一種等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置；所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有能夠密閉的腔室，所述腔室的側(cè)壁頂部設(shè)置有環(huán)蓋；所述腔室的頂部由介電窗構(gòu)成，所述環(huán)蓋與所述介電窗之間存在溫度差；所述溫度隔離裝置是設(shè)置在所述環(huán)蓋頂部的隔熱圈；所述隔熱圈的頂面，與所述介電窗的一部分底面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)介電窗的支撐，從而隔絕介電窗與所述環(huán)蓋之間的導(dǎo)熱接觸，以阻止熱量由所述介電窗向環(huán)蓋傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)減少介電窗中心位置到邊緣位置的溫度梯度的目的。本發(fā)明能夠有效提升等離子體處理設(shè)備的安全性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在半導(dǎo)體制造工藝中廣泛實(shí)施以進(jìn)行薄膜沉積或蝕刻等作為目的的等離子體處理。例如在圖1、圖2所示的電感耦合型等離子體處理設(shè)備中，設(shè)置有真空的腔室300，在腔室300內(nèi)的底部設(shè)有基座600，基座600上設(shè)有靜電夾具700，被處理的基板500 (例如是半導(dǎo)體晶圓，玻璃基板等)放置于所述靜電夾具700上。腔室300的頂部設(shè)置為介電窗100，一般由陶瓷材料(Al2O3)構(gòu)成。在所述腔室300的環(huán)形側(cè)壁頂部設(shè)置有環(huán)蓋200，由環(huán)蓋200上由內(nèi)邊緣向外延伸的一部分頂面，與介電窗100上由外邊緣向內(nèi)延伸的一部分底面相接觸(標(biāo)號(hào)110示出的即是兩者的接觸面位置)，從而通過(guò)環(huán)蓋200對(duì)介電窗100進(jìn)行支撐。在腔室300外，一般在介電窗100的上方，設(shè)置有線(xiàn)圈狀的感應(yīng)天線(xiàn)400。向所述感應(yīng)天線(xiàn)400施加RF射頻電流,從而在感應(yīng)天線(xiàn)400周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),該磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)貫穿介電窗100,在腔室300內(nèi)，位于被處理基板500上方與介電窗100底部之間的反應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，進(jìn)而通過(guò)所述感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)導(dǎo)入腔室300內(nèi)的反應(yīng)氣體的分子或原子發(fā)生電離碰撞，從而在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)形成反應(yīng)氣體的等離子體對(duì)基板500進(jìn)行處理。
[0003]腔室300內(nèi)產(chǎn)生的等離子體會(huì)在反應(yīng)區(qū)域中高效地向四周擴(kuò)散，則在長(zhǎng)時(shí)間的處理過(guò)程中等離子體會(huì)轟擊介電窗100的底面，從而在介電窗100中蓄積足夠多的熱量(例如是3KW),以使介電窗100及其周邊的溫度升高。然而，由于支撐介電窗100的環(huán)蓋200 —般是由金屬(例如是鋁Al或者其合金等)材料制成，則環(huán)蓋200與介電窗100在比熱容、熱膨脹系數(shù)及導(dǎo)熱能力等方面都有很大差別。并且，除了在環(huán)蓋200內(nèi)部開(kāi)設(shè)有向腔室300內(nèi)輸送氣體的管道210以外，在環(huán)蓋200內(nèi)部還另外開(kāi)設(shè)有管道220供冷卻液流通來(lái)降低環(huán)蓋200的溫度。因此，介電窗100的溫度會(huì)高于環(huán)蓋200的溫度，使得熱量經(jīng)由介電窗100與環(huán)蓋200相接觸的邊緣位置，從介電窗100向環(huán)蓋200進(jìn)行傳導(dǎo)。