一种匀流部件及半导体工艺设备的制作方法

1.本实用新型属于半导体技术领域，更具体地，涉及一种匀流部件及半导体工艺设备。


背景技术：

2.在半导体工艺中，比如对晶圆的刻蚀工艺或成膜工艺中，匀流部件设置在工艺腔室的上方，用于对工艺气体进行匀流输送。匀流部件工作过程中其理论状态是将工艺气体完全均匀地输送至工艺腔室中，但实际状态是由于匀流部件和工艺腔室的加工误差等原因，输送至工艺腔室中的工艺气体也存在局部不匀。以刻蚀工艺为例，当晶圆的刻蚀速率由于工艺气体存在的局部不匀而发生不均匀时，需要根据工艺结果人工来调整匀流部件上的进气孔的孔径大小，一般刻蚀速率慢的地方要增大孔径，刻蚀速率快的地方要减小孔径。现有的匀流部件为一个整体结构件，其上开设多个进气孔，那么在其上的任何一个或几个进气孔需要调整孔径大小是，都需要拆卸整个匀流部件进行更换或修改，成本高且效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种匀流部件及半导体工艺设备，解决现有半导体工艺设备的匀流部件为一个整体结构件，在需要对其上的进气孔的孔径大小进行调整时，需要拆卸整个匀流部件进行更换或修改，成本高且效率低的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种匀流部件，用于对进入半导体工艺腔室的工艺气体进行匀流，其特征在于，包括：
5.底板，所述底板沿其厚度方向上间隔开设有多个通孔；
6.多个进气板，多个所述进气板与所述底板可拆卸连接，并与多个所述通孔一一对应，所述进气板上开设有多个进气孔，所述进气孔用于与所述半导体工艺腔室的内部连通。
7.可选地，多个所述进气板上的所述进气孔的数量和/或孔径相同或者不同。
8.可选地，多个所述进气板在所述底板形成至少一圈的环形排布结构。
9.可选地，所述匀流部件还包括筒状部，所述筒状部的一端连接于所述底板的外周，所述筒状部的另一端沿径向向外延伸有环形的安装部，所述安装部用于与所述半导体工艺腔室可拆卸连接。
10.可选地，所述底板上设置有多个安装槽，多个所述通孔分别开设在多个所述安装槽的槽底，每个所述进气板可拆卸地安装在一个所述安装槽内，且所述进气板安装在所述安装槽内时所述进气板的上表面与所述底板的上表面平齐。
11.可选地，所述进气板的底面设置有环形的凸起部，所述安装槽的槽底上设置有与所述凸起部适配的环形的凹槽部，所述凹槽部处于所述通孔的外侧，所述凸起部的内周壁与所述凹槽部的槽壁之间形成环形的金属密封间隙，所述金属密封间隙用于安装金属密封件。
12.可选地，所述安装槽的槽底上设置有环形的密封圈安装槽，所述密封圈安装槽处
于所述通孔的外侧，所述密封圈安装槽用于安装密封圈，所述密封圈安装槽环绕设置于所述金属密封间隙的外侧。
13.可选地，至少一个所述进气板内部设置有进气连通通道，所述进气连通通道与多个所述进气孔中的至少两个相连通。
14.本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括所述半导体工艺腔室和上述的匀流部件。
15.可选地，所述半导体工艺腔室还包括腔室本体、腔室盖板和进气盖板，所述腔室盖板设置于所述腔室本体的顶部，所述匀流部件与所述腔室盖板可拆卸密封连接，所述进气盖板设置于所述匀流部件上方。
16.本实用新型提供一种匀流部件及半导体工艺设备，其有益效果在于：该匀流部件具有底板和多个可拆卸地设置在底板上的多个进气板，多个进气板形成多个进气模块，在需要对底板上某个位置的进气孔的孔径大小进行调整时，无需拆卸整个匀流部件进行修改或更换，只需要拆卸处于对应位置的进气板即可，降低成本，提高效率。
17.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
19.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的三维结构示意图。
20.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的俯视结构示意图。
21.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的剖视结构示意图。
