CN121228209A - 一种反应腔室及半导体薄膜沉积设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应腔室及半导体薄膜沉积设备，反应腔室内具有喷淋板，喷淋板的上方具有加热单元，反应腔室包括腔室本体、上盖板、第一隔热单元以及第二隔热单元，上盖板位于腔室本体的开口处，第一隔热单元覆盖在腔室本体的外侧，第二隔热单元位于上盖板外侧；其中，第一隔热单元和第二隔热单元为聚醚酰亚胺。聚醚酰亚胺具有低热导率，能够有效减少热量传递，确保腔室本体和上盖板维持在180℃而不受喷淋板高温影响，同时其高温下尺寸稳定性好，避免了因热循环导致的变形或密封失效；这种材料在高温环境中不会释放颗粒杂质，从而显著降低了腔室内部的污染风险，满足了半导体工艺对洁净度的严格要求。

Description

一种反应腔室及半导体薄膜沉积设备

技术领域

本发明涉及半导体薄膜沉积设备技术领域，特别涉及一种反应腔室及半导体薄膜沉积设备。

背景技术

在半导体薄膜沉积设备的高温反应腔室中，通常需要为不同部件维持差异化的温度环境：喷淋板需要400℃~500℃的高温以促进化学反应，而腔体和上盖板则需要维持在约180℃的较低温度以保证密封件和电气元件的正常工作。现有技术中采用的隔热材料在长期高温环境下存在明显缺陷：首先，传统隔热材料在高温下容易释放微颗粒，污染腔室环境，严重影响半导体工艺的洁净度要求；其次，这些材料在热循环过程中容易出现尺寸变化，导致隔热效果不稳定，甚至影响腔室的密封性能。因此，本领域迫切需要一种能够在高温环境下保持尺寸稳定、不释放颗粒杂质的隔热解决方案。

发明内容

本发明的实施例提供了一种反应腔室及半导体薄膜沉积设备，旨在解决现有隔热技术存在的释放颗粒杂质污染腔室环境以及效果不稳定的技术问题。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种反应腔室，所述反应腔室内具有喷淋板，所述喷淋板的上方具有加热单元，所述反应腔室包括腔室本体、上盖板、第一隔热单元以及第二隔热单元，所述上盖板位于所述腔室本体的开口处，所述第一隔热单元覆盖在所述腔室本体的外侧，所述第二隔热单元位于所述上盖板外侧；其中，所述第一隔热单元和所述第二隔热单元为聚醚酰亚胺。

在一些实施例中，所述加热单元包括第一加热模块和第二加热模块，所述第一加热模块为空心的环状结构，所述第二加热模块嵌套在该环状结构的空心中。

在一些实施例中，所述第一加热模块包括多个第一云母加热器，多个所述第一云母加热器首尾拼接成所述环状结构；所述第二加热模块为第二云母加热器。

在一些实施例中，所述加热单元还包括导热板，所述导热板设置在所述加热单元与所述喷淋板之间，所述加热单元产生的热量经由所述导热板传导至所述喷淋板。

在一些实施例中，所述第二隔热单元包括第一隔热板、第二隔热板以及陶瓷板，沿着从远离所述加热单元向靠近所述加热单元的方向，所述第一隔热板、第二隔热板以及陶瓷板依次设置。

在一些实施例中，所述第一隔热板与所述第二隔热板均为金属板，且所述第一隔热板与所述第二隔热板之间形成有空隙。

在一些实施例中，所述陶瓷板为分瓣式结构，以减小应力集中。

在一些实施例中，所述第二隔热单元还设置有环状冷却管路，所述环状冷却管路包括外圈冷却管和内圈冷却管；所述外圈冷却管设置于所述第一隔热板的上方，所述内圈冷却管设置于所述陶瓷板的上方；所述外圈冷却管和所述内圈冷却管的底部均开设有多个均匀分布的出气孔。

在一些实施例中，所述喷淋板的侧面环绕设置有石英环，所述石英环包括第一石英环与第二石英环，所述第一石英环与第二石英环之间设置有螺旋加热棒。

在一些实施例中，所述腔室本体的底部设置有冷却单元，所述冷却单元包括冷却管路和可更换的垫板，所述垫板朝向所述腔室本体的底部，且所述垫板被配置为：不同厚度的垫板对应不同的冷却效率。

