一种抽气环及反应腔结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种抽气环及反应腔结构。


背景技术：

2.对于受真空腔体结构所限只有单侧抽气口，对于这种情况，靠近单侧抽气口的腔体内部区域气体会更容易被抽走，而远离抽气口区域，气体就更容易被留存。或者进入真空腔体的气体只有某一单侧的进气，不能均匀进气，对于这种情况，靠近单侧进气的腔体内部区域就会有较多的气体留存。以上情况同时发生或者单一发生，这都会导致流场的中心，真空腔体的中心和加热盘中心并不重合，具体表现为加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心不重合，偏心。这会给晶圆所沉积的薄膜的外形轮廓分布带来偏心等带来不利的影响。
3.因此，对于受结构所限只有单个抽气口，或者进入真空腔体的气体并没有均匀分布式的进气，都会导致流场的中心，真空腔体的中心和加热盘中心并不重合，而传统的抽气环其侧面的抽气孔是均匀分布的，无法改善上述问题。


技术实现要素：

4.(一)本实用新型所要解决的问题是：对于受结构所限只有单个抽气口，或者进入真空腔体的气体并没有均匀分布式的进气，这都会导致流场的中心，真空腔体的中心和加热盘中心并不重合，具体表现为加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心不重合，偏心，这会给晶圆所沉积的薄膜的外形轮廓分布带来偏心等带来不利的影响。
5.(二)技术方案
6.一种抽气环，包括本体，所述本体为圆环状；
7.所述本体的侧面均匀开设有多个抽气孔；
8.所述本体具有两个半环；
9.两个所述半环之间具有两个连接处，分别为第一连接处和第二连接处；
10.在第一个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处，所述抽气孔的孔径依次增大；
11.在第二个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处，所述抽气孔的孔径依次增大。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第一个半环上等分有第一环体和第二环体，所述第二半环上等分有第三环体和第四环体，所述第一环体、所述第二环体、所述第三环体和所述第四环体首尾依次相连；
13.所述第一环体、所述第二环体、所述第三环体和所述第四环体上的所述抽气孔依次为第一抽气孔、第二抽气孔、第三抽气孔和第四抽气孔，所述第一抽气孔、所述第二抽气孔、所述第三抽气孔和所述第四抽气孔的数量相同。
14.根据本实用新型的一个实施例，相邻的两个所述第一抽气孔的孔径差等于相邻的
两个所述第三抽气孔的孔径差；
15.相邻的两个所述第二抽气孔的孔径差等于相邻的两个所述第四抽气孔的孔径差。
16.根据本实用新型的一个实施例，在所述第一环体和所述第四环体的连接处开设有一个第五抽气孔，在所述第一环体和所述第二环体的连接处开设有一个第六抽气孔，在所述第二环体和所述第三环体的连接处开设有一个第七抽气孔，在所述第三环体和所述第四环体的连接处开设有一个第八抽气孔；
17.所述第七抽气孔的孔径》第八抽气孔的孔径》第六抽气孔的孔径》第五抽气孔的孔径。
18.根据本实用新型的一个实施例，所述第一抽气孔、所述第二抽气孔、所述第三抽气孔和所述第四抽气孔均设置有11个。
19.根据本实用新型的一个实施例，相邻的两个所述第一抽气孔的孔径差和相邻的两个所述第三抽气孔的孔径差均为0.01mm；
20.相邻的两个所述第二抽气孔的孔径差和相邻的两个所述第四抽气孔的孔径差均为0.03mm。
21.根据本实用新型的一个实施例，所述第五抽气孔的孔径为4.88mm，所述第六抽气孔的孔径为5mm，所述第七抽气孔的孔径为根据5.36mm，所述第八抽气孔的孔径为5.24mm。
22.根据本实用新型的一个实施例，所述抽气孔的截面为圆形和正多边形中的任意一种。
23.根据本实用新型的一个实施例，按照逆时针方向，第五抽气孔的孔径依次递减0.01mm；
24.按照逆时针方向，第八抽气孔的孔径依次递增0.03mm；
25.按照顺时针方向，第六抽气孔的孔径依次递增0.03mm；
26.按照顺时针方向，第七抽气孔的孔径依次递减0.01mm。
