一种用于半导体处理腔的上盖制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于半导体处理腔的上盖，半导体处理腔的上部包括一开孔，开孔上设置上盖，上盖与半导体处理腔形成一处理空间，一承压壳体包围并覆盖至少部分上盖，上盖与承压壳体形成一密闭空间，上盖设置在处理空间和密闭空间之间以实现两者的气密隔离，其中，上盖包括：位于上盖的中部的窗口和环绕窗口的外沿，窗口可透过热辐射，窗口包括位于其中心的窗口中心区和包围窗口中心区的窗口边缘区，窗口边缘区与外沿相连，窗口中心区与窗口边缘区的高度差小于等于28毫米，上盖可承受处理空间与密闭空间之间的压强差。所述上盖既能够保证半导体处理腔内气流的稳定性，又能够承受其内外的压强差。承受其内外的压强差。承受其内外的压强差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体处理腔的上盖


[0001]本技术涉及半导体领域，尤其涉及一种用于半导体处理腔的上盖。

技术介绍

[0002]目前常采用等离子刻蚀、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)等工艺方式对半导体工艺件或衬底进行微加工，例如制造柔性显示屏、平板显示器、发光二极管、太阳能电池等。微加工制造包含多种不同的工艺和步骤，其中，应用较为广泛的为化学气相沉积工艺，该工艺可以沉积多种材料，包括大范围的绝缘材料、大多数金属材料和金属合金材料，这种工艺一般在高真空的反应室内进行。
[0003]随着半导体器件特征尺寸的日益缩小以及器件集成度的日益提高，对化学气相沉积的薄膜均匀性提出了越来越高的要求。化学气相沉积装置虽经多次更新换代，性能得到极大提升，但在薄膜沉积均匀性方面仍存在诸多不足，尤其是随着基片尺寸日益增大，现有的气相沉积方法和设备已难以满足薄膜的均匀性要求。
[0004]在薄膜沉积过程中，多种工艺条件都会对基片表面薄膜沉积的均匀性造成影响，例如反应气体流动的方向和分布情况、基片的加热温度场情况、反应室内的压强分布情况等。若反应室内反应区域的工艺环境不完全一致，会使基片表面上沉积的薄膜产生厚度不均匀、组分不均匀、物理特性不均匀等不良现象，进而降低基片生产的良品率。因此，需要对现有的化学气相沉积装置进行改进以提高基片薄膜沉积的均匀性。此外对于硅或者硅锗材料的外延生长工艺来说，由于这些外延材料通常是半导体器件的底层，关键尺寸(CD)极小，通常只有几个纳米，而且不能承受长时间高温，否则会导致半导体器件损坏，所以需要在极短时间内加热基片到足够进行硅材料外延生长的温度，如600
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700度。由于存在这种苛刻的升温要求，所以硅外延工艺通常是用高功率加热灯透过石英构成的透明反应腔体加热位于反应腔中的基片。由于反应腔内气压远低于石英反应腔外的大气压，为了维持反应腔体结构不因腔体内外巨大的压强差而变形或者碎裂，所以需要在腔体上设计抗压结构。比如在上下石英腔壁呈平板型的反应腔周围设置多个加强筋，或者将上下石英腔壁设计成呈圆穹顶形，以抵抗大气压强。这些石英制的外壁通常具有6
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8mm的腔壁厚度，以抵抗大气压强的同时，尽量让更多辐射能量能穿透进入反应腔内部。这两种结构各有优劣，平板型的腔体可以保证气流在流过整个腔体时的稳定分布，但是上方大量加强筋(大于10个)会遮挡加热的辐射光，导致温度分布不均；对于穹顶形的反应腔温度分布更均匀，但是气流会在流入穹顶形的反应区域时产生大量混乱的紊流，导致气流分布很难调控。
[0005]因此，迫切需要一种用于反应腔的上盖，所述上盖既能够保证气流在整个腔体内的稳定分布，又能够承受其上下表面的压强差，且对红外辐射具有较高的透过率。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种用于半导体处理腔的上盖，既能
够保证气流在整个腔体内的稳定分布，又能够承受其内外的压强差。
[0007]本技术提供一种用于半导体处理腔的上盖，包括：所述半导体处理腔的上部包括一开孔，所述开孔上设置所述上盖，所述上盖与半导体处理腔形成一处理空间，一承压壳体包围至少部分所述上盖，所述上盖与承压壳体形成一密闭空间，所述上盖设置在所述处理空间和密闭空间之间以实现两者的气密隔离，当所述上盖设置在所述开孔上时，所述上盖具有一朝向所述处理空间的下表面和一朝向所述密闭空间的上表面，其中，所述上盖包括：位于所述上盖的中部的窗口和环绕所述窗口的外沿，所述窗口可透过热辐射，所述窗口包括位于其中心的窗口中心区和包围窗口中心区的窗口边缘区，所述窗口边缘区与所述外沿连接，所述窗口中心区的下表面与窗口边缘区的下表面的高度差小于等于28毫米，所述上盖可承受处理空间与密闭空间之间的压强差。
[0008]可选地，所述窗口中心区为平板状结构。
[0009]可选地，所述上盖包括上表面和下表面，所述下表面暴露于所述处理空间内，所述上表面暴露于所述密闭空间内。
[0010]可选地，所述外沿和窗口的边缘区为平板状结构，所述窗口中心区的下表面、所述窗口边缘区的下表面与外沿的下表面共面。
[0011]可选地，所述上盖还包括：连接部，所述连接部设置在外沿与窗口边缘区之间。
[0012]可选地，所述窗口的边缘区为平板状结构，所述窗口中心区的下表面与所述窗口边缘区的下表面齐平，所述窗口的下表面低于所述外沿的下表面。