在一些实施例中，所述垫板为聚四氟乙烯。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种半导体薄膜沉积设备，所述半导体薄膜沉积设备包括上述的反应腔室。

与现有技术相比，本发明的反应腔室至少具有下列有益效果：

本发明提供的反应腔室内具有喷淋板，所述喷淋板的上方具有加热单元，所述反应腔室包括腔室本体、上盖板、第一隔热单元以及第二隔热单元，所述上盖板位于所述腔室本体的开口处，所述第一隔热单元覆盖在所述腔室本体的外侧，所述第二隔热单元位于所述上盖板外侧；其中，所述第一隔热单元和所述第二隔热单元为聚醚酰亚胺。

本发明通过使用聚醚酰亚胺材料制作第一隔热单元和第二隔热单元，直接解决了背景技术中记载的传统隔热材料在高温下释放颗粒和尺寸不稳定的问题；更具体地，聚醚酰亚胺具有低热导率，能够有效减少热量传递，确保腔室本体和上盖板维持在180℃而不受喷淋板高温影响，同时其高温下尺寸稳定性好，避免了因热循环导致的变形或密封失效；更进一步地，这种材料在高温环境中不会释放颗粒杂质，从而显著降低了腔室内部的污染风险，满足了半导体工艺对洁净度的严格要求；通过将第一隔热单元覆盖在腔室本体外侧和第二隔热单元置于上盖板外侧，这种设计实现了对关键区域的全面隔热保护，确保了温度控制的长期稳定性，最终解决了背景技术中提到的隔热材料缺陷所带来的问题。

本发明提供的半导体薄膜沉积设备是基于上述反应腔室而设计的，其有益效果参见上述反应腔室的有益效果，在此不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种反应腔室的剖视图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的一种反应腔室中腔室本体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种反应腔室中加热单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种反应腔室中加热单元的分解图；

图6为本发明实施例提供的一种反应腔室中冷却单元的结构示意图；

图标记说明：

1、喷淋板；2、加热单元；21、第一加热模块；22、第二加热模块；23、导热板；211、第一云母加热器；3、腔室本体；4、上盖板；5、第一隔热单元；6、第二隔热单元；61、第一隔热板；62、第二隔热板；63、陶瓷板；64、空隙；65、环状冷却管路；651、外圈冷却管；652、内圈冷却管；7、石英环；71、第一石英环；72、第二石英环；73、螺旋加热棒；8、冷却单元；81、冷却管路；82、垫板；9、屏蔽罩。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本发明的描述中，需要明确的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

本实施例提供了一种反应腔室，如图1-图6所示，所述反应腔室内具有喷淋板1，所述喷淋板1的上方具有加热单元2，所述反应腔室包括腔室本体3、上盖板4、第一隔热单元5以及第二隔热单元6，所述上盖板4位于所述腔室本体3的开口处，所述第一隔热单元5覆盖在所述腔室本体3的外侧，所述第二隔热单元6位于所述上盖板4外侧；其中，所述第一隔热单元5和所述第二隔热单元6为聚醚酰亚胺。

在反应腔室中，喷淋板1位于腔室内部，用于分布工艺气体，其上方紧邻加热单元2，加热单元2通过螺栓与喷淋板1连接以提供热传导，确保喷淋板1达到所需高温；腔室本体3构成反应腔的主要结构，其开口处由上盖板4密封覆盖，形成封闭的反应环境；第一隔热单元5紧密覆盖在腔室本体3的外侧表面，而第二隔热单元6则附着于上盖板4的外侧，两者均由聚醚酰亚胺材料制成，这种布置使得隔热单元能够有效隔离内部热量向外传递，同时保持与腔体结构的紧密接触，从而确保温度控制的稳定性和均匀性。