22.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的底板、筒状部和安装部的整体结构示意图。
23.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的进气板的三维结构示意图。
24.图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的进气板与底板配合的局部放大示意图。
25.图7示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的凸起部与凹槽部配合的局部放大示意图。
26.图8示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的进气板的俯视结构示意图。
27.图9示出了图8的a向剖视结构示意图。
28.图10示出了根据本实用新型的一个实施例的一种匀流部件的进气板的局部结构示意图。
29.图11示出了根据本实用新型的一个实施例的一种半导体工艺设备的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1、底板；2、通孔；3、进气板；4、进气孔；5、筒状部；6、安装部；7、安装槽；8、凸起部；9、凹槽部；10、金属密封间隙；11、密封圈安装槽；12、进气连通通道；13、安装孔；14、螺纹孔；
15、腔室本体；16、腔室盖板；17、进气盖板。
具体实施方式
32.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
33.如图1至图3所示，本实用新型提供一种匀流部件，用于对进入半导体工艺腔室的工艺气体进行匀流，包括：
34.底板1，底板1沿其厚度方向上间隔开设有多个通孔2；
35.多个进气板3，多个进气板3与底板1可拆卸连接，并与多个通孔2一一对应，进气板3上开设有多个进气孔4，进气孔4用于与半导体工艺腔室的内部连通。
36.具体的，为解决现有技术中半导体工艺设备的匀流部件为一个整体结构件，在需要对其上的进气孔4的孔径大小进行调整时，需要拆卸整个匀流部件进行更换或修改，成本高且效率低的问题；本实用新型提供的匀流部件具有底板1和多个可拆卸地设置在底板1上的多个进气板3，多个进气板3形成多个进气模块，在需要对底板1上某个位置的进气孔4的孔径大小进行调整时，无需拆卸整个匀流部件进行修改或更换，只需要拆卸处于对应位置的进气板3即可，降低成本，提高效率。
37.可选地，多个进气板3上的进气孔4的数量和/或孔径相同或者不同。
38.具体的，每个进气板3上的多个进气孔4的孔径相同或不同；根据实际工艺需求，同一进气板3上的多个进气孔4的孔径可以是相同的也可以是不同的，通过更换进气板3，能够实现灵活调整。进气板3可以有多种，多种进气板3上的进气孔4的数量和/或孔径不同；可以设置多种进气板3，每种进气板3设置有多个，不同种的进气板3的外形相同，不同种的进气板3上的进气孔4的数量和/或孔径不同，可以根据需要在底板1上安装多个相同种或不同种的进气板3，使用更加灵活，局部进气孔4孔径的调整可以直接更换不同种的进气板3，更加方便。
39.可选地，多个进气板3在底板1形成至少一圈的环形排布结构。
40.在本实施例中，进气板3为扇形，底板1为圆形，多个进气板3沿底板1的周向呈环形排布。
41.在其它实施例中，多个扇形的进气板3也可以沿直径不同的多个圆周形成多圈的环形排布结构；或者，进气板3也可以根据需要设置成圆形、方形、多边形等其它形状。
42.可选地，匀流部件还包括筒状部5，筒状部5的一端连接于底板1的外周，筒状部5的另一端沿径向向外延伸有环形的安装部6，安装部6用于与半导体工艺腔室可拆卸连接。
43.具体的，如图4所示，底板1、筒状部5和安装部6连接形成一体式结构，筒状部5的下端与底板1的外周连接，在底板1的上方形成一个进气腔，工艺气体在经过进气孔4输入半导体工艺腔室之前先进入进气腔，提高匀流效果。
44.在本实施例中，底板1、筒状部5和安装部6一体成型。
45.可选地，底板1上设置有多个安装槽7，多个通孔2分别开设在多个安装槽7的槽底，每个进气板3可拆卸地安装在一个安装槽7内，且进气板3安装在安装槽7内时进气板3的上
