[实用新型]密封结构、反应腔室和半导体处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体设备领域，尤其涉及一种密封结构以及设置有该密封结构的反应腔室和半导体处理设备。

背景技术

MOCVD（MOCVD,Metal-organic Chemical Vapor Deposition）设备一般包括反应腔室、气体输运系统、尾气处理系统、控制系统、基片传输系统等。其中，反应腔室是MOCVD设备最核心的硬件，也是MOCVD设备设计中研究较多的领域。

现有MOCVD反应腔室的基本结构如图1所示，由进气系统1、保温层2、石墨托盘3、托盘旋转系统4、带孔石墨筒5、感应加热线圈6、保温石英筒7、密封圈8、排气口9、反应腔上盖10、反应腔基座11、冷却水槽12和磁流体13构成。载气携带金属有机气体由进气系统1导入，顺箭头方向经石墨托盘3中心部支撑环，到达石墨托盘3，与石墨托盘3上的衬底片表面反应沉积后，再穿过带孔石墨筒5的孔洞由下部排气口9排出。感应加热线圈6设置在反应腔外面，对带孔石墨筒5、石墨托盘3及其上的衬底片加热，在反应腔内形成一热场。此热场配合托盘旋转系统4使衬底片获得较好的温度均匀性，最终使衬底获得良好的工艺效果。

其中，保温石英筒7的上、下端头的侧面分别通过密封圈8与反应腔基座11密封，在反应腔内形成真空。感应加热线圈6放置在反应腔外，对反应腔内石墨组件加热，温度最高达到1100℃，而密封圈8一般为橡胶材质，因此需为密封圈8设置冷却结构。现有密封圈8冷却结构如图1所示，在反应腔基座11内部沿密封圈8的外侧设置一圈的冷却水槽12，从外部进入的常温冷却水在内部循环流动，带走多余的热量，从而在密封圈8处形成低温区，保护密封圈8。

在密封圈8所在基座开冷却水槽12，用循环冷却水降温，方法简单，容易实现，为现有半导体密封结构的主流冷却方法，但发明人发现该冷却方法至少存在如下问题：受限于反应腔结构形式，冷却水槽12只能设置在密封圈8的外侧，只能对密封圈8的外侧起到冷却作用，而密封圈8的内侧紧靠保温石英筒7，并且保温石英筒7温度较高，故密封圈8内侧的温度较高，导致密封圈容易损坏失效，影响反应腔室的密封性。

实用新型内容

本实用新型提供一种密封结构以及设置有该密封结构的反应腔室和半导体处理设备，可解决现有密封圈受热容易损坏失效的问题。

一方面，本实用新型实施例提供一种密封结构，包括密封圈，通过密封圈密封的第一结构与第二结构，还包括密封圈冷却结构，所述密封圈冷却结构包括：风冷输气管和风冷导气孔；所述风冷导气孔的一端与所述风冷输气管相导通，另一端形成多个风冷出气口，所述风冷出气口的位置位于所述密封圈内侧。

优选地，所述多个风冷出气口沿所述密封圈等间距分布。

优选地，所述密封圈冷却结构还包括水冷槽，所述水冷槽的位置位于所述密封圈外侧。

进一步地，所述密封圈冷却结构还包括：一个或多个隔热筒，设置于所述密封圈的内侧。

优选地，所述隔热筒为金属隔热筒。

进一步优选地，在所述金属隔热筒的内表面设置有反射层。

更进一步优选地，对所述金属隔热筒的内表面进行抛光处理以形成反射层。

可选地，所述第一结构为反应腔基座，所述第二结构为保温石英筒。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种反应腔室，所述反应腔室设置有任一项所述的密封结构。

本实用新型实施例还提供一种半导体处理设备，包括所述的反应腔室。

本实用新型实施例提供的一种密封结构以及设置有该密封结构的反应腔室和半导体处理设备，所述密封结构还包括密封圈冷却结构，所述密封圈冷却结构通过风冷输气管，以及风冷出气口设置在密封圈内侧的风冷导气孔来对密封圈实施风冷冷却，冷却气体通过风冷输气管导入，经风冷导气孔流经密封圈内侧，对与密封圈直接接触的第二结构进行冷却降温，解决现有密封圈内侧温度高，容易受热损坏失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有MOCVD反应腔室的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的密封结构的示意图；

图3为图2密封结构的截面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的反应腔室的结构示意图；

图5为图4中密封结构的局部放大图；

图6为图4中密封结构的截面示意图。

附图标记说明