CN102792421A - 接地结构及具有该接地结构的加热器和化学气相沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接地结构、以及具有所述接地结构的加热器和化学气相沉积设备。接地座具有壳体，用于容放接地连接器，接地连接器用于将电流导向接地蓄电器；位于壳体中的接地夹，所述接地夹为圆筒状以使接地夹内外相通，所述接地夹保持住所述接地连接器使得其内表面与接地连接器的表面接触；一对爪部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处突出并沿所述外表面延伸，同时彼此间隔距离为所述开口部的宽度；紧固于所述爪部的容配加强件，用于加强接地夹和接地连接器间的结合力；以及连接所述接地夹外表面和接地座的接地线，以将接地电流传到所述接地座。通过加强接地夹和接地连接器间的结合力，可以抑制间隙的形成并因此防止电弧引起的接地连接器的损伤。

Description

接地结构及具有该接地结构的加热器和化学气相沉积设备
技术领域
示例实施例涉及一种接地结构以及具有该接地结构的加热器和化学气相沉积设备，更特别的是涉及一种在用于加热衬底的加热器中的接地结构以及其中设置有所述接地结构的加热器和化学气相沉积设备。
背景技术
在半导体装置和平板显示(FPD)装置领域内使用各种化学气相沉积(CVD)工艺，通过源气体的化学反应在晶圆和玻璃面板之类的衬底上形成各种薄层。
具体地，根据最近电子产品轻、薄、短、小的市场趋势，随着集成度的增加，在最近的集成电路装置和FPD装置中，临界尺寸(critical dimension)或者线宽减小，等离子体增强化学气相沉积(PECDV)工艺因为其良好的缝隙填充特性而广泛用于在衬底上形成薄层。
现有的PECVD设备通常包括一个具有隔离开的内部空间的处理腔，在所述内部空间内，在衬底上形成所述薄层；位于所述处理腔的上半部分、喷出沉积工艺所用的源气体的喷头；被供以电力以将所述源气体转化成等离子体的等离子体电极；与所述喷头相对应地位于所述处理腔的下部、并加热所述衬底的加热器，所述衬底通常由所述加热器支撑着；将电力供应给所述加热器的电源线；以及使等离子体均匀的接地结构。
接地电极和加热单元安装在加热器的主体内。所述电源线连接在所述加热器的加热单元，所述接地结构连接在所述加热器的接地电极。所述接地结构通常被定位在所述加热器的下部，引导施加在所述等离子体电极上的一部分电力到所述处理腔的内部空间。这样使所述源气体的等离子体在所述处理腔中变得均匀。
传统的接地结构通常包括从定位在所述加热器的上半部分的接地电极延伸的接地连接器、保持有所述接地连接器的弹性座、以及上面安装有所述弹性座的接地座。电连接在所述接地连接器上的线通常经由所述接地座连接到加热器或者所述处理腔的侧壁，从而形成接地电路。所述弹性座包括与所述接地连接器接触的弹性主体以及螺旋入所述弹性主体中的至少一个螺栓，这样通过螺旋接合将所述接地连接器固定到所述接地座。
根据螺旋结合的一般理论，所述接地连接器是通过由所述螺栓的张力所造成的初始接合力而被固定在所述弹性座，因此出现了一个问题：由于所述接地连接器有热膨胀，所述初始接合力不稳定。
由于所述接地连接器是被定位在进行等离子处理的处理腔内的加热器下方，所以所述接地连接器通常需要有充分的导热性和导电性，以在所述处理腔的高温条件下形成所述接地电路。但是，材料的充分的导热性和导电性通常会造成所述材料的热变化大，因此，现有的接地连接器在进行等离子体工艺时通常会热膨胀，并在所述等离子体工艺之后由于其弹性而发生热收缩。
所述接地连接器反复地热膨胀和热冷缩会使所述螺栓的初始接合力变弱，因而由于所述接地连接器和所述弹性座之间的接合力变弱，它们逐渐分离开。因此，在所述接地连接器和所述弹性座之间产生细槽，该细槽与所述PECVD设备的工作时间成比例。
一旦在所述接地连接器和所述弹性座之间产生细槽，由于用来保持所述处理腔内等离子体的高压电，在所述槽处会产生电弧。在所述细槽处的电弧会致命地损坏所述接地连接器和所述加热器的瓷质，从而在所述加热器上产生裂纹。因此，所述接地连接器和所述弹性座之间的瞬间火花通常会缩短所述加热器的寿命。
发明内容
技术问题
示例实施例提供一种包括保持器的接地结构，该保持器使利用其弹性保持住接地连接器而不用螺旋结合，从而防止所述保持器和所述接地连接器因热膨胀而分开。
