一种半导体腔室

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体腔室。

背景技术

在气相沉积反应过程中，半导体腔室内的气体均匀性是对最终产品良率影响较大的一个因素，由于结构限制，现有技术中半导体腔室内的抽气口往往偏置设置，这样由于靠近抽气口一侧的压力较低，因此气体会更多的向该侧流动，影响气体均匀性。

发明内容

本申请实施例提供一种半导体腔室，以解决上述问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种半导体腔室，包括腔体，设置在所述腔体内的基座、排气组件以及多个可调件，所述排气组件环绕所述基座设置并具有环绕所述基座设置的多个排气口，多个所述可调件与多个所述排气口一一对应设置，每个所述可调件均能够通过调节与所述排气口对应的气体通道的径向面积来调节气体流量，所述腔体具有抽气口，所述排气口通过所述可调件与所述抽气口连通。

可选地，上述的半导体腔室中，所述排气组件包括固定件和具有所述多个排气孔的挡板，其中，所述固定件环绕所述基座设置并固定在所述腔体的底壁上，所述挡板位于所述固定件的上方并与所述固定件共同在所述腔体内分隔出主腔体以及独立于所述主腔体的排气环腔，所述抽气口与所述排气环腔相连通，所述主腔体通过所述排气口与所述排气环腔连通，所述可调件设置在所述排气环腔内。

可选地，上述的半导体腔室中，所述排气组件还包括均流件，所述均流件环绕所述基座且设置在所述固定件的上方，所述主腔体被所述均流件分隔为位于中部的反应腔以及位于所述排气环腔上方的均流环腔，所述均流件上围绕所述基座设置有多个排气孔道，所述反应腔与所述均流环腔通过所述排气孔道连通，所述均流环腔通过所述排气口与所述排气环腔连通。

可选地，上述的半导体腔室中，所述固定件背离所述反应腔的一侧延伸形成有固定环阶，所述挡板与所述固定环阶的上表面相互抵接。

可选地，上述的半导体腔室中，每个所述可调件均具有相互连通的至少两个进气通道，所述排气口的尺寸大于与其对应的所述可调件上任意一个所述进气通道的尺寸，所述可调件上相互连通的所述进气通道中的至少两个所述进气通道的尺寸不同，任一所述进气通道均能够与所述排气口连接，其余所述进气通道与所述排气环腔相连通。

可选地，上述的半导体腔室中，所述可调件具有多个侧面，每个所述侧面上至多有一个进气口，当所述进气通道与所述排气口对准时，对应的所述进气口所在的侧面与所述挡板贴合。

可选地，上述的半导体腔室中，所述排气组件还包括可调件固定座，所述可调件固定座设置于所述排气环腔内，所述可调件通过所述可调件固定座以及所述挡板夹设固定于所述排气环腔内。

可选地，上述的半导体腔室中，所述可调件的外轮廓为棱柱，所述侧面为所述可调件的棱柱面，所述可调件固定座上对应每个所述可调件分别设置有固定槽，所述可调件通过所述棱柱面与所述固定槽的配合来实现与所述可调件固定座相固定。

可选地，上述的半导体腔室中，所述固定件的上端具有第一定位凸起，所述均流件的下端具有与所述第一定位凸起对应的第一定位槽。

可选地，上述的半导体腔室中，所述固定件的上端具有第二定位凸起，所述挡板具有与所述第二定位凸起对应的第二定位槽。

可选地，本申请实施例还提供了一种半导体设备，该半导体设备包括上述半导体腔室。

本申请实施例提供一种半导体腔室及半导体设备，通过在排气组件上设置排气口，并将排气口通过可调件与抽气口连通，可调件能够通过调节与排气口对应的气体通道的径向面积来调节气体流量，能够平衡腔体内的气压分布，使得腔体内能够形成较为均匀的气流场。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的半导体腔室的整体结构剖视图；

图2为图1中A区域的局部放大示意图；

图3为本申请实施例提供的半导体腔室的排气组件与可调件的爆炸结构示意图；

图4为本申请实施例提供的固定件、固定环阶及可调件固定座的配合结构示意图；

图5为本申请实施例提供的可调件立体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的可调件的横截面剖视图。