其結(jié)果是在介電窗100的中心位置與該介電窗100上接觸環(huán)蓋200的邊緣位置之間產(chǎn)生巨大的溫度梯度，一方面使得在介電窗100下方反應(yīng)區(qū)域內(nèi)形成的等離子體在中心及邊緣區(qū)域不均勻分布的問(wèn)題發(fā)生，影響對(duì)基本處理的均勻性；另一方面所具有的溫度差還使得介電窗100發(fā)生變形，從而導(dǎo)致介電窗100開(kāi)裂并打碎腔室300內(nèi)的基板或其他設(shè)備，嚴(yán)重影響整個(gè)等離子體處理裝置的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置，用隔熱材料制成的隔熱圈，替換環(huán)蓋上原先與介電窗相接觸的部分，以阻止介電窗的熱量向環(huán)蓋傳導(dǎo)，從而減小介電窗的中心位置與邊緣位置之間的溫度梯度，避免介電窗因溫差所造成的開(kāi)裂現(xiàn)象，有效提高等離子處理設(shè)備的安全性能。[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種溫度隔離裝置，用于等離子體處理設(shè)備；所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有能夠密閉的腔室，所述腔室的側(cè)壁頂部設(shè)置有環(huán)蓋；所述腔室的頂部由介電窗構(gòu)成，所述環(huán)蓋與所述介電窗之間存在溫度差；
所述溫度隔離裝置是設(shè)置在所述環(huán)蓋頂部的隔熱圈；所述隔熱圈的頂面，與所述介電窗的一部分底面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)介電窗的支撐，從而隔絕介電窗與所述環(huán)蓋之間的導(dǎo)熱接觸，以阻止熱量由所述介電窗向環(huán)蓋傳導(dǎo)，減少介電窗中心位置到邊緣位置的溫度梯度。
[0006]所述的隔熱圈是由不受等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的處理反應(yīng)影響的隔熱或絕熱材料制成。
[0007]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述隔熱圈使用特氟龍或石英材料制成。
[0008]所述介電窗由陶瓷材料制成；所述環(huán)蓋由金屬材料制成。
[0009]優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述環(huán)蓋頂部切除了由環(huán)蓋內(nèi)邊緣向外徑向延伸一段設(shè)定距離后的部分形成有環(huán)狀槽，所述隔熱圈嵌設(shè)在該環(huán)狀槽內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述環(huán)蓋頂部嵌入設(shè)置有O型密封圈，所述隔熱圈的外側(cè)邊緣與所述O型密封圈的內(nèi)邊緣相貼合；
所述介電窗底面的最外側(cè)部分懸空設(shè)置于所述O型密封圈的上方，所述介電窗與所述O型密封圈之間沒(méi)有導(dǎo)熱接觸；
將所述介電窗底面上從最外側(cè)部分向內(nèi)徑向延伸一段設(shè)定距離后的表面設(shè)為次外側(cè)部分，則所述介電窗底面的次外側(cè)部分與所述隔熱圈的頂面相接觸。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種等離子體處理設(shè)備，設(shè)置有如上所述的溫度隔離裝置；所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有一個(gè)能夠密閉的腔室，腔室內(nèi)的底部設(shè)有基座，基座上還設(shè)有靜電夾具，被處理的基板放置于靜電夾具的頂面上；
所述腔室的頂部由介電窗構(gòu)成；在腔室外、所述介電窗的上方設(shè)置有感應(yīng)天線(xiàn)，向所述感應(yīng)天線(xiàn)施加RF射頻電流后，能夠在腔室內(nèi)位于被處理基板上方與介電窗底部之間的反應(yīng)區(qū)域，產(chǎn)生引入該反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)氣體的等離子體；
所述腔室的側(cè)壁頂部設(shè)置有環(huán)蓋，所述環(huán)蓋與所述介電窗之間存在溫度差；所述環(huán)蓋頂部設(shè)置有隔熱圈，并且，通過(guò)使所述隔熱圈的頂面，與所述介電窗的一部分底面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)介電窗的支撐，從而隔絕介電窗與所述環(huán)蓋之間的導(dǎo)熱接觸，以阻止熱量由所述介電窗向環(huán)蓋傳導(dǎo)，減少介電窗中心位置到邊緣位置的溫度梯度。
