CN101930891B - 反应腔室和内衬装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反应腔室及其内衬装置，反应腔室包括：腔体和位于腔体内部的内衬装置，所述内衬装置包括：悬挂件，固定于所述腔体的侧壁；侧壁内衬，与所述悬挂件挂接；第一支撑件，固定于所述腔体的底部；底部内衬，设置于所述第一支撑件上，并由所述第一支撑件限定其水平位置。此外，内衬装置还包括第二支撑件，固定于所述腔体的底部；匀流内衬，设置于所述第二支撑件上，并由所述第二支撑件限定其水平位置，该匀流内衬具有匀流通路；其中，所述匀流内衬位于所述加热装置的周围。所述内衬装置拆卸方便、能够降低设备维护时间及维护工作强度。

Description

反应腔室和内衬装置

技术领域

本发明涉及大面积基板加工设备技术领域，特别涉及一种反应腔室和内衬装置。

背景技术

在太阳能电池制造，平板显示制造等大面积基板处理过程中，通常需要采用各种加工设备进行薄膜沉积工艺，例如，等离子体增强化学气相沉积系统(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)用于形成氮化硅等膜层。

图1为一种常用的PECVD系统示意图，如图1所示，所述PECVD系统包括：装载平台1、装载模块2、预热模块3、工艺模块4、卸载模块5、卸载平台6、载板传输模块7(贯穿于整个系统)。在整个PECVD系统运转过程中，基片9(例如为硅片)在装载平台1被装载到载板8上，然后经过装载模块2进入预热模块3内进行预热处理，当硅片9达到设定工艺温度后，载板8被传送至工艺模块4进行PECVD工艺，在硅片9表面沉积氮化硅等膜层，最后由卸载模块5传出，在卸载平台6将处理后的硅片9卸载。

PECVD工艺主要在工艺模块4的反应腔室内进行，通常，反应形成的氮化硅等膜层会附着在反应腔室的内表面并且难以清洗去除，附着物将对反应腔室内的环境产生不良影响，导致工艺一致性较差，因此往往在反应腔室内设置一层可以拆卸的衬板，如图1中的内衬10；于是，反应生成的氮化硅等膜层就会附着在内衬10表面，从而保持反应腔室的内表面的清洁，设备维护时只需要将内衬10拆卸清洗即可。

图2为目前一种PECVD反应腔室的结构示意图，如图所示，装有硅片9的载板11放入真空反应腔室14内，反应气体通过连接有射频激发源的匀流板13后被激发成等离子体，等离子体反应生成的氮化硅膜层沉积在硅片9及内衬10的表面，内衬10与反应腔室14之间通过多个螺钉15进行固定，载板11下方设有加热器16对载板11进行加热。

然而问题在于，上述内衬采用螺钉紧固的方式与反应腔室固定，反应生成的膜层会将螺钉覆盖而导致螺钉难以拆卸，而且，内衬拆卸后螺钉容易丢失，甚至掉落进排气通道等腔室内部构件中，造成维护不方便。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种拆卸方便、能够降低设备维护时间及维护工作强度的反应腔室及其内衬装置。

