，进而影响工艺结果。并且，由于台阶状支撑块和匀流板是依次搭放在腔室周壁的台阶上，这就使得匀流板、腔室周壁的台阶以及支撑块的台阶的加工误差都会对间隙区域的大小造成影响，使得匀流板与介质窗之间的间隙区域很难控制，从而对工艺结果造成影响。而且由于介质窗上的进气口通常仅位于介质窗的中心区域，而匀流板上的匀流孔也仅位于匀流板上对应进气口的中心区域，这就造成了原材料的浪费，增加了物料成本，并增加了加工难度。

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，提出了一种半导体工艺腔室及半导体工艺设备，其能够提高匀流板固定的灵活性，从而改善工艺结果，并降低匀流板的加工成本及加工难度。

为实现本发明的目的而提供一种半导体工艺腔室，包括腔室本体、介质窗、匀流板，所述介质窗设置在所述腔室本体顶部，与所述腔室本体连接，所述介质窗中设置有进气口，所述匀流板的尺寸小于所述介质窗，所述匀流板通过绝缘连接件安装在所述介质窗朝向所述腔室本体的一面上，且覆盖所述进气口。

可选的，所述匀流板的上表面设置有环形凸台，所述环形凸台环绕所述进气口，且所述环形凸台的上端面与所述介质窗的下表面相贴合，所述环形凸台处设置有贯穿所述匀流板和所述环形凸台的通孔；

所述介质窗的下表面与所述环形凸台的上端面相贴合的位置处设置有卡槽结构；所述绝缘连接件一端设置有卡接部，所述绝缘连接件设置有所述卡接部的一端穿过所述通孔与所述卡槽结构卡接。

可选的，所述绝缘连接件包括杆状主体，所述杆状主体的一端设置有所述卡接部，另一端设置有旋转头；

所述卡槽结构被设置为：使所述卡接部能够以第一预设角度移入或移出所述卡槽结构；当所述卡接部自所述第一预设角度旋转至第二预设角度时，所述卡槽结构与所述卡接部卡接。

可选的，所述卡槽结构包括设置在所述介质窗的下表面上的凹槽，以及设置在所述凹槽的侧壁上的定位槽；其中，所述卡接部能够以所述第一预设角度移入或移出所述凹槽；当所述卡接部自所述第一预设角度旋转至第二预设角度时，所述卡接部卡入所述定位槽中。

可选的，所述凹槽为环形，所述定位槽为多个，且沿环形的所述凹槽的圆周方向间隔设置；并且，所述绝缘连接件的数量与所述定位槽的数量相同，且一一对应地设置。

可选的，在所述凹槽相对的侧壁上设置有朝向所述定位槽延伸的坡道，且所述坡道的深度自所述凹槽的侧壁至所述定位槽逐渐减小；

在所述卡接部自所述第一预设角度旋转至第二预设角度的过程中，沿所述坡道旋移入所述定位槽中；

所述卡接部为柔性部件，且被设置为在所述坡道中时发生压缩变形。

可选的，所述卡接部包括主体部和沿所述主体部径向设置的凸出部，所述主体部用于带动所述凸出部旋转，所述凸出部用于与所述卡槽结构卡接。

可选的，所述通孔的形状与所述卡接部的形状相匹配。

可选的，所述旋转头的径向尺寸大于所述杆状主体的径向尺寸，所述卡接部与所述卡槽结构卡接后，所述旋转头顶抵所述匀流板。

本发明还提供一种半导体工艺设备，包括本发明提供的所述半导体工艺腔室。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的半导体工艺腔室，借助绝缘连接件使匀流板安装在介质窗朝向腔室本体的一面上，使匀流板固定在腔室本体内的方式不再限于通过腔室本体的周壁的支撑，而是能够通过与介质窗连接的方式固定在腔室本体内，从而能够提高匀流板固定的灵活性。由于匀流板是通过绝缘连接件安装在介质窗上的，因此，不会产生对半导体加工工艺产生污染的金属污染物，从而能够保证对半导体加工工艺对洁净度的要求。而由于介质窗能够通过与介质窗连接的方式固定在腔室本体内，这就使得匀流板的尺寸能够得到减小，使匀流板的尺寸能够小于介质窗的尺寸，以减小匀流板与介质窗之间的间隙区域的尺寸，减少工艺气体在该间隙区域中堆积的量，从而降低抽真空装置的负担，提高控压能力，并且，该间隙区域的尺寸仅会受到匀流板与介质窗的对接面的影响，从而便于对该间隙区域的尺寸进行控制，进而能够改善工艺结果。并且由于匀流板的尺寸能够得到减小，从而能够降低匀流板的加工成本及加工难度。