喷淋板1的作用是在半导体薄膜沉积过程中均匀分布工艺气体，并在高温下促进化学反应；加热单元2通过云母加热器对内圈和外圈进行差异化加热，确保喷淋板1快速且均匀地升温至400℃到500℃的工作温度；腔室本体3作为反应腔的核心容器，维持内部工艺环境，其温度需稳定在180℃左右，以保护密封件和电气元件；上盖板4则起到密封作用，防止气体泄漏，并同样维持在180℃以避免热损伤；第一隔热单元5和第二隔热单元6采用聚醚酰亚胺材料，其主要作用是减少热量从腔室本体3和上盖板4向周围环境散失，同时凭借其低热导率和高温尺寸稳定性，防止在长期高温操作下产生颗粒杂质，从而保障腔室内部的洁净度。

这些部件配合工作时，加热单元2首先对喷淋板1进行加热，使其达到工艺所需的高温状态，促进气体反应和薄膜沉积；与此同时，腔室本体3和上盖板4通过独立的加热棒系统维持较低温度，确保密封和电子元件的安全运行；第一隔热单元5和第二隔热单元6则在整个过程中起到隔热缓冲作用，减少高温区域向低温区域的热量传导，更具体地，聚醚酰亚胺隔热板能够有效阻挡热量散失，避免温度波动，从而使得喷淋板1的高温与腔室本体3和上盖板4的低温能够长期稳定共存，而不相互干扰；更进一步地，这种配合不仅提升了温度控制的精确性，还通过抑制颗粒释放，改善了整体设备的可靠性和工艺质量。

本实施例通过使用聚醚酰亚胺材料制作第一隔热单元5和第二隔热单元6，直接解决了背景技术中记载的传统隔热材料在高温下释放颗粒和尺寸不稳定的问题；更具体地，聚醚酰亚胺具有低热导率，能够有效减少热量传递，确保腔室本体3和上盖板4维持在180℃而不受喷淋板1高温影响，同时其高温下尺寸稳定性好，避免了因热循环导致的变形或密封失效；更进一步地，这种材料在高温环境中不会释放颗粒杂质，从而显著降低了腔室内部的污染风险，满足了半导体工艺对洁净度的严格要求；通过将第一隔热单元5覆盖在腔室本体3外侧和第二隔热单元6置于上盖板4外侧，这种设计实现了对关键区域的全面隔热保护，确保了温度控制的长期稳定性，最终解决了背景技术中提到的隔热材料缺陷所带来的问题。

在具体实施例中，如图4和图5所示，所述加热单元2包括第一加热模块21和第二加热模块22，所述第一加热模块21为空心的环状结构，所述第二加热模块22嵌套在该环状结构的空心中。

在反应腔室中，加热单元2由第一加热模块21和第二加热模块22组成，其中第一加热模块21设计为空心的环状结构，第二加热模块22则完全嵌套在第一加热模块21的空心区域内，形成一种同心圆式的布局，两者通过物理接触或固定装置紧密连接，确保第二加热模块22被第一加热模块21环绕，从而共同覆盖喷淋板1的加热区域。第一加热模块21的主要作用是负责加热喷淋板1的外围部分，通过其环状结构提供均匀分布的热量，防止边缘区域温度过低，而第二加热模块22则专注于加热喷淋板1的中心区域，利用其嵌套位置直接传递热量至内部，确保核心部位快速升温；更具体地，这种分工设计使得第一加热模块21和第二加热模块22能够针对喷淋板1的不同区域进行差异化热管理，从而协同维持整体温度的平衡和稳定性，避免局部过热或冷却不均的问题。

第一加热模块21和第二加热模块22配合工作时，同时启动加热过程，第一加热模块21从外圈向内传递热量，而第二加热模块22则从内圈向外辐射热能，两者相互补充，形成均匀的热场覆盖喷淋板1的整个表面；这种协同操作不仅加速了升温速率，使喷淋板1迅速达到400℃至500℃的高温目标，还提高了加热效率，减少了能量损失。

