反应腔室及等离子体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]常压化学气相沉积(AtmosphericPressure Chemical Vapor Deposit1n,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。此夕卜，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。
[0003]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。
[0004]上述反应腔室在实际应用中不可避免地存在下述问题，SP:
[0005]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】
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]其中，所述直线驱动机构包括气缸或直线电机。
[0015]其中，所述控制装置包括PLC控制器。
[0016]其中，所述冷却单元包括喷淋装置和挡水板；其中所述喷淋装置设有所述腔室顶壁上方，其具有多个喷水口，用以朝向所述腔室顶壁喷淋冷却水；所述挡水板设于所述腔室顶壁上，且环绕在所述多个喷水口的外围，所述挡水板与所述腔室顶壁形成水槽，用以容纳自所述喷水口喷出的冷却水。
[0017]其中，所述喷水口与所述腔室顶壁之间的竖直间距的范围为10?25mm。
[0018]其中，所述冷却单元还包括升降驱动机构，所述升降驱动机构用于驱动所述喷淋装置上升或下降，以调节所述喷水口与所述腔室顶壁之间的竖直间距。
[0019]作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用了本发明提供的上述反应腔室。
[0020]本发明具有以下有益效果:
[0021]本发明提供的反应腔室，其环形挡板的内周壁上设有环绕该环形挡板的内周壁一周的凹部，用以在冷却单元朝向腔室顶壁喷淋冷却水，以对反应腔室进行冷却时，使溅入到位于所述凹部上方的环形挡板的内周壁上的冷却水在重力的作用下沿环形挡板的内周壁流入到所述凹部内，并经由所述凹部内的排水口排出，从而避免了上述冷却水自环形挡板的内周壁流入到腔室顶壁上的透明窗口上，对温度传感器检测反应腔室的内部的温度的准确性造成不良影响。
[0022]本发明提供的等离子体加工设备，其采用本发明提供的反应腔室，可以在冷却单元朝向腔室顶壁喷淋冷却水，以对反应腔室进行冷却时，使溅入到位于所述凹部上方的环形挡板的内周壁上的冷却水在重力的作用下沿环形挡板的内周壁流入到所述凹部内，并经由所述凹部内的排水口排出，从而避免了上述冷却水自环形挡板的内周壁流入到腔室顶壁上的透明窗口上，对温度传感器检测反应腔室的内部的温度的准确性造成不良影响。
【附图说明】
[0023]图1为现有的反应腔室的结构示意图；
[0024]图2为本发明第一实施例提供的反应腔室的俯视示意图；
[0025]图3为图2所示反应腔室的沿A-A方向的剖视图；
[0026]图4为图2所示反应腔室中的环形挡板的俯视示意图；
[0027]图5为图4所示环形挡板的沿B-B方向的剖视图；以及
[0028]图6为本发明第二实施例提供的反应腔室中环形挡板的示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的反应腔室及等离子体加工设备进行详细描述。
[0030]图2为本发明第一实施例提供的反应腔室的俯视示意图。图3为图2所示反应腔室的沿A-A方向的剖视图。请一并参看图2和图3，反应腔室包括腔室顶壁3、冷却单元4和测温单元5。其中，腔室顶壁3上设置有透明窗口，用以由测温单元5透过该透明窗口检测反应腔室的内部温度。
[0031]冷却单元4用于通过朝向腔室顶壁3喷淋冷却水对反应腔室进行冷却；具体地，冷却单元4包括喷淋装置41和挡水板42 ;其中，喷淋装置41设于腔室顶壁3上方，其具有多个喷水口 410，用以朝向腔室顶壁3喷淋冷却水；挡水板42设于腔室顶壁3上，且环绕在上述多个喷水口 410的外围，该挡水板42与腔室顶壁3形成水槽，用以容纳自上述多个喷水口 410喷出的冷却水。
[0032]测温单元5包括温度传感器51和环形挡板52 ;其中，温度传感器51设置在腔室顶壁3上方，且与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；环形挡板52用于将透明窗口与冷却单元4朝向腔室顶壁3喷淋的冷却水相隔离，以防止冷却水流入到透明窗口上。
[0033]请一并参看图4和图5，图4为图2所示反应腔室中的环形挡板的俯视示意图。图5为图4所示环形挡板的沿B-B方向的剖视图。在环形挡板52的内周壁上设有环绕环形挡板52的内周壁一周的凹部520，且该凹部520的开口向上倾斜；并且，在该凹部520内设有排水孔521。在冷却单元4对反应腔室进行冷却的过程中，溅入到位于凹部520上方的环形挡板52的内周壁上的冷却水沿环形挡板52的内周壁流入到凹部520中，并从设于凹部520内的排水孔521排出。
[0034]容易理解，在实际使用中，设置排水孔521的高度高于挡水板42与腔室顶壁3形成的水槽内的冷却水的水位高度，以使流入到凹部520内的冷却水可以从排水孔521排入到水槽内，而水槽内的冷却水却无法经排水孔521倒灌入凹部520内。
[0035]本发明第一实施例提供的反应腔室，其环形挡板52的内周壁上设有环绕该环形挡板52的内周壁一周的凹部520，用以在冷却单元4朝向腔室顶壁3喷淋冷却水，以对反应腔室进行冷却时，使溅入到位于凹部520上方的环形挡板52的内周壁上的冷却水在重力的作用下沿环形挡板52的内周壁流入到凹部520内，并经由凹部520内的排水口 521排出，从而避免了上述冷却水自环形挡板52的内周壁流入到腔室顶壁3上的透明窗口上，对温度传感器51检测反应腔室的内部的温度的准确性造成不良影响。
[0036]具体地，如图5所示，环形挡板52的顶壁与外周壁之间具有倒角，用以使环形挡板52的顶壁与外周壁之间具有一个向下倾斜的平面，从而在冷却单元4的喷水口 410向腔