[0013]可选地，所述窗口中心区的上表面低于所述外沿的上表面，所述窗口中心区的下表面高于所述外沿的下表面，所述外沿与所述窗口中心区的上下表面分别通过具有弧面的窗口边缘区的上表面和下表面相连。
[0014]可选地，所述外沿为圆环形，所述窗口为圆盘形；所述圆盘形窗口的直径为400毫米
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470毫米。
[0015]可选地，所述窗口包括中心区域和包围所述中心区域的外部区域，还包括：加强筋，设于所述窗口的外部区域的上表面上，所述中心区域与所述基片相对设置。
[0016]可选地，所述加强筋为环形加强筋；所述环形加强筋还设有若干个气体通道，所述气体通道用于连通所述中心区域与外部区域之间的空间。
[0017]可选地，所述外沿为矩形环，所述窗口为矩形；所述矩形窗口包括长边和短边，所述短边的尺寸为400毫米
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470毫米；所述长边的尺寸为400毫米
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650毫米。
[0018]可选地，所述腔室框架还包括进气口和出气口，一工艺气体沿一气流方向由所述进气口流入所述处理空间，由所述出气口流出所述处理空间；沿所述气流方向，所述窗口中心区的下表面与窗口边缘区的下表面齐平，所述外沿的内侧设有第一斜面；沿垂直于所述气流方向，所述窗口边缘区与外沿之间设置所述连接部，所述连接部具有第二斜面；所述窗口的下表面高于外沿的下表面，所述上盖为拱形结构。
[0019]可选地，所述窗口的上表面设置有若干个条形加强筋，所述条形加强筋垂直于所述长边或者气流方向。
[0020]可选地，靠近所述进气口方向的条形加强筋数量少于靠近所述出气口方向的条形加强筋数量。
[0021]可选地，当所述上盖设置在所述开孔上时，所述窗口为穹顶状结构。
[0022]可选地，所述窗口的厚度范围为：4毫米
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12毫米；所述窗口内外的压强差为0.2个标准大气压
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0.8个标准大气压时，所述窗口中心区的下表面与窗口边缘区的下表面的高度差小于等于25毫米。
[0023]可选地，所述上盖为石英材质。
[0024]可选地，所述窗口为透明的石英材质，所述外沿为透明或不透明的石英材质。
[0025]本技术还提供一种用于半导体处理腔的上盖，所述半导体处理腔的上部包括一开孔，所述开孔上设置所述上盖，所述上盖与半导体处理腔形成一处理空间，一承压壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体处理腔的上盖，其特征在于，所述半导体处理腔的上部包括一开孔，所述开孔上设置所述上盖，所述上盖与半导体处理腔形成一处理空间，一承压壳体包围至少部分所述上盖，所述上盖与承压壳体形成一密闭空间，所述上盖设置在所述处理空间和密闭空间之间以实现两者的气密隔离，当所述上盖设置在所述开孔上时，所述上盖具有一朝向所述处理空间的下表面和一朝向所述密闭空间的上表面，其中，所述上盖包括：位于所述上盖中部的窗口和环绕所述窗口的外沿，所述窗口可透过热辐射，所述窗口包括位于其中心的窗口中心区和包围窗口中心区的窗口边缘区，所述窗口边缘区与所述外沿连接，所述窗口中心区的下表面与窗口边缘区的下表面的高度差小于等于28毫米，所述上盖可承受所述处理空间与密闭空间之间的压强差。2.如权利要求1所述的上盖，其特征在于，所述窗口中心区为平板状结构。3.如权利要求2所述的上盖，其特征在于，所述外沿和窗口的边缘区为平板状结构，所述窗口中心区的下表面、所述窗口边缘区的下表面与外沿的下表面共面。4.如权利要求3所述的上盖，其特征在于，所述上盖还包括：连接部，所述连接部设置在所述外沿与窗口边缘区之间。5.如权利要求4所述的上盖，其特征在于，所述窗口的边缘区为平板状结构，所述窗口中心区的下表面与所述窗口边缘区的下表面齐平，所述窗口的下表面低于所述外沿的下表面。6.如权利要求1或5所述的上盖，其特征在于，所述外沿为圆环形，所述窗口为圆盘形；所述圆盘形窗口的直径为400毫米
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470毫米。7.如权利要求6所述的上盖，其特征在于，所述窗口包括中心区域和包围所述中心区域的外部区域，还包括：加强筋，设于所述窗口的外部区域的上表面上。8.如权利要求7所述的上盖，其特征在于，所述加强筋为环形加强筋；所述环形加强筋还设有若干个气体通道，所述气体通道用于连通所述中心区域与外部区域之间的空间。9.如权利要求5所述的上盖，其特征在于，所述外沿为矩形环，所述窗口为矩形；所述矩形窗口包括长边和短边，所述短边的尺寸为：400毫米
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470毫米；所述长边的尺寸为400毫米
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650毫米; 所述窗口的上表面设置有若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞云玲，陶珩，丛海，姜勇，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：