27.一种反应腔结构，包括上述的一种抽气环和反应腔体；
28.所述反应腔体内具有抽气口，所述抽气口靠近所述第一连接处；
29.或，所述反应腔体内具有抽气口和进气口，所述抽气口靠近所述第一连接处，所述进气口靠近第二个所述半环的中间位置。
30.本实用新型的有益效果：
31.本实用新型提供的一种抽气环及反应腔结构，包括：本体，本体为圆环状；本体的侧面均匀开设有多个抽气孔；本体具有两个半环；两个半环之间具有两个连接处，分别为第一连接处和第二连接处；在第一个半环上从第一连接处到第二连接处，抽气孔的孔径依次增大；在第二个半环上从第一连接处到第二连接处，抽气孔的孔径依次增大。由于按照顺时针方向，第一半环上抽气孔的孔径依次增大，按照逆时针方向第二半环上抽气孔的孔径也依次增大，即，越远离抽气口孔径越大，这样保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合，这样能够改变抽气时气体的分布情况，使气体能够均匀对称地分布在晶圆的表面，能够起到平衡气体抽走速率，改善气体在晶圆表面的分布情况的作用，有助于改善晶圆沉积的薄膜的图形的对中性，改善晶圆沉积薄膜的外形轮廓与范围。
32.此外，当对于受真空腔体结构所限只有单侧抽气口，且同时进入真空腔体的气体只有某一单侧的进气，不能均匀进气的情况，越靠近进气口，抽气孔的孔径增大量越大，而
越远离进气口，抽气孔的孔径增大量越小，这样再次保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
34.图1为本实用新型实施例一提供的正视图；
35.图2为本实用新型实施例一提供的轴侧图；
36.图3本实用新型实施例一提供的俯视图；
37.图4本实用新型实施例二提供的俯视图；
38.图5本实用新型实施例一提供的俯剖图。
39.图标：1-本体；101-第一环体；102-第二环体；103-第三环体；104-第四环体；105-抽气孔；a-出气方向；b-进气方向。
具体实施方式
40.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.对于受真空腔体结构所限只有单侧抽气口，对于这种情况，靠近单侧抽气口的腔体内部区域气体会更容易被抽走，而远离抽气口区域，气体就更容易被留存，会导致流场的中心，真空腔体的中心和加热盘中心并不重合，具体表现为加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心不重合，偏心。这会给晶圆所沉积的薄膜的外形轮廓分布带来偏心等带来不利的影响。
42.实施例一：
43.如图1-图3所示，本实用新型的一个实施例提供了一种抽气环，包括本体1，本体1为圆环状；
44.本体1的侧面均匀开设有多个抽气孔105；
45.本体1具有两个半环，如图3所示，上方的为第一个半环，下方的为第二个半环，第一个半环和第二个半环组成本体1，第一个半环和第二个半环一体成型；
46.两个半环的两端之间具有两个连接处，依次为第一连接处和第二连接处，从左到右，分别为第一连接处和第二连接处；
47.在第一个半环上从第一连接处到第二连接处，抽气孔105的孔径依次增大；
48.在第二个半环上从所述第一连接处到第二连接处，抽气孔105的孔径依次增大。
49.将本抽气环安装到仅有一个单侧抽气口的反应腔体内，注意安装方向，如图3所示，此时的单侧抽气口方向对准抽气环的第一连接处，由于按照顺时针方向，第一半环上抽气孔105的孔径依次增大，按照逆时针方向第二半环上抽气孔105的孔径也依次增大，即，越
远离抽气口孔径越大，这样保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合，这样能够改变抽气时气体的分布情况，使气体能够均匀对称地分布在晶圆的表面，能够起到平衡气体抽走速率，改善气体在晶圆表面的分布情况的作用，有助于改善晶圆沉积的薄膜的图形的对中性，改善晶圆沉积薄膜的外形轮廓与范围。
50.在本实施例中，抽气孔105共设置有48个，第一个半环和第二个半环上均设置有23个，在第一个半环和第二个半环之间的第一连接处上设置一个抽气孔105，在第一个半环和第二个半环之间的第二连接处上也设置一个抽气孔105；
51.具体的，第一个半环上相邻的抽气孔105的孔径差为0.02mm，第二个半环上相邻的抽气孔105的孔径差也为0.02mm；