[0012]所述的隔熱圈是由不受等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的處理反應(yīng)影響的隔熱或絕熱材料制成，所述隔熱或絕熱材料具有小于IW/ (m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0013]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述隔熱圈使用特氟龍或石英材料制成。
[0014]所述介電窗由陶瓷材料制成；所述環(huán)蓋由金屬材料制成。
[0015]優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述環(huán)蓋頂部切除了由環(huán)蓋內(nèi)邊緣向外徑向延伸一段設(shè)定距離后的部分形成了環(huán)狀槽，所述隔熱圈嵌設(shè)在該環(huán)狀槽內(nèi)。
[0016]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述環(huán)蓋頂部嵌入設(shè)置有O型密封圈，所述隔熱圈的外側(cè)邊緣與所述O型密封圈的內(nèi)邊緣相貼合；
所述介電窗底面的最外側(cè)部分懸空設(shè)置于所述O型密封圈的上方，所述介電窗與所述O型密封圈之間沒(méi)有導(dǎo)熱接觸；
將所述介電窗底面上從最外側(cè)部分向內(nèi)徑向延伸一段設(shè)定距離后的表面設(shè)為次外側(cè)部分13，則所述介電窗底面的次外側(cè)部分與所述隔熱圈的頂面相接觸。
[0017]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述等離子體處理設(shè)備中，通過(guò)設(shè)置在所述介電窗上方的風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，對(duì)該介電窗進(jìn)行散熱。
[0018]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述環(huán)蓋內(nèi)部分別開(kāi)設(shè)有能夠向所述腔室內(nèi)輸送氣體的第一管道，和供冷卻液流通以降低環(huán)蓋溫度的第二管道。
[0019]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述腔室內(nèi)部為真空或低壓環(huán)境，所述腔室外部為大氣環(huán)境。
[0020]本發(fā)明的還有一個(gè)技術(shù)方案是提供一種電感耦合型等離子反應(yīng)器，所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有能夠密閉的腔室，一個(gè)介電窗安裝到所述腔室的側(cè)壁頂部，介電窗上方安裝有電感線(xiàn)圈；其特征在于:
所述側(cè)壁頂部與介電窗之間通過(guò)一個(gè)安裝環(huán)相連接固定，所述安裝環(huán)在與所述介電窗相接觸的上表面包括一個(gè)由低導(dǎo)熱材料制成接觸部，其中所述低導(dǎo)熱材料具有小于Iw/(m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0021]優(yōu)選的實(shí)施例中,所述接觸部上表面具有至少一個(gè)溝槽。
[0022]優(yōu)選的實(shí)施例中，所述安裝環(huán)還包括一氣密環(huán)圍繞在所述接觸部外圍。
[0023]本發(fā)明提供等離子體處理設(shè)備及其中的溫度隔離裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明由于在環(huán)蓋上設(shè)置隔熱/絕熱材料的隔熱圈，通過(guò)隔熱圈的頂面與介電窗的底面相接觸，能夠有效阻止熱量從介電窗的邊緣位置向環(huán)蓋方向傳導(dǎo)。相比現(xiàn)有技術(shù)中直接使金屬的環(huán)蓋與介電窗接觸，或者在環(huán)蓋上使用陶瓷材料制成的環(huán)狀與介電窗接觸來(lái)比，本發(fā)明中介電窗的中心位置到邊緣位置的溫度相對(duì)更為平均，溫度梯度顯著減小，從而能夠避免介電窗因溫差所造成的開(kāi)裂現(xiàn)象，提供了一種安全性能更高的等離子處理設(shè)備。