其它示例实施例提供一种包括上述接地结构的、用于CVD的加热器。
别的其它示例实施例提供包括上述加热器的、进行CVD工艺的设备。
技术方案
根据一些示例实施例，提供一种接地结构，其包括接地座，具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
在一些示例实施例中，所述接地连接器可以通过过盈配合与所述接地夹进行表面接触，使得所述接地连接器可以通过所述接地连接器和所述接地夹之间接触面的摩擦力被保持到所述接地夹上。例如，所述接地连接器可以包括导电性金属，所述接地夹包括弹性材料。
在一些示例实施例中，所述绊部可以包括从所述接地夹的外表面靠近所述开口部分突出的突出部，以及从所述突出部折叠并在所述接地夹的圆周线上延伸的延伸部，使所述接地夹的外表面和所述绊部可以限定间隙空间。
在一些示例实施例中，所述接地结构可以进一步包括耦接在所述绊部的限制器。该限制器可以将吸引力施加到所述朝向彼此的、对称的绊部，从而加强所述接地连接器和所述接地夹之间的摩擦力。例如，所述限制器可能会包括弹性金属夹。
在一些示例实施例中，所述接地夹的热膨胀系数可以是所述接地连接器的热膨胀系数的大约50％至大约150％。
在一些示例实施例中，所述接地结构可以进一步包括覆盖在所述接地夹内表面上的导电性薄膜，使得所述接地连接器的外表面与所述导电性薄膜进行表面接触。例如所述导电性薄膜包括从金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)及它们的组合物所组成的组中选择的任意一种材料。
在一些示例实施例中，所述接地结构可以进一步包括定位在所述接地夹的外表面并连接在所述接地线上的接触端。例如，所述接触端可以包括穿透所述接地夹的侧壁的接触孔、插入在所述接触孔中的连接单元、以及将所述连接单元固定在所述接地夹上的固定单元。所述固定单元可以包括螺母，所述连接单元包括在其端部与所述螺母对应的螺栓。
在一些实施例中，所述接地连接器可以包括镍(Ni)，所述接地夹可以包括从镍(Ni)、铍(Be)、铜(Cu)及其合金所组成的组中所选择的任意一种材料。
在一些示例实施例中，所述接地线可以包括弹性缆线，使得所述弹性缆线吸收被保持在所述接地夹上的所述接地连接器的热膨胀。所述接地座的容放部分可以在其底部包括接地孔，因此，所述接地连接器可以通过其在长度方向上的热膨胀延伸到所述接地孔中。
根据一些示例实施例，提供一种具有所述接地结构的、用于CVD设备的加热器。该加热器包括具有平坦上表面的主体，在所述平坦上表面上放置衬底；定位在所述主体内的接地电极；定位在所述主体内、产生热来加热所述衬底的加热单元；以及具有所述接地连接器、所述接地夹和接地线的接地结构。例如，所述接地结构可以包括接地座，接地座具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
在一个示例实施例中，所述主体可以包括陶瓷和石英中的一种。所述接地结构可以进一步包括与所述容放部分间隔开并穿透所述接地座的通孔。将电力施加到所述加热单元的电线可以穿过所述通孔连接在所述加热单元以及外部电源上。
根据一些示例实施例，提供一种具有上述加热器、进行CVD工艺的设备。该设备可以包括处理腔，在该处理腔中在衬底上进行CVD工艺；设置在所述处理腔的上方部分并将用于所述CVD工艺的源气体喷到所述处理腔内部的喷头；等离子体电极，被施加电源以将所述源气体转换成等离子体源；加热器，定位在所述处理腔下半部分、在所述喷头下方、具有加热所述衬底的加热单元和将所述等离子体源的充电颗粒作为接地电流排放出所述处理腔以及定位在所述加热器下方的接地结构。例如，所述接地结构可以包括接地座，接地座具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
在一些示例实施例中，所述接地结构可以进一步包括与所述容放部分间隔开并穿透所述接地座的通孔。用于将电力施加到所述加热单元的电线可以穿过所述通孔连接到所述加热单元和外部电源。
有益效果