52.进一步的，在本实施例中，第一连接处的抽气孔105的孔径为4.76mm，第二连接处的抽气孔的孔径为5.24mm，第一个半环上抽气孔105的孔径按照顺时针方向依次为4.78mm、4.8mm、4.82mm、4.84mm、4.86mm、4.88mm、5.00mm、5.02mm、5.04mm、5.06mm、5.08mm、5.10mm、5.12mm、5.14mm、5.16mm、5.18mm、5.20mm、5.22mm。
53.第二个半环上抽气孔105的孔径按照逆时针方向依次为4.78mm、4.8mm、4.82mm、4.84mm、4.86mm、4.88mm、5.00mm、5.02mm、5.04mm、5.06mm、5.08mm、5.10mm、5.12mm、5.14mm、5.16mm、5.18mm、5.20mm、5.22mm。
54.在本实施例中，每个抽气孔105的轴线均在同一水平面内，且每个抽气孔105的轴线均经过本体1的轴线在该水平面内的投影，即，所有的抽气孔105位于同一高度；
55.在本实施例中，抽气孔105为圆孔；
56.可选的，抽气孔105的截面为正五边形、正六边形、正八边形中的任意一种。
57.对于受真空腔体结构所限只有单侧抽气口，且同时进入真空腔体的气体只有某一单侧的进气，不能均匀进气的情况，此时也会导致流场的中心，真空腔体的中心和加热盘中心并不重合，具体表现为加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心不重合，偏心。
58.实施例二：
59.在本实施例中，本体1具有两个半环，如图3所示，上方的为第一个半环，下方的为第二个半环，第一个半环和第二个半环组成本体1；
60.两个半环的两端之间具有两个连接处，依次为第一连接处和第二连接处，从左到右，分别为第一连接处和第二连接处；
61.在第一个半环上从第一连接处到第二连接处，抽气孔105的孔径依次增大；在第二个半环上从所述第一连接处到第二连接处，抽气孔105的孔径依次增大。
62.如图4所示，与实施例一不同之处在于：在第一个半环上等分有第一环体101和第二环体102，第二半环上等分有第三环体103和第四环体104，第一环体101、第二环体102、第三环体103和第四环体104首尾依次相连；
63.第一环体101、第二环体102、第三环体103和第四环体104上的抽气孔105依次为第一抽气孔、第二抽气孔、第三抽气孔和第四抽气孔，第一抽气孔、第二抽气孔、第三抽气孔和第四抽气孔的数量相同。
64.在第一环体101和第四环体104的连接处开设有一个第五抽气孔，在第一环体101和第二环体102的连接处开设有一个第六抽气孔，在第二环体102和第三环体103的连接处开设有一个第七抽气孔，在第三环体103和第四环体104的连接处开设有一个第八抽气孔。
65.在本实施例中，第一抽气孔、第二抽气孔、第三抽气孔和第四抽气孔均设置有11个；
66.相邻的两个第一抽气孔的孔径差和相邻的两个第三抽气孔的孔径差均为0.01mm；
67.相邻的两个第二抽气孔的孔径差和相邻的两个第四抽气孔的孔径差均为0.03mm。
68.在本实施例中，第五抽气孔的孔径为4.88mm，第六抽气孔的孔径为5mm，第七抽气孔的孔径为5.36mm，第八抽气孔的孔径为5.24mm；
69.第一环体101上按照顺时针方向，第五抽气孔的孔径依次为4.89mm、4.90mm、4.91mm、4.92mm、4.93mm、4.94mm、4.95mm、4.96mm、4.97mm、4.98mm、4.99mm；即按照逆时针方向，第五抽气孔的孔径依次递减0.01mm。
70.第二环体102上按照顺时针方向，第六抽气孔的孔径依次为5.03mm、5.06mm、5.09mm、5.12mm、5.15mm、5.18mm、5.21mm、5.24mm、5.27mm、5.30mm、5.33mm，即，依次递增0.03mm。
71.第三环体103上按照顺时针方向，第七抽气孔的孔径依次为5.35mm、5.34mm、5.33mm、5.32mm、5.31mm、5.30mm、5.29mm、5.28mm、5.27mm、5.26mm、5.25mm，即，依次递减0.01mm。