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是現(xiàn)有等離子體處理設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是現(xiàn)有等離子體處理設(shè)備中介電窗與環(huán)蓋接觸位置的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述帶溫度隔離裝置的等離子體處理設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明所述帶溫度隔離裝置的等離子體處理設(shè)備中介電窗與環(huán)蓋接觸位置的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5?圖10是比較現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明的多個(gè)測(cè)試實(shí)例得到的對(duì)介電窗中心位置與邊緣位置的溫度的圖表，其中:
圖5是現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有在環(huán)蓋上設(shè)置隔熱圈，介電窗積蓄了 2.3KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖；
圖6是現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有在環(huán)蓋上設(shè)置隔熱圈，介電窗積蓄了 2.5KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖；
圖7是在環(huán)蓋上設(shè)置了與介電窗相同陶瓷材料的隔熱圈，介電窗積蓄了 2.5KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖；
圖8是在環(huán)蓋上設(shè)置了與介電窗相同陶瓷材料的隔熱圈，使該隔熱圈結(jié)構(gòu)有所不同，介電窗積蓄了 2.5KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖；
圖9是本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施例，在環(huán)蓋上設(shè)置了石英材料的隔熱圈，介電窗積蓄了2.5KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖；
圖10是本發(fā)明中的另一個(gè)實(shí)施例，在環(huán)蓋上設(shè)置了特氟龍材料的隔熱圈，介電窗積蓄了 2.5KW熱量且通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱時(shí)，介電窗的中心位置與邊緣位置的溫度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]配合參見(jiàn)圖3、圖4所示，本實(shí)施例提供的等離子體處理設(shè)備是一種電感耦合型等離子體處理設(shè)備，設(shè)置有一個(gè)腔室，該腔室側(cè)壁30的內(nèi)部和外部能夠密閉隔離，使得腔室內(nèi)部的壓力可以設(shè)置為真空或低壓環(huán)境，而腔室外部一般為大氣環(huán)境。下文中將各個(gè)零部件上，靠近真空環(huán)境的一側(cè)稱(chēng)為“內(nèi)側(cè)”、“內(nèi)邊緣”等，而將遠(yuǎn)離真空環(huán)境、靠近大氣環(huán)境的一側(cè)稱(chēng)為“外側(cè)”、“外邊緣”等。
[0026]腔室內(nèi)的底部設(shè)有基座60，基座60上還設(shè)有靜電夾具70，被處理的基板50 (例如是半導(dǎo)體晶圓，玻璃基板等)放置于靜電夾具70的頂面上。腔室的頂部設(shè)置有陶瓷材料(Al2O3)的介電窗10。向位于腔室外、介電窗10上方的線(xiàn)圈狀的感應(yīng)天線(xiàn)40施加RF射頻電流，從而在腔室內(nèi)位于被處理基板50上方與介電窗10底部之間的反應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生反應(yīng)氣體的等離子體。
