[发明专利]半导体工艺腔室、半导体工艺设备和半导体工艺方法

说明书

本发明提供一种半导体工艺腔室，包括反应腔和位于反应腔下方的传输腔，反应腔通过底部开口与传输腔连通，半导体工艺腔室中设置有可在反应腔与传输腔之间升降的基座，还设置有密封环和第一弹性密封筒，二者均设置于基座的下方且套设在基座的升降轴上，第一弹性密封筒的顶端在密封环的内孔处与密封环的底壁密封连接，底端在传输腔底部供升降轴穿出的通孔处与传输腔的底壁密封连接，第一弹性密封筒能够在基座上升至反应腔时，通过弹力驱动密封环上升并封闭反应腔的底部开口。本发明能够改善反应腔的控压效果，提高半导体工艺的工艺效果，并缩短传片时间，提高半导体工艺的成膜效率。本发明还提供一种半导体工艺设备和一种半导体工艺方法。

技术领域

本发明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、一种包括该半导体工艺腔室的半导体工艺设备和应用于该半导体工艺设备上的半导体工艺方法。

背景技术

随着电子产品的普及与更新换代以及国际形势的推动，半导体行业发展迅速，其中超大规模集成电路的进展尤为突出。各代工厂急需最优的扩产方案，即产能与占地面积比值最大化。现阶段提高产能的方案主要有以下两种：一、提高成膜速率，即提高单位时间内成膜衬底数量；二、增加同时成膜的衬底数量。

然而，采用现有的单晶圆加工腔室增加产能可提高成膜速率，但提高成膜速率提高产量有限。与之相比，大产能多反应区腔室设备优势明显，大产能多反应区腔室设备势必会成为各代工厂首要考虑设备。在此推动下，各个设备厂商为了争夺大产能多反应区腔室设备市场，纷纷研发大产能设备。大产能多反应区腔室设备的关键技术为各个反应区的独立性即隔离密封结构，以CVD/ALD工艺设备为例，隔离密封结构可保证气流场稳定、均匀，进一步保证成膜的稳定性、均匀性。但大产能多反应区腔室设备自身的传片结构导致各个反应区之间相互连通，传输腔空间较大且内部空间流道无规律，不能保证气流平稳及均匀。进一步导致工艺过程中控压不稳定，最终影响成膜质量。

因此，如何提供一种反应区密封性更高、控压效果更好的半导体工艺设备，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种半导体工艺腔室，包括反应腔和位于所述反应腔下方的传输腔，所述反应腔通过底部开口与所述传输腔连通，所述半导体工艺腔室中设置有可通过所述底部开口在所述反应腔与所述传输腔之间升降的基座，所述半导体工艺腔室中还设置有密封环和第一弹性密封筒，所述密封环和所述第一弹性密封筒均设置于所述基座的下方且套设在所述基座的升降轴上，所述第一弹性密封筒的顶端在所述密封环的内孔处与所述密封环的底壁密封连接，所述第一弹性密封筒的底端在所述传输腔底部供所述升降轴穿出的通孔处与所述传输腔的底壁密封连接，所述第一弹性密封筒能够在所述基座上升至所述反应腔时，通过弹力驱动所述密封环上升并封闭所述反应腔的所述底部开口。

可选地，所述第一弹性密封筒为波纹管。

可选地，所述第一弹性密封筒的底端具有连接法兰，所述传输腔的底壁上环绕所述通孔形成有第一环形容纳槽，所述第一弹性密封筒底端的所述连接法兰密封设置在所述第一环形容纳槽中。

可选地，所述基座具有环绕所述基座轴线分布的多个基座孔，多个所述基座孔中一一对应地设置有多个支撑柱，所述支撑柱用于在基座上升时沿所述基座孔相对于所述基座下降，并在所述支撑柱的顶面与所述基座的承载面相平后随所述基座一同上升，以及，在所述基座下降至所述支撑柱的底端与所述传输腔的底壁接触后支撑并抬起所述基座上的晶圆；所述第一弹性密封筒环绕于多个所述支撑柱的外侧。

可选地，所述密封环包括凹盘和凹盘法兰，所述凹盘法兰环绕所述凹盘设置且与所述凹盘的外沿固定连接，所述凹盘法兰用于与所述反应腔的底部接触，所述凹盘朝向基座的一侧具有容纳凹槽，用于在所述基座下降至所述反应腔时容纳所述基座。

可选地，所述反应腔的底部具有环绕所述底部开口的第二环形容纳槽，所述第二环形容纳槽用于容纳所述凹盘法兰。