表面与底板1的上表面平齐。
46.具体的，如图5和图10所示，底板1上的多个安装槽7沿底板1的周向间隔均布，通孔2在安装槽7的槽底能够将进气板3上的进气孔4与半导体工艺腔室连通，实现工艺气体的输送；进气板3可拆卸地嵌设在安装槽7内，进气板3安装在安装槽7内时其上表面与底板1的上表面平齐，避免产生涡流，提高匀流效果。
47.可选地，进气板3的底面设置有环形的凸起部8，安装槽7的槽底上设置有与凸起部8适配的环形的凹槽部9，凹槽部9处于通孔2的外侧，凸起部8的内周壁与凹槽部9的槽壁之间形成环形的金属密封间隙10，金属密封间隙10用于安装金属密封件。
48.具体的，如图6所示，进气板3下侧的凸起部8与安装槽7的槽底上的凹槽部9嵌入式配合；在本实施例中，进气板3上设置有安装孔13，安装槽7的槽底开设有螺纹孔14，进气板3可以通过螺栓安装在安装槽7内，实现可拆卸安装；如图7所示，凸起部8的外周壁与凹槽部9的槽壁之间形成下宽上窄的金属密封间隙10，金属密封件安装在金属密封间隙10内能够实现金属密封；在本实施例中，金属密封件为金属凸缘密封件。
49.可选地，安装槽7的槽底上设置有环形的密封圈安装槽11，密封圈安装槽11处于通孔2的外侧，密封圈安装槽11用于安装密封圈，密封圈安装槽11环绕设置于金属密封间隙10的外侧。
50.具体的，现有技术中的密封圈成本低廉，一般为橡胶密封圈，但其无法在腐蚀性强、高温、洁净度要求高的工况中使用；而金属密封件能够耐更高的温度、更耐腐蚀，并且不产生颗粒，能够在高温、洁净度要求高的工况中使用，但是其成本高；那么对于腐蚀性不强、温度不高、洁净度要求不高的工况来说，若只能采用金属密封件进行密封，则会造成成本的增加；因此，如图6所示，本实用新型的安装槽7的槽底上不仅设置有金属密封间隙10，还设置有密封圈安装槽11，还能够安装密封圈；使用时，可以在金属密封和密封圈密封之中任选其一或两者都选，密封手段的选择更加灵活，保证密封效果的情况下，避免成本的增加。
51.进一步的，密封圈安装槽11环绕设置于金属密封间隙10的外侧，金属密封间隙10相比于密封圈安装槽11更靠近通孔2的中心。
52.具体的，本实用新型中的匀流部件使用时，进气板3上的进气孔4通过通孔2与半导体工艺腔室连通，那么以刻蚀工艺为例，进气板3靠近通孔2的一侧为等离子侧，而进气板3远离通孔2的一侧为非等离子侧，由于等离子侧能够对密封圈产生较强的腐蚀性，因此将金属密封间隙10设置在相比于密封圈安装槽11更靠近通孔2的位置，利用金属密封间隙10内的金属密封件满足等离子侧的腐蚀性工况，并利用密封圈在相对远离等离子侧的位置进行密封，又很好的阻止了工艺气体从进气板3和安装槽7之间的缝隙进入半导体工艺腔室，形成可靠密封。
53.可选地，至少一个进气板3内部设置有进气连通通道12，进气连通通道12与多个进气孔4中的至少两个相连通。
54.具体的，如图8和图9所示，当需要保证局部若干个不同进气孔4的供气压力一致时，进气板3内根据需要设置进气连通通道12，进气连通通道12将这若干个进气孔4连通，利用帕斯卡定律的原理，这样就可以保证这若干个进气孔4的供气压力一致。
55.在本实施例中，进气连通通道12为直孔，进气连通通道12的中心线与进气孔4的中心线垂直，一个进气连通通道12所穿过的若干进气孔4的供气压力一致，从而保证工艺结果
的均匀性；进气连通通道12可以由进气板3的一个侧壁进行打孔，打孔后在打孔的入口处进行补焊，将进气连通通道12封堵。
56.本实用新型还提供一种半导体工艺设备，包括半导体工艺腔室和上述的匀流部件。
57.在本实施例中，上述的匀流部件通过其安装部6安装在半导体工艺腔室上，通过安装在底板1上的多个进气板3上的多个进气孔4将工艺气体均匀地输送进入半导体工艺腔室，实现匀流效果。
58.可选地，半导体工艺腔室还包括腔室本体15、腔室盖板16和进气盖板17，腔室盖板16设置于腔室本体15的顶部，匀流部件与腔室盖板16可拆卸密封连接，进气盖板17设置于匀流部件上方。
59.具体的，如图11所示，匀流部件的安装部6与腔室盖板16可拆卸密封连接。
60.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。