根据本发明的示例实施例，从所述接地电极延伸的接地连接器和包围住所述接地连接器的接地夹可以通过过盈配合来组装，而不用现有的螺旋接合，所述接地连接器和所述接地夹之间的表面接触可以通过所述限制器来加强。因此，可以防止所述接地连接器和所述接地夹相互分离，从而充分防止所述接地连接器和所述接地夹之间的电弧，因此使所述电弧可能造成的对所述接地连接器的损坏最小化。因此，可以避免具有所述接地连接器和所述接地夹的组件的加热器以及包括该加热器的CVD设备受到所述电弧的损坏，从而降低所述CVD设备的维护成本。
附图说明
从下面结合附图的详细描述，会更清楚地理解示例实施例。
图1是图示根据本发明概念的示例实施例的用于CVD设备的接地结构的透视图；
图2是图示图1中所示的接地连接器和接地夹的组合件的透视图；
图3是图示图2中所示的接地连接器和接地夹的分解透视图；
图4是图示根据本发明的示例实施例的用于CVD装置的加热器的视图，它有图1所示的接地结构。
图5是图示根据当前创新性概念的示例实施例的包括图4中所示的加热器的化学气相沉积(CVD)设备。
具体实施方式
下文将参考附图来更充分地描述各种示例实施例，其中展示了一些示例实施例。本发明可以体现为许多不同的形式，而并不能解读为受到此处所罗列的实施例的限制。更确切地说，提供这些示例实施例，使得本披露详尽和完整，将本发明的范畴充分传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，其中的层和区域的尺寸和相对尺寸可能会被放大。
要理解的是，当称一个部件或者层是“在......之上”、“耦接到”或者“连接到”另一个部件或者层时，它可以是直接在另一个部件或者层上、连接或者耦接在另一个部件或者层上，或者是有居于中间的元件或者层。相反，当称一个部件是“直接在......之上”、“直接耦接到”或者“直接连接到”另一个部件或者层，那么就没有居于中间的部件或者层。在整个说明书中，相同的标号指的是相同的部件。本说明书中所使用的措词“和/或”包括所罗列的相关联的项目中的一项或多项的所有组合。
要理解的是，虽然此处可能使用第一、第二、第三等等措词来描述各种部件、元件、区域、层和/或区块，这些部件、元件、区域、层和/或区块不应当受到这些措词的限制。这些措词仅用于区分一个部件、元件、区域、层或者区块与另一个区域、层或者区块。因此，在不偏离本发明的教导时，下文讨论的第一部件、组件、区域、层或者区块可以被称为是第二部件、组件、区域、层或者区块。
在本说明书中，可能会使用诸如“在.....下方”、“在......下面”、“下方的”、“在......上方”、“上方的”等等之类与空间位置相关的措词，以使附图中图示的一个部件或者特征与另一个部件或者特征的关系描述起来容易。要理解的是，与空间位置相关的措词旨在涵盖除了附图中所描述的装置的方位之外，装置在使用中或者操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置翻转过来，则描述为在其它部件或者特征“下面”或者“下方”的部件的方位为在所述其它部件或者特征的“上方”。因此，示例的措词“在......下面”可以涵盖上方和下方两个方位。可以用别的方式确定装置的方位(转动90度或者在其它方位)，本说明书中所使用的空间相对位置的描述将作相应的解释。
本说明书中所用的术语的目的只是为了描述具体的示例实施例，并不旨在限制本发明。如本说明书中所使用的单数形式“一个”和“所述”还旨在包括复数形式，除非在语境里另有明确表述。进一步应当理解的是，在说明书中所用的措辞“包括”，指定的是出现了所陈述的特征、整数(integer)、步骤、操作、部件和/或组件，但是不排除出现或者附加一个或多个其它特征、整数(integer)、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。
在本文中，参考剖视图来描述本发明示例的实施例，这些剖视图是本发明理想化的实施例(和中间结构)的示意图。这样，由例如制造技术和/或公差所造成的图示形状的变形是可以预期的。因此，本发明示例的实施例不应当被解读为受到此处所图示的区域的特定形状的限制，而是包括例如由制造所造成的形状的偏差。例如，图示为矩形阱的注入区域典型的是圆形的或者曲线形的特征和/或者在其边沿处有注入浓度的梯度变化，而不是一下子从注入区域变到非注入区域。同样，通过注入形成的隐埋区域会导致在所述隐埋区域和发生所述隐埋的表面之间的区域内有注入。因此，图中所示的区域本质上是用于进行示意，它们的形状并不旨在图示一个装置区域的实际形状，也并不旨在限制本发明的范畴。
