半导体工艺腔室制造技术

本实用新型专利技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体和设置在腔体中的内衬、预热环、托盘、托盘支撑件、多个第一定位件和多个第二定位件，内衬的内壁上形成有环形凸台，预热环环绕托盘设置在环形凸台上，多个第一定位件设置在预热环的底部与环形凸台的顶部之间且沿周向分布，第一定位件固定设置在预热环和环形凸台中的一者上，且能够相对于另一者沿径向移动；多个第二定位件设置在托盘的底部与托盘支撑件的顶部之间且沿周向分布，第二定位件固定设置在托盘与托盘支撑件中的一者上，且能够相对于另一者沿径向移动。本实用新型专利技术提供的半导体工艺腔室能够保持预热环以及托盘的中心位置不变，保证晶圆外延层膜厚的均匀性。证晶圆外延层膜厚的均匀性。证晶圆外延层膜厚的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺腔室


[0001]本技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室。

技术介绍

[0002]化学气相沉积硅外延设备是一种利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)技术在硅基等材质的晶圆表面生长硅薄膜的工艺。硅外延的一般实现方式为：控制工艺气体流过被加热的晶圆，反应物在晶圆表面发生化学反应生成硅单质，进而在晶圆表面形成一层硅单质薄膜。
[0003]化学气相沉积外延过程需要一个封闭的腔室，用以约束工艺气体。化学气相沉积反应所需的热量通常通过两种方式提供，一种是灯管照射，另一种是电磁加热。在灯管照射的加热方案中，加热灯位于封闭腔室外侧，其发射出的红外光通过透明的腔室壁照射到硅片以及承载硅片的托盘上，直接和间接地加热硅片，单片式的硅外延设备通常采用这种方式加热。
[0004]如图1、图2所示为一种现有的化学气相沉积腔室中工艺气体流动并与晶圆发生反应的原理示意图，该腔室结构主要包括内衬100、预热环200、托盘300和托盘支撑件400，托盘300用于承载晶圆，内衬100的内壁上形成有环形凸台110，预热环200环绕托盘300设置在环形凸台110上，托盘支撑件400用于支撑托盘300并驱动托盘300带动晶圆旋转。工艺气体由左至右(图2中的左右方向)流过预热环200及托盘300的上方，并与托盘300上承载的晶圆发生反应形成外延层。
[0005]托盘300与预热环200之间形成有第一间隙a1，第一间隙a1沿周向是否均匀决定了外延层膜厚的均匀性，预热环200与内衬100的内壁表面之间形成有第二间隙a2，第二间隙a2可以防止预热环200在高温工艺过程中受热膨胀后引发的安全问题。
[0006]然而，在现有的化学气相沉积腔室中，由于工艺过程中的高温环境易导致预热环和托盘发生受热膨胀，进而导致第一间隙a1与第二间隙a2常在生产过程中发生变化，严重影响了晶圆外延层的膜厚均匀性。因此，如何提供一种能够提高晶圆外延层的膜厚均匀性的半导体工艺腔室，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本技术旨在提供一种半导体工艺腔室，该半导体工艺腔室能够保持预热环以及托盘的中心位置不变，保证晶圆外延层膜厚的均匀性。
[0008]为实现上述目的，本技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体和设置在所述腔体中的内衬、预热环、托盘和托盘支撑件，其中，所述托盘用于承载晶圆，所述内衬的内壁上形成有环形凸台，所述预热环环绕所述托盘设置在所述环形凸台上，所述半导体工艺腔室还包括多个第一定位件和多个第二定位件，多个所述第一定位件设置在所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部之间且沿所述预热环的周向分布，所述第一定位件固定设置在所述预热环和所述环形凸台中的一者上，并与另一者活动连接，且能够相对于与其活动连接
的部件沿所述预热环的径向移动；
[0009]多个所述第二定位件设置在所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部之间且沿所述托盘的周向分布，所述第二定位件固定设置在所述托盘与所述托盘支撑件中的一者上，并与另一者活动连接，且能够相对于与其活动连接的部件沿所述托盘的径向移动。
[0010]可选地，所述第一定位件包括相互连接的第一定位部和第一安装部，所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部中的一者上具有多个第一定位槽，且所述第一定位槽沿所述预热环的径向延伸，所述第一安装部固定设置在所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部中的另一者上，所述第一定位部一一对应地插入多个所述第一定位槽中，且所述第一定位部能够在所述第一定位槽中沿径向移动。
[0011]可选地，所述第二定位件包括相互连接的第二定位部和第二安装部，所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部中的一者上具有多个第二定位槽，且所述第二定位槽沿所述预热环的径向延伸，所述第二安装部固定设置在所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部中的另一者上，所述第二定位部一一对应地插入多个所述第二定位槽中，且所述第二定位部能够在所述第二定位槽中沿径向移动。
