[发明专利]反应腔室及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及反应腔室及等离子体加工设备。

背景技术

常压化学气相沉积（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition，APCVD）是指在大气压下进行的一种化学气相淀积的方法，由于其系统简单，反应速度快，APCVD技术用于在芯片制造过程中制备薄膜。在进行APCVD工艺的过程中，通常需要对被加工工件进行加热，以使其在较高的工艺温度下能够与工艺气体发生反应，并形成薄膜。为了提高工艺均匀性，提高成膜质量，就需要保证加热被加工工件的均匀性，因此，通常借助温度检测装置实时监控被加工工件的温度，以在其各个区域的温度不均匀时，能够及时进行调整。此外，为了防止反应腔室在高温环境中损坏，通常采用冷却系统对反应腔室进行冷却。

图1为现有的反应腔室的结构示意图。如图1所示，在反应腔室顶壁上方设有冷却系统和温度检测装置。其中，冷却系统包括喷淋装置11和挡水板12，喷淋装置11设于反应腔室上方，其包括多个喷水口111，用以朝向反应腔室的顶部喷淋冷却水；挡水板12设于反应腔室的顶壁上，且环绕在多个喷水口111的外围，其与反应腔室的顶壁形成水槽，以容纳自喷水口111喷出的冷却水。温度检测装置包括红外测温单元21和测量窗口22，其中，测量窗口22包括设置在反应腔室顶壁上的透明窗口221和环绕在透明窗口221外围的环形挡板222；红外测温单元21设置在反应腔室上方，且与透明窗口221相对应的位置处，用以接收自反应腔室内部透过透明窗口221辐射出来的红外线，以监测反应腔室的内部温度；环形挡板222用于将透明窗口221与水槽内的冷却水相互隔离。

上述反应腔室在实际应用中不可避免地存在下述问题，即：

在进行工艺的过程中，由于冷却系统对反应腔室的冷却和温度检测装置对反应腔室的内部温度的监测同时进行，喷淋在反应腔室的顶壁上的冷却水难免会溅入环形挡板222内，并流到透明窗口221上，导致自反应腔室内部辐射出来的红外线因透明窗口221上的冷却水而产生能量损耗，从而给红外测温单元21测量的准确性带来不良影响。而且，流到透明窗口221上的冷却水在干燥后会在透明窗口221上留下水印，该水印同样会对穿过透明窗口221的红外线产生影响，进而影响红外测温单元21测量的准确性；而且，该水印很难清除，从而给设备的维护带来难度。

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等离子体加工设备，其可以在冷却单元对反应腔室的冷却过程中，使溅入到环形挡板的内周壁上的冷却水，流入到设于环形挡板内周壁上的凹部内，并从所述凹部内的排水孔中排出；从而避免冷却水自环形挡板的内周壁上流入到腔室顶壁上的透明窗口上，给测温单元的测量准确性带来不良影响。

为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括腔室顶壁、冷却单元和测温单元，其中，所述冷却单元用于通过朝向所述腔室顶壁喷淋冷却水对反应腔室进行冷却；所述测温单元包括温度传感器和环形挡板，在所述腔室顶壁上设置有透明窗口，所述温度传感器设置在所述腔室顶壁上方，且与所述透明窗口相对应的位置处，用以透过透明窗口检测反应腔室的内部温度；所述环形挡板用于将所述透明窗口与冷却水相隔离，以防止冷却水流入所述透明窗口上；在所述环形挡板的内周壁上设有环绕所述内周壁一周的凹部，且所述凹部的开口向上倾斜；并且，在所述凹部内设有排水孔，用以将流入所述凹部的冷却水排出。

其中，在所述环形挡板的顶壁与外周壁之间具有倒角或圆角。

其中，在所述环形挡板的内周壁与所述凹部的上壁之间具有圆角。

其中，所述环形挡板的内周壁的位于所述凹部上方的部分的直径大于位于所述凹部下方的部分的直径。

其中，在所述反应腔室内设置有托盘，用以承载被加工工件；并且，所述透明窗口位于与所述托盘上表面相对应的位置处；所述温度传感器用于通过透过所述透明窗口检测所述托盘的温度来获得所述反应腔室的内部温度。

其中，所述透明窗口在所述托盘所在平面上的投影自所述托盘的中心延伸至所述托盘的边缘；所述测温单元还包括直线驱动机构，所述直线驱动机构用于驱动所述温度传感器在所述透明窗口的两端之间作直线往复运动。

其中，所述测温单元还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述直线驱动机构驱动所述温度传感器作直线往复运动的速度和距离。

其中，所述直线驱动机构包括气缸或直线电机。

其中，所述控制装置包括PLC控制器。