为解决上述问题，本发明提供一种反应腔室，包括：腔体和位于腔体内部的内衬装置，所述内衬装置包括：

悬挂件，固定于所述腔体的侧壁；

侧壁内衬，与所述悬挂件挂接；

第一支撑件，固定于所述腔体的底部；

底部内衬，设置于所述第一支撑件上，并由所述第一支撑件限定其水平位置。

所述悬挂件为挂钩，所述侧壁内衬具有与所述挂钩位置对应的通孔。

至少两个所述悬挂件均匀分布在所述腔体的侧壁。

所述第一支撑件包括凸台，所述凸台表面具有突起，所述底部内衬具有与所述突起位置对应的通孔。

至少两个所述第一支撑件均匀分布在所述腔体的底部。

还包括位于所述底部内衬上方的加热装置，则所述内衬装置还包括：

第二支撑件，固定于所述腔体的底部；

匀流内衬，设置于所述第二支撑件上，并由所述第二支撑件限定其水平位置，该匀流内衬具有匀流通路；其中，

所述匀流内衬位于所述加热装置的周围。

所述第二支撑件包括凸柱，所述凸柱末端具有突起，所述匀流内衬具有与所述突起位置对应的通孔。

至少两个所述第二支撑件均匀分布在所述腔体的底部。

所述匀流内衬上的匀流通路包括多个均匀分布的通孔。

相应的本发明还提供一种内衬装置，设置于腔体的内部，其特征在于，包括：

悬挂件，固定于所述腔体的侧壁；

侧壁内衬，与所述悬挂件挂接；

第一支撑件，固定于所述腔体的底部；

底部内衬，设置于所述第一支撑件上，并由所述第一支撑件限定其水平位置。

上述技术方案具有以下优点：

所述反应腔室的内衬装置利用悬挂件固定侧壁内衬，利用第一支撑件固定底部内衬，而且，悬挂件和第一支撑件均固定在腔体内壁，在设备维护过程中，直接将侧壁内衬由悬挂件的挂接退出，底部内衬直接由第一支撑件上取下即可，相对于传统的螺钉紧固方式，没有拆卸或安装多个螺钉的工作，操作更加方便，另外，由于悬挂件和第一支撑件均固定在腔体内壁，不会像拆下来的螺钉那样丢失或掉落进排气通道等腔室内部构件中，能够降低设备维护时间及维护工作强度。

进一步的，由于增加了匀流内衬，工艺反应中的等离子体只会在匀流内衬上方的腔体内部电离，在匀流内衬下方的空间内沉积的氮化硅等膜层会大量减少，因此一般的设备维护不需要拆卸加热装置下面的底部内衬，只需要在相对更长的时间后底部内衬的附着物明显时才需要拆卸，而由于匀流内衬位于加热装置周围，拆卸该匀流内衬时不需要先拆卸加热装置，因此操作更加方便，能够进一步减少设备维护时间和工作强度。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一种常用的PECVD系统示意图；

图2为一种PECVD反应腔室的结构示意图；

图3为实施例一中反应腔室的结构示意图；

图4为图3中反应腔室的局部立体结构示意图；

图5为图4的局部放大图；

图6为实施例二中反应腔室的结构示意图；

图7为图6中反应腔室的局部立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分，例如，射频电源、静电卡盘和加热装置的具体结构。

在基片处理过程中，经常需要对加工设备的进行维护，例如，PECVD系统工艺模块的反应腔室中，等离子体反应生成的氮化硅等膜层就会附着在内衬表面，从而保持反应腔室的内表面的清洁，设备维护时需要将内衬拆卸清洗。

然而，传统的反应腔室中内衬均是通过螺钉固定在腔室内壁，膜层通常都将螺钉完全覆盖而导致螺钉难以拆卸，而且，内衬拆卸后螺钉也较容易丢失，甚至掉落进排气通道等腔室内部构件中，给维护工作带来不方便。另外，反应腔室的底部内衬位于加热装置下面，该内衬也会附着氮化硅等膜层，在清洗时需要先拆卸内衬上面的加热装置后，才能拆卸底部内衬，因此，增加了设备的维护时间及工作强度。

基于此，本发明的技术方案提供一种反应腔室及其内衬装置，该内衬装置维护拆卸很方便，不需要准备一套更换零件，例如安装螺钉。

下面结合附图详细说明所述的内衬装置及具有该内衬装置的反应腔室的具体实施例。

实施例一

图3为本实施例中反应腔室的结构示意图，图4为图3中反应腔室的局部立体示意图，图5为图4的局部放大图。

如图所示，所述反应腔室包括：

腔体24和位于腔体24内部的内衬装置20，腔体24上部设有进气通道241，进气通道241下方设有匀流板23，该加热装置26与所述匀流板23相对设置位于腔体24下部，加热装置26下面的腔体24底部设有排气通道242，与抽气系统(例如真空泵、分子泵)连接；装有晶片22的载板21位于加热装置26上，晶片22和匀流板23之间的空间构成反应区域。匀流板23与功率源29连接，所述功率源例如为射频电源、高频电源或微波电源。