除非另有定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)的意思和本发明所属领域技术的普通技术人员通常所理解的意思相同。进一步理解的是，诸如常用字典中所定义的那些术语应当被理解为具有与它们在相关技术领域情景中的意思相同的意思，不应解释为理想化或者过于正式的意思，除非另有定义。
接下来将参考附图来详细描述示例实施例。下面提供一种在半导体衬底上，比如在晶圆上形成薄层的沉积设备，作为处理衬底的设备的例子。但是，所述沉积设备仅是说明性示例实施例，不构成限制。因此，本发明概念的当前示例实施例还可以用于各种衬底处理装置，比如干式蚀刻设备、平面化设备和离子植入工艺，条件是它们的工艺是在放置在这些设备的基座上的衬底上进行的。
CVD设备的接地结构
图1是图示根据本发明概念的示例实施例的用于CVD设备的接地结构的透视图。图2是图示图1中所示的接地连接器和接地夹组合的透视图，图3是图示图2所示的所述接地连接器和所述接地夹的分解透视图。
参考图1、2和3，根据当前创新性概念的示例实施例的接地结构100可以包括接地座110、接地连接器120、接地夹130、绊部(stumbling portion)133、限制器134和接地连线140。
在一个示例实施例中，接地座110包括接地连接器120可以穿通的导电主体，并基于所述CVD设备以及如何与所述CVD组合可以具有各种形状。在当前示例实施例中，接地座110可以形成圆柱状，并可以被定位在所述CVD设备的底部或者被插入加热块内。可以提供支座110a支撑接地座110。
接地座110可以包括具有接地孔112a的容放部112，接地连接器120可以插在接地孔112a中，从而可以将接地连接器120容放在接地座110的容放部112中。具体地，与接地连接器120进行表面接触的接地夹130和电连接在接地夹130上的接地线140可以被设置在接地座110的容放部112中。接地连接器120上的接地电流可以经由接地线140流向接地座110。在当前示例实施例中，接地座110可以包括导电性良好的导电金属材料，比如铝(Al)、金(Au)和银(Ag)。
在当前示例实施例中，可以从接地座110的导电主体上切去一块扇形部分，从而可以在接地座110的主体上提供一个扇形空间，作为容放部112。这样，容放部分112可以包括足以容放接地夹130和接地连接器120的空间。例如，接地座110的扇形容放部分可以包括大约90°的中心角。
接地连接器120可以穿过定位在接地座110的容放部分112的底部的接地孔112a，与加热器的接地电极接触，这将在下文进行描述。具体地，接地座110的容放部分112可以有对应于接地连接器120的长度的足够大的尺寸，从而充分允许接地连接器120沿其长度方向在容放部分112中不受限制地热膨胀。因此，可以充分减小由于接地连接器120长度方向上的热膨胀的限制而给接地连接器120造成的热应力，从而避免所述加热器的接地连接器120和接地电极之间出现裂纹。
在完成接地连接器120和接地夹130的组装之后，接地座110的容放部分112可以盖上一个屏蔽罩150，从而将容放部分112与周围环境隔离开。因此，接地连接器120和接地夹130的组合可以被定位在接地座110的容放部分112的扇形空间内，与周围环境隔离开来。
此外，可以进一步给接地座110提供通孔114。通孔114可以与容放部分112间隔开，并可以穿透接地座110的导电性主体。电线(图中未示)可以经由通孔114连接到CVD设备的热生成器(图中未示)。例如，电线可以穿过接地座110的通孔114。在这种情况下，可以通过用通孔114中介入在所述电线和接地座110之间的绝缘材料将所述电线和接地座110进行电隔离。
在示例实施例中，接地连接器120可以包括导电性金属杆，并可以插入容放部分112的接地孔112a中。例如，所述导电性金属杆可以包括具有良好的导电性的导电性金属，比如镍(Ni)和铜(Cu)，并可以被连接到所述CVD设备中加热块的接地电极。接地连接器120可以作为所述CVD设备中接地电流的路径。
在一个示例实施例中，接地夹130可以被形成圆筒状，其侧壁在长度方向上去掉了一部分。因此，接地夹130可以包括开口部分132，所述圆筒的内部空间可以通过该开口部分132与周围环境相通。
