[发明专利]反应腔室及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种反应腔室及半导体加工设备，其包括腔体、上衬环、下衬环和绝缘件，其中，下衬环环绕在腔体的侧壁内侧；上衬环环绕在下衬环的环壁内侧；绝缘件设置在上衬环与下衬环之间；该绝缘件包括闭合的环状本体；上衬环具有第一外沿，下衬环具有第二外沿，第二外沿、环状本体和第一外沿由下而上依次叠置。本发明提供的反应腔室，其不仅可以解决绝缘件易破碎的问题，而且可以简化上衬环、下衬环和绝缘件的安装过程，从而便于设备的维护。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种反应腔室及半导体加工设备。

背景技术

在物理气相沉积设备中，反应腔室为半导体晶片的加工提供真空环境，在进行溅射工艺时，向反应腔室中输送反应气体并激发其形成等离子体，等离子体轰击靶材，溅射出的靶材材料沉积在晶片表面，从而形成所需的薄膜。

图1为现有的半导体加工设备的局部剖视图。图2为图1中I区域的放大图。请一并参阅图1和图2，半导体加工设备包括装卸腔室1、反应腔室12、升降基座2和压环3。其中，反应腔室12设置在装卸腔室1的顶壁10上，且由腔室适配件7限定而成，并且在腔室适配件7的顶部设置有靶材4，靶材4通过绝缘环5与腔室适配件7电绝缘。为了避免在工艺时靶材材料溅射到腔室适配件7的内壁上，在腔室适配件7的内侧分别设置有上衬环8和下衬环9，上衬环8位于下衬环9的内侧，且二者之间具有间隙，并且在腔室适配件7内设置有进气通道13，其输入端与进气管路11连接，输出端与上衬环8和下衬环9之间的间隙相连通，反应气体依次经由进气通道13和上衬环8和下衬环9之间的间隙流入反应腔室12中，气流方向如图1中的箭头所示。升降基座2用于承载晶片6，且可上升至反应腔室12内的工艺位置进行工艺，或者下降至装卸腔室1内的装卸位置进行取放片操作。当升降基座2位于工艺位置时，压环3利用自身重力压住升降基座2上的晶片6的边缘区域，此时反应腔室12的内部形成独立、封闭的真空环境。

此外，如图2所示，在上衬环8和下衬环9之间还设置有沿其周向间隔分布的多个绝缘件14，该绝缘件14为圆柱体，用以将上衬环8和下衬环9电绝缘，以保证上衬环8的电压处于悬浮状态，从而可以通过使靶材4与下衬环9(通过腔室适配件7接地)之间的电压差大于靶材4与上衬环8之间的电压差，而使靶材材料更容易沉积在晶片表面，同时减少沉积在上衬环8上的靶材材料。此外，上衬环8、下衬环9和各个绝缘件14通过螺栓15与腔室适配件7固定在一起。

但是，由于上述绝缘件14为圆柱体，这在实际应用中往往会出现以下问题在现有技术中，针对陶瓷柱的设置引发的以下几点问题：

其一：由于绝缘件14与上衬环8的接触面积较小，导致绝缘件14会因受力较大而容易被压碎。

其二：上衬环8、下衬环9和各个绝缘件14的安装过程较为复杂，不利于设备的维护。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室及半导体加工设备，其不仅可以解决绝缘件易破碎的问题，而且可以简化上衬环、下衬环和绝缘件的安装过程，从而便于设备的维护。

为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括腔体、上衬环、下衬环和绝缘件；其中，所述下衬环环绕在所述腔体的侧壁内侧；所述上衬环环绕在所述下衬环的内侧；所述绝缘件设置在所述上衬环与所述下衬环之间；所述绝缘件包括闭合的环状本体；所述上衬环具有第一外沿，所述下衬环具有第二外沿；其中，所述第二外沿、所述环状本体和所述第一外沿由下而上依次叠置。

优选地，所述绝缘件还包括环形凸台，所述环形凸台设置在所述环状本体的上端面；所述第一外沿的下表面设置有第一环形凸部；且所述第一环形凸部位于所述第一外沿和所述环状本体之间，所述第一环形凸部的内周壁与所述环形凸台的外周壁相贴合。

优选地，所述绝缘件的热膨胀系数小于所述上衬环的热膨胀系数。