[0027]所述腔室的側(cè)壁30頂部設(shè)置有環(huán)蓋20，腔室的側(cè)壁30及環(huán)蓋20分別由金屬材料(例如是鋁Al或其合金)制成。并且，該環(huán)蓋20頂部由內(nèi)邊緣向外延伸的一定距離內(nèi)開(kāi)設(shè)為環(huán)狀的槽，槽內(nèi)設(shè)置有隔熱圈80，通過(guò)環(huán)蓋20上的該隔熱圈80頂面來(lái)接觸介電窗10的一部分底面(大致是介電窗10上由外邊緣向內(nèi)延伸的其中一部分底面)進(jìn)行支撐。環(huán)蓋20內(nèi)部還分別開(kāi)設(shè)有向腔室內(nèi)輸送氣體的第一管道21，和供冷卻液流通的第二管道22。
[0028]所述的隔熱圈80可以由多種隔熱或絕熱材料制成，可以根據(jù)具體的工藝制程選擇隔熱圈80的相應(yīng)材料，使得隔熱圈80能夠不受反應(yīng)氣體及其等離子體處理反應(yīng)時(shí)的影響。優(yōu)選的實(shí)施例中，所述隔熱或絕熱材料具有小于IW/ (m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。例如，隔熱圈80可以使用特氟龍(Teflon)或石英材料制成。
[0029]優(yōu)選的實(shí)施例中，參見(jiàn)圖4所示，在環(huán)蓋20頂部嵌入設(shè)置有O型密封圈23?？梢詫h(huán)蓋20頂部上，從所述O型密封圈23內(nèi)邊緣下方的位置徑向延伸至該環(huán)蓋20內(nèi)邊緣的部分都去除，來(lái)形成上述用于安裝隔熱圈80的槽。則，可以調(diào)整隔熱圈80上部的外側(cè)邊緣形狀，使得隔熱圈80的該外側(cè)邊緣能夠與O型密封圈23的內(nèi)邊緣相貼合。隔熱圈80的內(nèi)側(cè)邊緣不超過(guò)其下方的環(huán)蓋20的內(nèi)邊緣，兩者可以相互對(duì)齊。
[0030]此時(shí)，介電窗10的整個(gè)底面都不會(huì)直接與環(huán)蓋20的頂面接觸；且0型密封圈23的頂面是低于隔熱圈80的頂面，使得介電窗10底面的最外側(cè)部分12是懸空設(shè)置于O型密封圈23的上方，相互也沒(méi)有接觸；則通過(guò)介電窗10底面上的次外側(cè)部分13(即從最外側(cè)部分12向內(nèi)延伸的那一部分表面)與隔熱圈80的頂面相接觸。因此，隔熱圈80的設(shè)置能夠阻擋熱量從介電窗10的邊緣位置向環(huán)蓋20傳遞，有效減少介電窗10中心位置到邊緣位置的溫度梯度。
[0031]在本發(fā)明所述的等離子體處理設(shè)備中，通過(guò)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)對(duì)介電窗10實(shí)現(xiàn)散熱。例如可以將風(fēng)扇(圖中未示出)布置在介電窗10的上方。
[0032]本發(fā)明通過(guò)其他一些實(shí)施例，還提供一種電感耦合型等離子反應(yīng)器，設(shè)置有能夠密閉的腔室，一個(gè)介電窗10安裝到所述腔室的側(cè)壁30頂部,介電窗10上方安裝有電感線(xiàn)圈；其中，所述側(cè)壁30頂部與介電窗10之間通過(guò)一個(gè)安裝環(huán)相連接固定，所述安裝環(huán)在與所述介電窗10相接觸的上表面包括一個(gè)由低導(dǎo)熱材料制成接觸部，其中所述低導(dǎo)熱材料具有小于Iw/(m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。優(yōu)選的，所述接觸部上表面具有至少一個(gè)溝槽。所述安裝環(huán)還包括一氣密環(huán)圍繞在所述接觸部外圍。
[0033]以下提供了 6個(gè)測(cè)試實(shí)例，與圖5~圖10所示的圖表相對(duì)應(yīng)，將現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明所述的等離子體處理設(shè)備相比較，針對(duì)是否在環(huán)蓋20上設(shè)置隔熱圈80，以及選擇不同材料或結(jié)構(gòu)的隔熱圈80等，測(cè)得介電窗10上中心位置到邊緣位置的溫度變化，以此來(lái)說(shuō)明本發(fā)明減少溫度梯度的有益效果。各圖中橫坐標(biāo)表示介電窗10的任意位置到圓心之間的半徑距離R，縱坐標(biāo)表示介電窗10上該位置的溫度。