在具体实施例中，所述第一加热模块21包括多个第一云母加热器211，多个所述第一云母加热器211首尾拼接成所述环状结构；所述第二加热模块22为第二云母加热器。

在反应腔室的具体实施例中，第一加热模块21由多个第一云母加热器211通过首尾相接的方式组合成环状结构，这个结构完整地环绕在喷淋板1的外围区域，而第二加热模块22则是一个独立的第二云母加热器，它被精确地嵌套在第一加热模块21所形成的环状空心中，位于喷淋板1的中心部位，从而形成内外圈紧密配合的加热布局；这种设计能够产生显著的加热效果，多个第一云母加热器211的环状拼接确保了外圈加热的连续性和覆盖范围，避免了传统单一加热器可能出现的间隙或冷区，而第二云母加热器则专注于内圈的直接加热，两者协同工作使得热量的分布更加均匀和高效；更进一步地，这种模块化结构不仅提升了加热速率，使喷淋板1能快速达到400℃至500℃的高温要求，还增强了长期运行中的温度稳定性，减少了局部过热或冷却不均的风险，最终实现了更好的工艺一致性和能源利用效率。

更具体地，第一加热模块21由三个第一云母加热器211通过首尾相接的方式组合成一个连续的环状结构。

在具体实施例中，所述加热单元2还包括导热板23，所述导热板23设置在所述加热单元2与所述喷淋板1之间，所述加热单元2产生的热量经由所述导热板23传导至所述喷淋板1。

加热单元2进一步集成了导热板23，该导热板23被直接放置在加热单元2与喷淋板1之间的接触面上，形成一种紧密的热连接结构，使得第一加热模块21和第二加热模块22产生的热量能够首先传递到导热板23，然后再通过其均匀分布到喷淋板1的整个表面；这种布置不仅强化了热量的传递路径，还通过导热板23的物理特性促进了热流的稳定性和连续性，从而有效提升了加热过程的整体效率。更具体地，导热板23作为一个中间热导介质，能够快速吸收并扩散来自加热单元2的热能，避免局部热点或冷区的形成，确保喷淋板1在400℃至500℃的高温范围内实现均匀升温。

在具体实施例中，所述第二隔热单元6包括第一隔热板61、第二隔热板62以及陶瓷板63，沿着从远离所述加热单元2向靠近所述加热单元2的方向，所述第一隔热板61、第二隔热板62以及陶瓷板63依次设置。

第一隔热板61位于最外侧，即远离加热单元2的方向，第二隔热板62紧邻第一隔热板61并向内延伸，陶瓷板63则设置在最内侧，直接面向加热单元2的高温区域；这些组件通过物理固定方式如螺栓或支架连接在一起，形成一种紧密的层状结构，确保各板之间保持稳定相对位置，从而有效构建一个多级隔热屏障，防止热量从高温区域向外扩散。第一隔热板61主要起到初级隔热作用，阻挡热量从加热单元2向外部环境传递，减少热损失并保护外部组件；第二隔热板62则作为中间层，进一步增强隔热效果，防止热量穿透并维持温度梯度；陶瓷板63凭借其耐高温特性，作为最内层的防护，直接承受高温辐射并分散热应力，确保整体结构的稳定性和耐久性；更具体地，这种分工使得第一隔热板61和第二隔热板62负责减少热传导，而陶瓷板63则专注于高温环境下的热管理，共同协助上盖板4维持低温状态。

这种多层设计不仅显著降低了热量向密封件和电气元件的传导，使得上盖板4能够稳定维持在180℃的低温状态，还通过减少热应力积累，提升了设备的耐久性和操作安全性；更进一步地，它有效防止了高温导致的材料退化或性能下降，从而保障了腔室内部的洁净度，并支持长期稳定运行而不影响工艺要求。

在具体实施例中，所述第一隔热板61与所述第二隔热板62均为金属板，且所述第一隔热板61与所述第二隔热板62之间形成有空隙64。第一隔热板61和第二隔热板62均采用金属板材料制成，如不锈钢板，它们平行布置并在两者之间保留一个空隙64，这个空隙是一个未填充的间隔区域，形成一种双层金属板中间夹空气层的结构，从而通过物理分离来增强隔热性能；这种设计能够有效减少热量通过直接传导方式从高温的加热单元2向低温的上盖板4传递，因为空气的热导率远低于金属，空隙64起到了额外的隔热屏障作用，有助于维持上盖板4的温度稳定在180℃左右，同时防止过量热量波及密封件和电气元件，确保其工作在安全温度范围内。