附图标记：

1-基座、2-排气组件、20-挡板、200-排气口、202-第二定位槽、21-固定件、210-第一定位凸起、212-第二定位凸起、22-排气环腔、23-均流件、230-排气孔道、232-第一定位槽、24-反应腔、25-均流环腔、26-固定环阶、260-气体排出口、27-可调件固定座、3-可调件、30-进气通道、300-进气口、4-进气结构、5-支撑柱、6-外壳。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种半导体腔室，如图1所示，本申请实施例所提供的半导体腔室优选的用于原子沉积工艺，也可以用于离子蚀刻等其他气相反应工艺等。

如图1所示，本申请实施例所提供的半导体腔室包括由外壳6围成的腔体(图中未标号)，还包括设置在腔体内的基座1、排气组件2和多个可调件3，其中，基座1用于承载衬底，其由一根由腔体底部伸入腔体内的支撑柱5支撑在腔体中部。反应气体通过设置于腔体顶部的进气结构4进入腔体并发生反应，进气结构4可以是阵列排布的多个气体喷嘴，也可以是莲蓬头结构等，能够将反应气体从外部导入腔体并参与反应即可。

如图3所示，排气组件2环绕基座1设置并具有环绕基座1设置的多个排气口200，多个可调件3与多个排气口200一一对应设置，每个可调件3均能够通过调节与排气口200对应的气体通道的径向面积来调节气体流量。与此同时，腔体还具有抽气口(图中未示出)，排气口200通过可调件3与抽气口连通。

在原子沉积工艺中，由于半导体腔室结构及加热基座等硬件的限制，抽气口通常会偏心放置，这会导致基座1四周的排气压力不一致，排气气流场不均匀，从而影响所沉积的薄膜的厚度及均匀性。

而本申请实施例所采用的可调件3由于能够通过调节与排气口200对应的气体通道的径向面积来调节气体流量，进而便能够调节该排气口200处的压力。通过这种方式可以使围绕基座1一圈的所有排气口200的压力均进行控制，能够平衡腔体内的气压分布，使得腔体内能够形成较为均匀的气流场。

如图2和图3所示，排气组件可以包括具有多个排气孔200的挡板20和固定件21，其中，固定件21环绕基座1设置并固定在腔体的底壁上，挡板20位于固定件20的上方并与固定件20共同在腔体内分隔出主腔体(图中未标号)以及独立于主腔体的排气环腔22，抽气口与排气环腔22相连通，主腔体则通过排气口200与排气环腔22连通，可调件3设置在排气环腔22内。

排气组件2还可进一步包括均流件23，均流件23环绕基座1且设置在固定件21的上方，主腔体被均流件23分隔为位于中部的反应腔24以及位于排气环腔22上方的均流环腔25，均流件23上围绕基座1设置有多个排气孔道230，反应腔24与均流环腔25通过排气孔道230连通。排气孔道230可以是如图2所示的沿均流件23的周向均匀排布，也可以根据具体需要进行一定的组合和排序，当然设置为均匀排布更有利于在腔体内形成一个较为均匀的气流场。均流环腔25用于利用连通的环状腔室结构，将多个排气孔道230在排气一侧相互连通，从而初步平衡多个排气孔道230处的排气压力。

如图3和图4所示，在本实施例中，为了增加挡板20的安装稳定性，可以在固定件21背离反应腔24的一侧延伸形成一固定环阶26，挡板20与固定环阶26的上表面也相互抵接，从而使挡板20的内外两侧同时被支撑，以提高安装稳定性。

如图5和图6所示，本实施例中的每个可调件3均具备相互连通的至少两个进气通道30，可调件3可以设置为如图4所示的多棱柱形的多孔结构，也可以设置为可以改变进气通道30径向面积的电磁阀等其他结构，当设置为电磁阀形式时，电磁阀传统的排气口和出气口均视为进气通道30，因为安装形式不同和进气方向不同，电磁阀传统的排气口和出气口可能会相互转换。如图4及图5所示的可调件3设置为具备6个相互连通的进气通道30，对应的可调件3设置为六棱柱形，每个进气通道30与六棱柱的一个侧面，即棱柱的棱柱面相连，每个棱柱面上有且仅有一个进气通道30延伸形成的进气口300，当进气通道30与排气口200对准时，对应的进气口300所在的侧面将与挡板20贴合，使通过排气口200的气体只能由进气口300进入对应的进气通道30内。