[0034]而下表中例舉了這些測(cè)試實(shí)例中，與介電窗10邊緣位置進(jìn)行接觸的隔熱圈80或環(huán)蓋20的制作材料(第一列)及其在最后一行所示的溫度(單位:開(kāi)爾文)下的相應(yīng)系數(shù)，例如是比熱、熱傳導(dǎo)、密度、熱膨脹、楊氏模量、泊松比、抗拉強(qiáng)度。最后一列中對(duì)某一項(xiàng)材料具體應(yīng)用在哪個(gè)測(cè)試實(shí)例中進(jìn)行說(shuō)明。
【權(quán)利要求】
1.一種溫度隔離裝置，用于等離子體處理設(shè)備；所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有能夠密閉的腔室，所述腔室的側(cè)壁(30)頂部設(shè)置有環(huán)蓋(20);所述腔室的頂部由介電窗(10)構(gòu)成，所述環(huán)蓋(20)與所述介電窗(10)之間存在溫度差；其特征在于: 所述溫度隔離裝置是設(shè)置在所述環(huán)蓋(20)頂部的隔熱圈(80);所述隔熱圈(80)的頂面，與所述介電窗(10)的一部分底面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)介電窗(10)的支撐，從而隔絕介電窗(10)與所述環(huán)蓋(20)之間的導(dǎo)熱接觸，以阻止熱量由所述介電窗(10)向環(huán)蓋(20)傳導(dǎo)，減少介電窗(10)中心位置到邊緣位置的溫度梯度。
2.如權(quán)利要求1所述溫度隔離裝置，其特征在于， 所述的隔熱圈(80)是由不受等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的處理反應(yīng)影響的隔熱或絕熱材料制成，所述隔熱或絕熱材料具有小于IW/ (m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述溫度隔離裝置，其特征在于， 所述隔熱圈(80)使用特氟龍或石英材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述溫度隔離裝置，其特征在于， 所述介電窗(10)由陶瓷材料制成；所述環(huán)蓋(20)由金屬材料制成。
5.如權(quán)利要求1所述溫度隔離裝置，其特征在于， 在所述環(huán)蓋(20)頂部切除了由環(huán)蓋(20)內(nèi)邊緣向外徑向延伸一段設(shè)定距離后的部分形成有環(huán)狀槽，所述隔熱圈(80 )嵌設(shè)在該環(huán)狀槽內(nèi)。`
6.如權(quán)利要求1所述溫度隔離裝置，其特征在于， 所述環(huán)蓋(20 )頂部嵌入設(shè)置有O型密封圈(23 )，所述隔熱圈(80 )的外側(cè)邊緣與所述O型密封圈(23)的內(nèi)邊緣相貼合； 所述介電窗(10)底面的最外側(cè)部分(12)懸空設(shè)置于所述O型密封圈(23)的上方，所述介電窗(10)與所述O型密封圈(23)之間沒(méi)有導(dǎo)熱接觸； 將所述介電窗(10)底面上從最外側(cè)部分(12)向內(nèi)徑向延伸一段設(shè)定距離后的表面設(shè)為次外側(cè)部分(13),則所述介電窗(10)底面的次外側(cè)部分(13)與所述隔熱圈(80)的頂面相接觸。
7.一種等離子體處理設(shè)備，設(shè)置有如權(quán)利要求1中所述的溫度隔離裝置，其特征在于，所述等離子體處理設(shè)備設(shè)置有一個(gè)能夠密閉的腔室，腔室內(nèi)的底部設(shè)有基座(60 )，基座(60)上還設(shè)有靜電夾具(70),被處理的基板(50)放置于靜電夾具(70)的頂面上； 所述腔室的頂部由介電窗(10)構(gòu)成；在腔室外、所述介電窗(10)的上方設(shè)置有感應(yīng)天線(xiàn)(40 )，向所述感應(yīng)天線(xiàn)(40 )施加RF射頻電流后，能夠在腔室內(nèi)位于被處理基板(50 )上方與介電窗(10)底部之間的反應(yīng)區(qū)域，產(chǎn)生引入該反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)氣體的等離子體； 所述腔室的側(cè)壁(30 )頂部設(shè)置有環(huán)蓋(20 )，所述環(huán)蓋(20 )與所述介電窗(10 )之間存在溫度差；所述環(huán)蓋(20)頂部設(shè)置有隔熱圈(80)，并且，通過(guò)使所述隔熱圈(80)的頂面，與所述介電窗(10)的一部分底面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)介電窗(10)的支撐，從而隔絕介電窗(10)與所述環(huán)蓋(20)之間的導(dǎo)熱接觸，以阻止熱量由所述介電窗(10)向環(huán)蓋(20)傳導(dǎo)，減少介電窗(10)中心位置到邊緣位置的溫度梯度。