在具体实施例中，所述陶瓷板63为分瓣式结构，以减小应力集中。陶瓷板63采用分瓣式结构，即它由多个独立的瓣状部分组合而成，这些部分以环形或类似方式排列在第二隔热单元6的最内侧，紧邻加热单元2的高温区域，形成一种非连续的整体板状形式；这种设计允许每个瓣状部分在受热时能够独立地轻微移动或膨胀，从而分散由于温度变化产生的机械应力，避免应力在单一区域过度集中。更具体地，这种分瓣式结构通过减少局部应力积累，显著降低了陶瓷板63在长期高温操作下发生破裂或损坏的风险，提高了组件的可靠性和耐久性；更进一步地，它有助于维持隔热效果的稳定性，确保上盖板4和周围密封件能够持续保持在安全温度范围内，最终支持反应腔室的长期稳定运行并减少因部件失效导致的维护需求，从而提升整体设备的性能和经济性。

在具体实施例中，所述第二隔热单元6还设置有环状冷却管路65，所述环状冷却管路65包括外圈冷却管651和内圈冷却管652；所述外圈冷却管651设置于所述第一隔热板61的上方，所述内圈冷却管652设置于所述陶瓷板63的上方；所述外圈冷却管651和所述内圈冷却管652的底部均开设有多个均匀分布的出气孔。其中，出气孔的直径2mm，用于增加气流速度；并且，腔室本体上具有屏蔽罩9，屏蔽罩9上方增加排气口，使热量快速抽走。

环状冷却管路65包括外圈冷却管651和内圈冷却管652，其中外圈冷却管651被设置在第一隔热板61的上方区域，环绕在第二隔热单元6的外围部分，而内圈冷却管652则被设置在陶瓷板63的上方区域，位于第二隔热单元6的内侧部分，两者均以环形方式布置，形成一种内外双圈的冷却布局，外圈冷却管651更靠近外部环境，内圈冷却管652更接近加热单元2的高温源。

外圈冷却管651的主要作用是通过其底部均匀分布的出气孔喷出冷却气体，对第一隔热板61及其周边区域进行冷却，减少热量从外部向内部传递，防止上盖板4温度过高；内圈冷却管652则专注于对陶瓷板63及其邻近高温区域进行直接冷却，利用气流吸收和分散热量，避免陶瓷板63因长期高温而失效；更具体地，这种分工使得外圈冷却管651负责阻挡外部热流侵入，内圈冷却管652则处理内部高温辐射，共同确保第二隔热单元6的整体温度控制在安全范围内。

外圈冷却管651和内圈冷却管652通过协同工作，同时释放冷却气体，外圈冷却管651从外围形成冷却屏障，内圈冷却管652从内部提供针对性降温，两者气流相互补充，覆盖整个第二隔热单元6的表面；更具体地，这种配合不仅增强了冷却效果的均匀性，避免了局部过热或冷却不足的问题，还通过增加气流速度提升了热交换效率，确保上盖板4温度稳定在180℃左右，同时保护密封件和电气元件免受高温损害。

在具体实施例中，如图2所示，所述喷淋板1的侧面环绕设置有石英环7，所述石英环7包括第一石英环71与第二石英环72，所述第一石英环71与第二石英环72之间设置有螺旋加热棒73。

喷淋板1的侧面被石英环7环绕设置，石英环7由第一石英环71和第二石英环72组成，它们以并列或层叠方式紧密围绕喷淋板1的周边布置，螺旋加热棒73则被直接安装在第一石英环71和第二石英环72之间的空隙中，形成一种嵌入式加热布局，使得热量能够从内部均匀辐射到整个石英环7表面；这种设计能够产生有效的温度控制效果，更具体地，螺旋加热棒73通过提供局部加热，使石英环7维持在高温度状态，避免因温度过低而成为冷点，从而防止工艺气体在石英环7上冷凝和形成薄膜沉积；更进一步地，这种加热机制减少了颗粒杂质的生成，改善了腔室内部的洁净度，同时通过降低热循环带来的应力，增强了石英环7的耐久性，最终延长了其使用寿命并保障了反应腔室的长期可靠运行。