[0012]可选地，所述第一定位槽形成在所述预热环的底部，所述第一定位部的顶部具有第一弧形面，所述第一定位槽的底部具有第二弧形面，所述第一弧形面的半径小于所述第二弧形面的半径，且所述第一弧形面与所述第二弧形面接触。
[0013]可选地，所述第二定位槽形成在所述托盘的底部，所述第二定位部的顶部具有第三弧形面，所述第二定位槽的底部具有第四弧形面，所述第三弧形面的半径小于所述第四弧形面的半径，且所述第三弧形面与所述第四弧形面接触。
[0014]可选地，所述第一弧形面与所述第二弧形面之间的摩擦系数小于tan(ArcSin(0.1/R1))，其中，R1为所述第二弧形面的半径，d1为所述预热环的偏移量。
[0015]可选地，所述第三弧形面与所述第四弧形面之间的摩擦系数小于tan(ArcSin(0.1/R2))，其中，R2为所述第四弧形面的半径，d2位所述托盘的偏移量。
[0016]可选地，所述环形凸台的顶部形成有多个第一安装槽，所述第一安装部一一对应地插入多个所述第一安装槽中，所述第一安装部的横截面形状为非圆形，所述第一安装槽的形状与所述第一安装部的形状相匹配。
[0017]可选地，所述托盘支撑件的顶部形成有多个第二安装槽，所述第二安装部一一对应地插入多个所述第二安装槽中，所述第二安装部的横截面形状为非圆形，所述第二安装槽的形状与所述第二安装部的形状相匹配。
[0018]可选地，所述第一定位件的数量为三个，相邻两个所述第一定位件的之间的夹角为120度；所述第二定位件的数量为三个，相邻两个所述第二定位件的之间的夹角为120度。
[0019]在本技术提供的半导体工艺腔室中，预热环的底部与环形凸台的顶部之间设置有沿周向分布的多个第一定位件，且第一定位件与预热环和环形凸台中的一者固定连接，且能够相对于另一者沿径向相对运动，从而在预热环受热膨胀或冷却收缩时，多个第一定位件能够保持自身与预热环及环形凸台之间的周向位置不变，进而保持预热环的中心位置相对于腔体不变；同理，托盘的底部与托盘支撑件的顶部之间设置有沿周向分布的多个第二定位件，从而在托盘受热膨胀或冷却收缩时，多个第二定位件也能够保持托盘的中心位置相对于托盘支撑件(即相对于腔体)保持不变，进而保证了托盘与预热环之间的间隙以
及预热环与内衬之间的间隙沿周向的均匀性，优化了晶圆外延层膜厚的均匀性。
附图说明
[0020]附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0021]图1是一种现有的化学气相沉积腔室中工艺气体流动并与晶圆发生反应的原理示意图；
[0022]图2是图1中结构的俯视示意图；
[0023]图3是本技术实施例提供的半导体工艺设备的部分结构示意图；
[0024]图4是本技术实施例提供的半导体工艺设备的部分结构的俯视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺腔室，包括腔体和设置在所述腔体中的内衬、预热环、托盘和托盘支撑件，其中，所述托盘用于承载晶圆，所述内衬的内壁上形成有环形凸台，所述预热环环绕所述托盘设置在所述环形凸台上，其特征在于，所述半导体工艺腔室还包括多个第一定位件和多个第二定位件，多个所述第一定位件设置在所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部之间且沿所述预热环的周向分布，所述第一定位件固定设置在所述预热环和所述环形凸台中的一者上，并与另一者活动连接，且能够相对于与其活动连接的部件沿所述预热环的径向移动；多个所述第二定位件设置在所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部之间且沿所述托盘的周向分布，所述第二定位件固定设置在所述托盘与所述托盘支撑件中的一者上，并与另一者活动连接，且能够相对于与其活动连接的部件沿所述托盘的径向移动。2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一定位件包括相互连接的第一定位部和第一安装部，所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部中的一者上具有多个第一定位槽，且所述第一定位槽沿所述预热环的径向延伸，所述第一安装部固定设置在所述预热环的底部与所述环形凸台的顶部中的另一者上，所述第一定位部一一对应地插入多个所述第一定位槽中，且所述第一定位部能够在所述第一定位槽中沿径向移动。3.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第二定位件包括相互连接的第二定位部和第二安装部，所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部中的一者上具有多个第二定位槽，且所述第二定位槽沿所述预热环的径向延伸，所述第二安装部固定设置在所述托盘的底部与所述托盘支撑件的顶部中的另一者上，所述第二定位部一一对应地插入多个所述第二定位槽中，且所述第二定位部能够在所述第二定位槽中沿径向移动。4.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启超，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：