72.第四环体104上按照顺时针方向，第八抽气孔的孔径依次为5.21mm、5.18mm、5.15mm、5.12mm、5.09mm、5.06mm、5.03mm、5.00mm、4.97mm、4.94mm、4.91mm，即，按照逆时针方向第八抽气孔的孔径依次递增0.03mm。
73.如下表一所示，实施例二中抽气孔是在实施例一的基础上做出进一步变化的，具体的，如下表一结合图5，从第14个抽气孔到第37个抽气孔，即按照顺时针方向，从第14个抽气孔一直到第37个抽气孔，本实施例相较于实施例一，其抽气孔的孔径增加量依次为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24。由此可见，从第14个抽气孔到第37个抽气孔，孔径的增加量是依次增大的；
74.而从第12个抽气孔到第37个抽气孔，即，按照逆时针方向，从第12个抽气孔一直到第37个抽气孔，本实施例相较于实施例一的孔径的增大量依次为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23。
75.由此可见，按照逆时针方向，从第12个抽气孔到第37个抽气孔，孔径的增大量是依次增大的。
76.即，越靠近进气口，抽气孔的孔径增大量越大，而越远离进气口，抽气孔的孔径增大量越小，这样再次保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合。
77.本抽气环中的抽气孔是在实施例一的抽气环的基础上做出的进一步的调整，以此来适应进气口偏置的情况。
78.具体的，使用场景如下，正常情况下，将实施例一中的抽气环安装到仅有一个抽气口的反应腔体内，注意安装方向，如图3所示，此时的抽气口方向对准抽气环的第一连接处，由于按照顺时针方向，第一半环上抽气孔105的孔径依次增大，按照逆时针方向第二半环上抽气孔105的孔径也依次增大，即，越远离抽气口孔径越大，这样保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合，这样能够改变抽气时气体的分布情况，使气体能
够均匀对称地分布在晶圆的表面，能够起到平衡气体抽走速率，改善气体在晶圆表面的分布情况的作用，有助于改善晶圆沉积的薄膜的图形的对中性，改善晶圆沉积薄膜的外形轮廓与范围。
79.而当增加了单侧进气口，且进气口偏置的情况下，此时，对实施例一中的抽气环进行扩孔，具体的，按照逆时针方向，实施例一中的抽气环的第12个抽气孔到第37个抽气孔，其孔径依次增大0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23；
80.按照顺时针方向，实施例一中的抽气环的第14个抽气孔到第37个抽气孔，其孔径依次增大0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24。
81.即，越靠近进气口，抽气孔的孔径增大量越大，而越远离进气口，抽气孔的孔径增大量越小。
82.这样，通过调整实施例一中抽气环的孔径，再度保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合。
83.一种反应腔结构，包括反应腔体，反应腔体内具有一个抽气口，在反应腔体内安装有如实施例一所示的抽气环，此时抽气口靠近抽气环的第一连接处，此时的抽气口方向，即图4中的a处靠近抽气环的第一连接处，使得越远离抽气口，抽气孔的孔径越大；
84.进一步的，在反应腔体内还设有单侧进气口，进气口靠近第二个半环的中间位置，即b点，此时将实施一中的抽气环更换成实施例二中的抽气环。
85.86.[0087][0088]
表一
[0089]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0090]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0091]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种抽气环，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)为圆环状；所述本体(1)的侧面均匀开设有多个抽气孔(105)；所述本体(1)具有两个半环；两个所述半环之间具有两个连接处，分别为第一连接处和第二连接处；在第一个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处，所述抽气孔(105)的孔径依次增大；在第二个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处，所述抽气孔(105)的孔径依次增大。