可调件3可以设置为如图4所示的正棱柱，也可以设置为各个棱柱面不相等的棱柱形状等。可调件3中的所有进气通道30可以如图5所示设置为均相互连通，这样当其中一个进气通道30与均流环腔25连通时，其余进气通道30可以作为出气通道。

在使用可调件3时，将其中一个进气通道30与均流环腔25相连通，其余进气通道30与排气环腔22相连通，而固定环阶26的一侧设置有与上述抽气口相对应的气体排出口260。如上文所示，当将可调件3设置为能够通过球阀结构或电子门结构控制进气通道30的径向面积的电子阀形式时，此时与均流环腔25相连的进气通道30固定不变，通过改变这个固定不变的进气通道30的大小来调整均流环腔25内的压力分布，也可以设置为如图3、图5和图6所示的多棱柱结构，这样，通过将不同径向面积的进气通道30分别与均流环腔25相连，从而实现对均流环腔25内的压力分布的调节，无论设置为电子阀还是如图4所示的具备多个不同径向面积的进气通道30的多棱柱结构，可调件3能够改变与排气口200相连的进气通道30的径向面积即可，本申请实施例采用设置为多棱柱结构的可调件3，相较于电磁阀等结构成本更低，且结构简单。

本申请实施例通过改变与稳压环腔相连的进气通道30的径向面积，从而抵消由于上述的偏心放置的抽气口等原因所导致的排气环腔22内的气压分布不均匀，使得与排气环腔22相连通的均流环腔25内的气压分布尽量均匀，进而可以使腔体尤其是反应腔24内能够产生一个较为均匀的气流场，当反应腔24内的反应气体发生改变，使得原有的每个可调件3对进气通道30的设置失去作用时，则可以进行调试，重新调校每个可调件3与均流环腔25连通的进气通道30的径向面积大小，从而再次达到反应腔24内的气流场相对均匀的技术效果。

为了配合上述的挡板20以较好的固定可调件3，如图3和图4所示，本实施例中的排气组件2内还可包括可调件固定座27，可调件固定座27设置于排气环腔22内，可调件3通过可调件固定座27及挡板6配合夹设在排气环腔22内，当可调件3设置为上述的棱柱形状时，可调件固定座27上对应每个可调件3均设置有一个固定槽，如图4所示的情况，可调件3设置为六棱柱，则图3中的固定槽设置为能够与六棱柱的三个相连的棱柱面相配合的形状，从而通过棱柱面与固定槽的配合作用固定可调件3，固定槽至少应当能够与两个相连的棱柱面相配合，才能够有效固定可调件3。

为了能够在维护本申请实施例所述的半导体腔室时能够较为容易的进行安装对位，如图3及图4所示，本实施例可以在固定件21的上端设置第一定位凸起210，同时在均流件23的下端具备对应定位凸起的第一定位槽232。类似地，在固定件21的上端还可以具备第二定位凸起212，同时在挡板20上具备对应第二定位凸起212的第二定位槽202。第一定位凸起210和第二定位凸起212分别设置，也可以如图3及图4所示一体化设置，形成一个凸出于固定件21上端的凸棱，对应的，第一定位槽232和第二定位槽202可以设置为同时对应该凸棱的两个凹槽，其中，第二定位槽202视挡板20的厚度选择贯通挡板20的厚度方向或者不贯通挡板20的厚度方向，此处不再赘述。

综上所述，本申请实施例所提供的半导体腔室能够根据具体反应条件或抽气口的位置较为方便的调整每个排气口的气体流量，从而能够平衡腔体内的气压分布，使得腔体内能够形成较为均匀的气流场。

另外，本申请实施例还提供了一种半导体设备，该半导体设备包括上述半导体腔室。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。