在具体实施例中，所述腔室本体3的底部设置有冷却单元8，所述冷却单元8包括冷却管路81和可更换的垫板82，所述垫板82朝向所述腔室本体3的底部，且所述垫板82被配置为：不同厚度的垫板82对应不同的冷却效率。

如图6所示，冷却单元8设置在腔室本体3的底部，其中冷却管路81作为主要冷却部件负责循环冷却介质以吸收多余热量，而可更换的垫板82则直接安装于冷却管路81与腔室本体3底部之间，形成一种可调节的热界面；更具体地，垫板82的厚度可以根据实际温度控制需求进行更换，不同厚度的垫板82通过改变热传导路径来影响冷却效率，较厚的垫板82会增加热阻从而减缓热量传递，降低冷却效果，而较薄的垫板82则会减少热阻，增强热量导出，提高冷却效率；这种设计能够产生灵活的温度调节效果，允许操作人员根据腔室本体3的温控表现轻松更换垫板82，以优化热量管理，确保腔体温度稳定在180℃左右。

在具体实施例中，所述垫板82为聚四氟乙烯。

垫板82采用聚四氟乙烯材料制成，这种材料被直接应用于冷却单元8中，位于腔室本体3的底部与冷却管路81之间，作为热传导路径中的关键组成部分；聚四氟乙烯本身具有独特的材料特性，能够有效调节热量从腔室本体3向冷却管路81的传递过程。更具体地，聚四氟乙烯的低热导率使其成为一种理想的热阻材料，当垫板82的厚度变化时，它可以灵活地控制热流阻力，较厚的垫板82会显著降低冷却效率，而较薄的垫板82则允许更多热量被带走，从而实现精确的温度调节；更进一步地，这种材料在高温环境下表现出优异的化学稳定性和低摩擦特性，不会因长期热暴露而降解或释放有害颗粒，这有助于维持腔室内部的洁净度，同时其耐用性减少了频繁更换的需要，最终提升整体设备的可靠性和维护便利性。

在反应腔室的工作过程中，首先加热单元2启动，其中第一加热模块21通过多个第一云母加热器211首尾拼接成的环状结构对外圈区域进行加热，而第二加热模块22通过第二云母加热器对内圈区域进行加热，热量通过导热板23均匀传导至喷淋板1，使其快速升温至400℃到500℃的目标温度，促进工艺气体的均匀分布和化学反应；与此同时，腔室本体3和上盖板4通过独立的加热棒系统维持在大约180℃的较低温度，第一隔热单元5覆盖在腔室本体3外侧，第二隔热单元6覆盖在上盖板4外侧，两者均采用聚醚酰亚胺材料，有效进行隔热失并防止颗粒杂质释放，确保温度稳定性和腔室洁净度。更具体地，第二隔热单元6的多层结构包括第一隔热板61、第二隔热板62和陶瓷板63依次排列，第一隔热板61和第二隔热板62均为金属板且之间形成空隙64，陶瓷板63采用分瓣式结构，这些设计共同阻挡热量向上传递，减少应力集中，同时环状冷却管路65的外圈冷却管651设置在第一隔热板61上方，内圈冷却管652设置在陶瓷板63上方，它们通过底部均匀分布的出气孔喷出冷却气体，增强局部冷却效果，防止密封件和电气元件过热；喷淋板1的侧面环绕设置的石英环7包括第一石英环71和第二石英环72，螺旋加热棒73安装在两者之间，提供局部加热以避免冷点形成，防止薄膜沉积和颗粒产生；腔室本体3底部的冷却单元8通过冷却管路81循环冷却介质，并结合可更换的聚四氟乙烯垫板82调节热传导效率，不同厚度的垫板82对应不同的冷却强度，确保腔体温度平衡在180℃左右。更进一步地，所有这些零部件协同工作，使得喷淋板1的高温与腔室本体3和上盖板4的低温能够长期稳定共存，加热单元2的均匀加热与隔热单元的缓冲作用相结合，冷却系统的灵活调节与石英环的辅助加热相补充，最终实现了反应腔室的高效运行，温度控制精确，颗粒污染最小化，设备寿命延长，满足半导体薄膜沉积工艺的严格要求。