2.根据权利要求1所述的一种抽气环，其特征在于，所述第一个半环上等分有第一环体(101)和第二环体(102)，所述第二半环上等分有第三环体(103)和第四环体(104)，所述第一环体(101)、所述第二环体(102)、所述第三环体(103)和所述第四环体(104)首尾依次相连；所述第一环体(101)、所述第二环体(102)、所述第三环体(103)和所述第四环体(104)上的所述抽气孔(105)依次为第一抽气孔、第二抽气孔、第三抽气孔和第四抽气孔，所述第一抽气孔、所述第二抽气孔、所述第三抽气孔和所述第四抽气孔的数量相同。3.根据权利要求2所述的一种抽气环，其特征在于，相邻的两个所述第一抽气孔的孔径差等于相邻的两个所述第三抽气孔的孔径差；相邻的两个所述第二抽气孔的孔径差等于相邻的两个所述第四抽气孔的孔径差。4.根据权利要求3所述的一种抽气环，其特征在于，在所述第一环体(101)和所述第四环体(104)的连接处开设有一个第五抽气孔，在所述第一环体(101)和所述第二环体(102)的连接处开设有一个第六抽气孔，在所述第二环体(102)和所述第三环体(103)的连接处开设有一个第七抽气孔，在所述第三环体(103)和所述第四环体(104)的连接处开设有一个第八抽气孔；所述第七抽气孔的孔径>第八抽气孔的孔径>第六抽气孔的孔径>第五抽气孔的孔径。5.根据权利要求4所述的一种抽气环，其特征在于，所述第一抽气孔、所述第二抽气孔、所述第三抽气孔和所述第四抽气孔均设置有11个。6.根据权利要求4所述的一种抽气环，其特征在于，相邻的两个所述第一抽气孔的孔径差和相邻的两个所述第三抽气孔的孔径差均为0.01mm；相邻的两个所述第二抽气孔的孔径差和相邻的两个所述第四抽气孔的孔径差均为0.03mm。7.根据权利要求6所述的一种抽气环，其特征在于，所述第五抽气孔的孔径为4.88mm，所述第六抽气孔的孔径为5mm，所述第七抽气孔的孔径为5.36mm，所述第八抽气孔的孔径为5.24mm。8.根据权利要求1-7中任一所述的一种抽气环，其特征在于，所述抽气孔(105)的截面为圆形和正多边形中的任意一种。9.根据权利要求6中所述的一种抽气环，其特征在于，按照逆时针方向，所述第五抽气孔的孔径依次递减0.01mm；按照逆时针方向，所述第八抽气孔的孔径依次递增0.03mm；按照顺时针方向，所述第六抽气孔的孔径依次递增0.03mm；
按照顺时针方向，所述第七抽气孔的孔径依次递减0.01mm。10.一种反应腔结构，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述的一种抽气环和反应腔体；所述反应腔体内具有抽气口，所述抽气口靠近所述第一连接处；或，所述反应腔体内具有抽气口和进气口，所述抽气口靠近所述第一连接处，所述进气口靠近第二个所述半环的中间位置。

技术总结
本实用新型涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种抽气环及反应腔结构。本实用新型提供的一种抽气环，包括本体，所述本体为圆环状；所述本体的侧面均匀开设有多个抽气孔；所述本体具有两个半环；两个所述半环之间具有两个连接处，分别为第一连接处和第二连接处；在第一个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处，所述抽气孔的孔径依次增大；在第二个所述半环上从所述第一连接处到所述第二连接处。保证加热盘上方压力与速度的分布和加热盘的几何中心趋于重合，这样能够改变抽气时气体的分布情况，使气体能够均匀对称地分布在晶圆的表面，能够起到平衡气体抽走速率，改善气体在晶圆表面的分布情况的作用。圆表面的分布情况的作用。圆表面的分布情况的作用。


技术研发人员：褚鑫辉 王婷 魏薇 周伟杰
受保护的技术使用者：拓荆科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/8/17