8.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述的隔熱圈(80)是由不受等離子體處理設(shè)備中進(jìn)行的處理反應(yīng)影響的隔熱或絕熱材料制成，所述隔熱或絕熱材料具有小于IW/ (m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述隔熱圈(80)使用特氟龍或石英材料制成。
10.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述介電窗(10)由陶瓷材料制成；所述環(huán)蓋(20)由金屬材料制成。
11.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 在所述環(huán)蓋(20)頂部切除了由環(huán)蓋(20)內(nèi)邊緣向外徑向延伸一段設(shè)定距離后的部分形成了環(huán)狀槽，所述隔熱圈(80 )嵌設(shè)在該環(huán)狀槽內(nèi)。
12.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述環(huán)蓋(20 )頂部嵌入設(shè)置有O型密封圈(23 )，所述隔熱圈(80 )的外側(cè)邊緣與所述O型密封圈(23)的內(nèi)邊緣相貼合； 所述介電窗(10)底面的最外側(cè)部分(12)懸空設(shè)置于所述O型密封圈(23)的上方，所述介電窗(10)與所述O型密封圈(23)之間沒(méi)有導(dǎo)熱接觸； 將所述介電窗(10)底面上從最外側(cè)部分(12)向內(nèi)徑向延伸一段設(shè)定距離后的表面設(shè)為次外側(cè)部分(13),則所述介電窗(10)底面的次外側(cè)部分(13)與所述隔熱圈(80)的頂面相接觸。
13.如權(quán)利要求7所 述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述等離子體處理設(shè)備中，通過(guò)設(shè)置在所述介電窗(10)上方的風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，對(duì)該介電窗(10)進(jìn)行散熱。
14.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述環(huán)蓋(20)內(nèi)部分別開(kāi)設(shè)有能夠向所述腔室內(nèi)輸送氣體的第一管道(21)，和供冷卻液流通以降低環(huán)蓋(20)溫度的第二管道(22)。
15.如權(quán)利要求7所述等離子體處理設(shè)備，其特征在于， 所述腔室內(nèi)部為真空或低壓環(huán)境，所述腔室外部為大氣環(huán)境。
16.一種電感耦合型等離子反應(yīng)器，所述等離子反應(yīng)器設(shè)置有能夠密閉的腔室，一個(gè)介電窗(10)安裝到所述腔室的側(cè)壁(30)頂部，介電窗(10)上方安裝有電感線(xiàn)圈；其特征在于: 所述側(cè)壁(30)頂部與介電窗(10)之間通過(guò)一個(gè)安裝環(huán)相連接固定，所述安裝環(huán)在與所述介電窗(10)相接觸的上表面包括一個(gè)由低導(dǎo)熱材料制成接觸部，其中所述低導(dǎo)熱材料具有小于lw/(m-K)的導(dǎo)熱系數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述等離子反應(yīng)器，其特征在于，所述接觸部上表面具有至少一個(gè)溝槽。
18.如權(quán)利要求16所述等離子反應(yīng)器，其特征在于，所述安裝環(huán)還包括一氣密環(huán)圍繞在所述接觸部外圍。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103794457SQ201210419716
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】徐朝陽(yáng), 倪圖強(qiáng), 許頌臨, 周寧 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司