本发明提供的半导体工艺设备，借助本发明提供的半导体工艺腔室能够提高匀流板固定的灵活性，从而改善工艺结果，并降低匀流板的加工成本及加工难度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的半导体工艺腔室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的半导体工艺腔室的局部放大结构示意图；

图3为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中卡槽结构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中匀流板的结构示意图；

图5为图4中A-A处的剖面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中绝缘连接件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中绝缘连接件另一结构示意图；

图8为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中绝缘连接件的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中介质窗的结构示意图；

图10为图9中A-A处的剖面结构示意图；

图11为图10中B-B处的剖面结构示意图；

图12为图11中E处的放大结构示意图；

图13为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中卡接部移入卡槽结构时的局部放大结构示意图；

图14为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中卡接部在卡槽结构中旋转时的局部放大结构示意图；

图15为本发明实施例提供的半导体工艺腔室中卡接部与卡槽结构卡接时的局部放大结构示意图；

图16为图13中A-A处的剖面结构示意图；

图17为图13中B-B处的剖面结构示意图；

附图标记说明：

11-腔室本体；12-介质窗；121-进气口；13-匀流板；131-匀流孔；14-绝缘连接件；141-杆状主体；142-卡接部；1421-主体部；1422-凸出部；143-旋转头；15-环形凸台；16-卡槽结构；161-凹槽；162-定位槽；163-坡道；17-通孔；171-中心孔部；172-凸出孔部。

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半导体工艺腔室及半导体工艺设备进行详细描述。

如图1-图2所示，本实施例提供一种半导体工艺腔室，包括腔室本体11、介质窗12、匀流板13，其中，介质窗12设置在腔室本体11的顶部，与腔室本体11连接，介质窗12中设置有进气口121，匀流板13的尺寸小于介质窗12，匀流板13通过绝缘连接件14安装在介质窗12朝向腔室本体11的一面上，且覆盖进气口121。

本实施例提供的半导体工艺腔室，借助绝缘连接件14使匀流板13安装在介质窗12朝向腔室本体11的一面上，使匀流板13固定在腔室本体11内的方式不再限于通过腔室本体11的周壁的支撑，而是能够通过与介质窗12连接的方式固定在腔室本体11内，从而能够提高匀流板13固定的灵活性。由于匀流板13是通过绝缘连接件14安装在介质窗12上的，因此，不会产生对半导体加工工艺产生污染的金属污染物，从而能够保证对半导体加工工艺对洁净度的要求。而由于介质窗12能够通过与介质窗12连接的方式固定在腔室本体11内，这就使得匀流板13的尺寸能够得到减小，使匀流板13的尺寸能够小于介质窗12的尺寸，以减小匀流板13与介质窗12之间的间隙区域的尺寸，减少工艺气体在该间隙区域中堆积的量，从而降低抽真空装置的负担，提高控压能力，并且，该间隙区域的尺寸仅会受到匀流板13与介质窗12的影响，从而便于对该间隙区域的尺寸进行控制，进而能够改善工艺结果。并且由于匀流板13的尺寸能够得到减小，从而能够降低匀流板13的加工成本及加工难度。

在本实施例中，匀流板13的上表面设置有环形凸台15，环形凸台15环绕进气口121，且环形凸台15的上端面与介质窗12的下表面相贴合，如图5所示，环形凸台15处设置有贯穿匀流板13和环形凸台15的通孔17；如图3所示，介质窗12的下表面与环形凸台15的上端面相贴合的位置处设置有卡槽结构16；绝缘连接件14一端设置有卡接部142，所述绝缘连接件14设置有卡接部142的一端穿过通孔17与卡槽结构16卡接。

在安装匀流板13时，将绝缘连接件14设置有卡接部142的一端穿过贯穿匀流板13和环形凸台15的通孔17，并将绝缘连接件14设置有卡接部142的一端与卡槽结构16连接，使得环形凸台15的上端面与介质窗12的下表面相贴合，从而完成匀流板13与介质窗12的安装。在匀流板13安装完成后，介质窗12的下表面、环形凸台15的内周壁和匀流板13的上表面之间的空间构成介质窗12与匀流板13之间的间隙区域。在半导体加工工艺过程中，工艺气体自设置在介质窗12上的进气口121进入该间隙区域内，再从设置在匀流板13上的匀流孔131进入腔室本体11内。