如图3所示，匀流板23具有多个均匀分布的通孔，用于将进气通道241输入的工艺气体均匀分配到反应区域，此外，所述匀流板23还可以为传统技术中的其他结构的气体分配装置。

其中，所述内衬装置20包括：

悬挂件201，固定于所述腔体24的侧壁；

侧壁内衬202，与所述悬挂件201挂接；

第一支撑件203，固定于所述腔体24的底部；

底部内衬204，设置于所述第一支撑件203上，并由所述第一支撑件203限定其水平位置。

其中，侧壁内衬202和底部内衬204可以采用不锈钢板制作，它们的形状与反应腔室的形状匹配，本实施例中反应腔室的形状可以为长方体形也可以为圆柱体形，例如，反应腔室为圆柱体形，则侧壁内衬202为圆柱环，底部内衬204为圆形板。

如图3和图5所示，本实施例中所述悬挂件201为挂钩，所述侧壁内衬202设有与所述挂钩201位置对应的通孔(图中未示出)，挂钩201插入所述通孔中从而将侧壁内衬202固定在腔体24内壁，拆卸内衬装置时，将侧壁内衬202的通孔从挂钩201上退出即可；优选的，多个(至少两个)挂钩201均匀分布在腔体24的侧壁上，例如，沿圆周均匀分布4组挂钩，每组包括分别位于腔体24上部、下部位置的两个挂钩，参见图3所示，这样一来，能够分担侧壁内衬的重量，并且使其固定牢靠。

本发明的其他实施例中，所述悬挂件也可以为其他的悬挂结构，例如，圆柱形凸台的挂钩结构。

本实施例中，所述第一支撑件203为凸台(见图5)，所述凸台203表面具有突起203a，所述底部内衬204具有与所述突起203a位置对应的通孔(图中未示出)，该通孔的尺寸大于突起的尺寸，而小于凸台的尺寸，则所述底部内衬204放置在凸台203上，突起203a套入通孔内，这样一来，凸台203将底部内衬204支撑，而突起203a使得底部内衬204在水平方向的位置固定，而竖直方向是自由的，拆卸内衬装置时，只需将底部内衬204的通孔从突起203a退出。优选的，多个(至少两个)凸台203均匀分布在所述腔体24的底部，参见图3所示。

所述反应腔室的内衬装置20利用悬挂件201固定侧壁内衬202，利用第一支撑件203固定底部内衬204，而且，悬挂件201和第一支撑件203均固定在腔体24内壁，在设备维护过程中，直接将侧壁内衬202由悬挂件201的挂接退出，底部内衬204直接由第一支撑件203上取下即可，相对于传统的螺钉紧固方式，没有拆卸或安装多个螺钉的工作，操作更加方便，另外，由于悬挂件201和第一支撑件203均固定在腔体24内壁，不会像拆下来的螺钉那样丢失或掉落进排气通道等腔室内部构件中，能够降低设备维护时间及维护工作强度。

本发明的其他实施例中，所述第一支撑件也可以为其他结构，例如，三角形、四边形等多边形的凸台支撑结构。

本实施例中，所述底部内衬和侧壁内衬可以焊接为一体，优选的，底部内衬和侧壁内衬为各自独立的两个部件，这样便于分别安装或拆卸。

另外，本发明的另一实施例中，内衬装置还可以包括匀流内衬，能够优化腔体内反应区域的气流分布，并且能够进一步的简化设备维护工作，下面结合附图具体描述。

实施例二

图6为本实施例中反应腔室的结构示意图，图7为图6中反应腔室的立体局部放大图。

加热装置通常位于腔室底部排气通道的上方，工艺气体在晶片表面反应后沿着加热装置周围的通道进入排气通道，底部内衬基本覆盖了整个腔室底面(除排气通道等)，要拆卸底部内衬进行清洗，必须要先拆卸加热装置，维护过程复杂，工作量较大。

如图6所示，本实施例中的反应腔室的内衬装置还包括：

第二支撑件205，固定于所述腔体24的底部；

匀流内衬206，设置于所述第二支撑件205上，并由所述第二支撑件205限定其水平位置，该匀流内衬206具有匀流通路；

其中，所述匀流内衬206位于所述加热装置26的周围，与加热装置26基本位于同一水平面，于是，匀流内衬206位于底部内衬204的上方，基本与底部内衬204平行设置。