表1

表2

如上表1和表2分别为该半导体薄膜沉积设备在常温和高温工况下的颗粒污染测试数据，通过该测试数据可知：本实施例通过将第一隔热单元5覆盖在腔室本体3外侧和第二隔热单元6置于上盖板4外侧这一核心技术手段，有效提升了设备在高温工作状态下的洁净度稳定性。具体表现为，在关键监测点，颗粒数量在高温下与常温状态保持一致或处于低位，这直接证明了PEI材料卓越的隔热性能成功地将喷淋板等高温部件所产生的热量隔绝，避免了腔体和上盖板温度因热传导而失控升高，从而确保了其表面及周边区域不会因过热而释放颗粒或影响密封性能。更进一步地，这种稳定的低温环境为密封件和电气元件提供了可靠保护，使其能够在安全温度下长期工作，从根本上遏制了因材料过热降解或密封失效所引发的颗粒污染风险。

实施例2

本实施例提供一种半导体薄膜沉积设备，所述半导体薄膜沉积设备包括实施例1所述的反应腔室。

本实施例的半导体薄膜沉积设备通过采用上述反应腔室，能够实现关键部件温度的精确与稳定控制，使得喷淋板维持高温以高效促进化学反应，同时腔体和上盖板保持低温以可靠保护密封件和电气元件。更具体地，该设备利用独特的隔热与冷却设计有效防止了内部热量不当传递，显著减少了因温度波动或局部冷点导致的颗粒污染物产生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种反应腔室，其特征在于，所述反应腔室内具有喷淋板，所述喷淋板的上方具有加热单元，所述反应腔室包括腔室本体、上盖板、第一隔热单元以及第二隔热单元，所述上盖板位于所述腔室本体的开口处，所述第一隔热单元覆盖在所述腔室本体的外侧，所述第二隔热单元位于所述上盖板外侧；其中，所述第一隔热单元和所述第二隔热单元为聚醚酰亚胺。

2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述加热单元包括第一加热模块和第二加热模块，所述第一加热模块为空心的环状结构，所述第二加热模块嵌套在该环状结构的空心中。

3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述第一加热模块包括多个第一云母加热器，多个所述第一云母加热器首尾拼接成所述环状结构；所述第二加热模块为第二云母加热器。

4.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述加热单元还包括导热板，所述导热板设置在所述加热单元与所述喷淋板之间，所述加热单元产生的热量经由所述导热板传导至所述喷淋板。

5.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述第二隔热单元包括第一隔热板、第二隔热板以及陶瓷板，沿着从远离所述加热单元向靠近所述加热单元的方向，所述第一隔热板、第二隔热板以及陶瓷板依次设置。

6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述第一隔热板与所述第二隔热板均为金属板，且所述第一隔热板与所述第二隔热板之间形成有空隙。

7.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述陶瓷板为分瓣式结构，以减小应力集中。

8.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述第二隔热单元还设置有环状冷却管路，所述环状冷却管路包括外圈冷却管和内圈冷却管；所述外圈冷却管设置于所述第一隔热板的上方，所述内圈冷却管设置于所述陶瓷板的上方；所述外圈冷却管和所述内圈冷却管的底部均开设有多个均匀分布的出气孔。

9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述喷淋板的侧面环绕设置有石英环，所述石英环包括第一石英环与第二石英环，所述第一石英环与第二石英环之间设置有螺旋加热棒。

10.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述腔室本体的底部设置有冷却单元，所述冷却单元包括冷却管路和可更换的垫板，所述垫板朝向所述腔室本体的底部，且所述垫板被配置为：不同厚度的垫板对应不同的冷却效率。

11.根据权利要求10所述的反应腔室，其特征在于，所述垫板为聚四氟乙烯。

12.一种半导体薄膜沉积设备，其特征在于，所述半导体薄膜沉积设备包括权利要求1-11任一项所述的反应腔室。