如图6-图8所示，在本实施例中，绝缘连接件14包括杆状主体141，杆状主体141的一端设置有卡接部142，另一端设置有旋转头143；卡槽结构16被设置为：使卡接部142能够以第一预设角度移入或移出卡槽结构16；当卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度时，卡槽结构16与卡接部142卡接。

在安装匀流板13时，可以握持或夹持设置在杆状主体141另一端的旋转头143，将杆状主体141和设置在杆状主体141一端的卡接部142穿入至通孔17中，并将卡接部142穿过通孔17，且将卡接部142旋转至第一预设角度，使卡接部142能够移入卡槽结构16，在卡接部142移入卡槽结构16后，再通过旋转143转动杆状主体141将卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度，使卡接部142与卡槽结构16卡接，以使匀流板13与介质窗12连接，从而实现匀流板13的安装。在拆卸匀流板13时，可以通过旋转头143转动杆状主体141，将卡接部142自第二预设角度旋转至第一预设角度，使卡接部142能够移出卡槽结构16，在卡接部142移出卡槽结构16后，就能够使匀流板13与介质窗12分离，从而实现匀流板13的拆卸。

如图9-图12所示，在本实施例中，卡槽结构16包括设置在介质窗12的下表面上的凹槽161，以及设置在凹槽161的侧壁上的定位槽162；其中，卡接部142能够以第一预设角度移入或移出凹槽161；当卡接部142自第一预设角度旋转至第二角预设度时，卡接部142卡入定位槽162中。

在需要将匀流板13与介质窗12进行连接时，将卡接部142旋转至第一预设角度，使卡接部142能够移入凹槽161中，在卡接部142移入凹槽161后，再将卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度，在卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度的过程中，卡接部142逐渐移入定位槽162中，在卡接部142旋转至第二预设角度时，卡接部142卡入定位槽162中，从而实现匀流板13与介质窗12的连接，在需要将匀流板13与介质窗12进行分离时，将卡接在定位槽162中的卡接部142自第二预设角度旋转至第一预设角度，在卡接部142自第二预设角度旋转至第一预设角度的过程中，卡接部142逐渐移出定位槽162，当卡接部142旋转至第一预设角度时，卡接部142能够与定位槽162分离，再将卡接部142移出凹槽161，从而实现匀流板13与介质窗12的分离。

在本实施例中，凹槽161为环形，定位槽162为多个，且沿环形的凹槽161的圆周方向间隔设置；并且，绝缘连接件14的数量与定位槽162的数量相同，且一一对应地设置。

具体的，通过沿环形凹槽161的圆周方向间隔设置多个定位槽162，以及与定位槽162的数量相同，并一一对应的设置的绝缘连接件14，通过多个绝缘连接件14可以在匀流板13和介质窗12周向上的多处对匀流板13和介质窗12进行固定，以使匀流板13的环形凸台15的上端面与介质窗12的下表面贴合的更紧密，避免工艺气体从环形凸台15的上端面与介质窗12的下表面之间漏出，从而提高介质窗12连接的稳定性。并且通过将凹槽161设置为环形，还可以避免还需要设置多个独立的凹槽161，从而降低凹槽161的加工角难度，节省成本。

如图13-图17所示，在本实施例中，在凹槽161相对的侧壁上设置有朝向定位槽162延伸的坡道163，且坡道163的深度自凹槽161的侧壁至定位槽162逐渐减小；在卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度的过程中，沿坡道163旋移入定位槽162中；卡接部142为柔性部件，且被设置为在坡道163中时发生压缩变形。

具体的，通过将卡接部142设置为柔性部件，可以将卡接部142的尺寸设计的大于坡道163的尺寸，可以使卡接部142在移入凹槽161，并移动至坡道163远离定位槽162的一端时，卡接部142可以与坡道163贴合，但是并不会发生压缩变形，而当卡接部142自第一预设角度旋转至第二预设角度，并朝靠近定位槽162的方向移动的过程中，由于坡道163的深度自凹槽161的侧壁至定位槽162逐渐减小，使卡接部142受到坡道163的挤压力而发生压缩变形，在卡接部142移动至定位槽162，且旋转至第二预设角度时，卡接部142受到的坡道163的挤压力消失，并移入至定位槽162中，实现卡接部142与定位槽162的卡接，从而可以使卡接部142在未移动至定位槽162中时，就可以通过自身发生的压缩变形而产生的力，将匀流板13与介质窗12初步连接，并在移入定位槽162后，还能够与受到定位槽162的挤压力而发生压缩变形，从而借助压缩变形产生的力，提高卡接部142卡入定位槽162中的稳定性。并且，由于卡接部142在移入至定位槽162中时，坡道163对卡接部142的挤压力突然消失，可以便于判断卡接部142是否完全移入之定位槽162中，以提高卡接部142卡入定位槽162中的稳定性。