如图6和7所示，本实施例中，所述第二支撑件205为凸柱，所述凸柱205末端(即相对于固定在腔体内壁的一端而言的另一端)具有突起205a，所述匀流内衬206具有与所述突起205a位置对应的通孔(图中未示出)，该通孔的尺寸大于突起的尺寸，而小于凸柱205的尺寸，则所述匀流内衬206放置在凸柱205上，突起205a套入通孔内，这样一来，凸柱205将匀流内衬206支撑，而突起205a使得匀流内衬206在水平方向的位置固定，而竖直方向是自由的，拆卸内衬装置时，只需将匀流内衬206的通孔从突起205a退出。所述凸柱205形状与实施例一中的凸台类似，实际上为加高的凸台，以适应位置高于底部内衬204的匀流内衬206。

优选的，多个(至少两个)所述凸柱205均匀分布在所述腔体24的底部，也即一端固定连接在腔体底部内壁，另一端位于加热装置与腔体侧壁之间的空间。

所述匀流内衬206的匀流通路例如为多个均匀分布的通孔或者缝隙，以便抽气时气流通过达到匀流的作用，优化腔体内反应区域的气流分布。

另一方面，由于增加了匀流内衬206，工艺反应中的等离子体只会在匀流内衬206上方的腔体内部电离，在匀流内衬206下方的空间内沉积的氮化硅等膜层会大量减少，因此一般的设备维护不需要拆卸加热装置26下面的底部内衬204，只需要在相对更长的时间后底部内衬204的附着物明显时才需要拆卸，而由于匀流内衬206位于加热装置26周围，拆卸该匀流内衬206时不需要先拆卸加热装置26，因此操作更加方便，能够进一步减少设备维护时间和工作强度。

本发明的其他实施例中，所述第一支撑件也可以为其他结构，例如，三角形、四边形等多边形的凸台支撑结构。

所述内衬装置可以用于各种基于等离子体反应的加工设备的反应腔室中，所述反应腔室可以用于制造太阳能电池、平板显示等的基片等离子体刻蚀设备、化学气相沉积设备中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种反应腔室，其特征在于，包括：腔体和位于腔体内部的内衬装置，所述内衬装置包括：

悬挂件，固定于所述腔体的侧壁；

侧壁内衬，与所述悬挂件挂接；

第一支撑件，固定于所述腔体的底部，所述第一支撑件包括凸台，所述凸台表面具有突起，所述底部内衬具有与所述突起位置对应的通孔；

底部内衬，设置于所述第一支撑件上，并由所述第一支撑件限定其水平位置。

2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述悬挂件为挂钩，所述侧壁内衬具有与所述挂钩位置对应的通孔。

3.根据权利要求1或2所述的反应腔室，其特征在于，至少两个所述悬挂件均匀分布在所述腔体的侧壁。

4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，至少两个所述第一支撑件均匀分布在所述腔体的底部。

5.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，还包括位于所述底部内衬上方的加热装置，则所述内衬装置还包括：

第二支撑件，固定于所述腔体的底部；

匀流内衬，设置于所述第二支撑件上，并由所述第二支撑件限定其水平位置，该匀流内衬具有匀流通路；其中，

所述匀流内衬位于所述加热装置的周围。

6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，

所述第二支撑件包括凸柱，所述凸柱末端具有突起，所述匀流内衬具有与所述突起位置对应的通孔。

7.根据权利要求5或6所述的反应腔室，其特征在于，至少两个所述第二支撑件均匀分布在所述腔体的底部。

8.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述匀流内衬上的匀流通路包括多个均匀分布的通孔。

9.一种内衬装置，设置于腔体的内部，其特征在于，包括：

悬挂件，固定于所述腔体的侧壁；

侧壁内衬，与所述悬挂件挂接；

第一支撑件，固定于所述腔体的底部，所述第一支撑件包括凸台，所述凸台表面具有突起，所述底部内衬具有与所述突起位置对应的通孔；

底部内衬，设置于所述第一支撑件上，并由所述第一支撑件限定其水平位置。

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