优选的，柔性部件包括弹性橡胶。

如图6-图8所示，在本实施例中，卡接部142包括主体部1421和沿主体部1421径向设置的凸出部1422，主体部1421用于带动凸出部1422旋转，凸出部1422用于与卡槽结构卡接。具体的，如图6-图8所示，主体部1421位于卡接部142的中部，用于与杆状主体141连接，凸出部1422沿主体部1421的径向向外凸出。

在本实施例中，由于卡接部142的凸出部1422具有两个，并沿主体部1421的径向相对设置，因此，定位槽162也是相对于凹槽161的内周壁相对凸出的两个凹部，这也使得第一预设角度和第二预设角度之间的角度差为90°。但是，在实际应用中，卡接部142的数量、定位槽162的数量以及第一预设角度和第二预设角度之间的角度差并不以此为限。

在本实施例中，通孔17的形状与卡接部142的形状相匹配。这样可以在卡紧部142***至通孔17时就对卡紧部142的角度进行定位，并可以避免卡紧部142在通孔17中随意晃动，从而便于卡接部142能够顺利的***至凹槽161中。具体的，如图4所示，通孔17包括与卡接部142的主体部1421的形状相匹配的中心孔部171，以及与卡接部142的凸出部1422的形状相匹配的凸出孔部172，凸出孔部172沿中心孔部171的径向向外凸出。

在本实施例中，旋转头143的径向尺寸大于杆状主体141的径向尺寸，卡接部142与卡槽结构16卡接后，旋转头142顶抵匀流板13。即，当卡接部142卡入定位槽162后，旋转头143的上表面能够与匀流板13的下表面相抵，通过旋转头143与匀流板相抵，以提高匀流板13与介质窗12连接的稳定性。

如图4所示，在本实施例中，匀流板13中设置有多圈直径不同，且相互间隔环绕的匀流结构，每圈匀流结构均包括沿匀流板13的周向间隔设置的多个匀流孔131，通孔17的中心与直径最大的匀流结构中的匀流孔131的中心之间的距离为3mm-7mm。

具体的，匀流板13上设置有直径较小的内圈匀流结构和直径较大的外圈匀流结构，内圈匀流结构和外圈匀流结构均包括沿匀流板13的周向间隔设置的多个匀流孔131，即，每圈匀流结构均中的多个匀流孔131的中心位于同一圆周上，且内圈匀流结构的多个匀流孔131的中心所处的圆周的直径，小于外圈匀流结构的多个匀流孔131的中心所处的圆周的直径，通孔17的中心与外圈匀流结构中的匀流孔131的中心之间的距离为3mm-7mm，即，通孔17的中心与外圈匀流结构的多个匀流孔131的中心所处的圆周之间的距离为3mm-7mm，这样可以避免匀流孔131与环形凸台15的内壁之间的距离太近，导致工艺气体无法在匀流板13与介质窗12之间充分匀流，并且又可以减小匀流孔131与环形凸台15的内壁之间的距离，以减小匀流板13的尺寸，降低匀流板13的加工成本及加工难度。

优选的，通孔17的中心与直径最大的匀流结构中的匀流孔131的中心之间的距离为5mm。

优选的，内圈匀流结构包括8个匀流孔131，每个匀流孔131的直径为1mm，内圈匀流结构的8个匀流孔131的中心所处的圆周的直径为45mm。

优选的，外圈匀流结构包括16个匀流孔131，每个匀流孔131的直径为1mm，外圈匀流结构的16个匀流孔131的中心所处的圆周的直径为90mm。

作为另一个技术方案，本实施例还提供一种半导体工艺设备，包括本实施例提供的半导体工艺腔室。

本实施例提供的半导体工艺设备，借助本发明提供的半导体工艺腔室能够提高匀流板固定的灵活性，从而改善工艺结果，并降低匀流板的加工成本及加工难度。

综上所述，本实施例提供的半导体工艺腔室及半导体工艺设备，能够提高匀流板13固定的灵活性，从而改善工艺结果，并降低匀流板13的加工成本及加工难度。

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。