形成为杆状的接地连接器120可以插入在圆筒形接地夹130的内部空间内，从而使杆状接地连接器120的外表面与圆筒形接地夹130的内表面进行表面接触。在这种情况下，可以在接地夹130与接地连接器120之间有过盈配合的允许容差之内确定接地夹130的直径。也就是说，可以将接地夹130和接地连接器120组装起来，使它们通过所述过盈配合互相进行表面接触，从而可以由接地夹130将接地连接器120牢固地保持在接地座110的容放部分112中。具体地，圆筒状的接地夹130可以在大约300℃至大约500℃的温度下进行热处理(例如，退火工艺)，从而可以从接地夹130上充分去掉残余的应力，接地夹130可以有充分的初始弹性。在当前示例实施例中，接地夹130的直径可以是杆状连接器120的直径的大约50％至大约100％。
另外，接地夹130和接地连接器120之间的表面接触还可以由接地夹130和接地连接器120之间各自热膨胀系数的差异来保持。例如，接地夹130的热膨胀系数可以是接地连接器120的大约50％至大约150％。当接地夹130的热膨胀系数低于接地连接器120的热膨胀系数时，接地夹130和接地连接器120的过盈配合会得以加强。
相反，当接地连接器120的热膨胀系数低于接地夹130的热膨胀系数时，接地夹130和接地连接器120的过盈配合有可能变松，从而有可能破坏接地夹130和接地连接器120之间的表面接触。在这样一种情况下，可以额外给接地夹130提供限制器134，从而可以稳固地保持接地夹130和接地连接器120之间的表面接触。
例如，接地夹130可以包括与接地连接器120材料相同或者类似的材料，比如镍(Ni)和镍合金。镍合金的例子可以包括镍(Ni)、铍(Be)和铜(Cu)的合金。
开口部分132可以在接地夹130的长度方向延伸，长度大于接地夹130的长度的接地连接器120可以穿过开口部分132插入到接地夹130的内部空间。具体地可以将接地连接器120定位在紧靠接地夹130的开口部分132，外力可以施加在接地连接器120上，朝向开口部分132。这样，可以将接地连接器120经由开口部分132放入接地夹130的内部空间。例如，通过去掉接地夹130对应于杆状连接器120的直径的大约40％至大约100％的外周表面，以形成开口部分132，因此开口部分132可以具有对应于杆状连接器120的直径的大约40％至大约100％的初始宽度w。
由于有外力施加在接地连接器120上，开口部分132的初始宽度w在接地夹130的弹性范围内会被拉大到基本上和接地连接器120的直径一致。一旦接地连接器120穿过拉大的开口部分132被放入接地夹130的内部空间内，由于复原的弹力，开口部分132拉大的宽度可以被减小到原始宽度w。相应地，杆状连接器120可以被接地夹130和接地连接器120之间的过盈配合所造成的摩擦力以及接地夹130的复原力保持在接地夹130上。也就是说，接地连接器120可以由摩擦力和复原力二者更牢固地保持在所述接地夹上。
在一个示例实施例中，绊部133可以被定位在接地夹130外表面靠近开口部分132。例如，绊部133可以包括从接地夹130外表面靠近开口部分132处突出的突出部以及从突出部弯折的沿接地夹130外表面的圆周线的延伸部。因此，绊部133的延伸部可以平行于接地夹130的外表面延伸，并与接地夹130的外表面隔开。绊部133的突出部分可以被形成为曲率比接地夹130的曲率大的曲线形。在当前示例实施例中，一对绊部133可以被定位在开口部分132附近，彼此相对于开口部分132而对称。
相应地，由接地夹130的外表面和绊部133的突出部和延伸部分可以限定间隙空间S。在接地夹130的开口部分132周围可以设置一对间隙空间S，彼此相对于开口部分132对称。虽然当前示例实施例揭示的绊部133的延伸部可能是沿着接地夹130外表面的圆周线的曲线，但是所述延伸部还可以与接地夹130的外表面的切线平行。另外，虽然当前示例实施例揭示的绊部133可以与接地夹130形成为一体，但是本领域普通技术人员所知的其它修改方式也可用于绊部133。例如，绊部133是可拆卸地固定在接地夹130上。
在一个示例实施例中，在接地连接器120插入接地夹130的内部空间后，限制器134可以插入开口部分132周围的一对间隙空间S内，因此限制器134被联接于接地夹130的绊部133，从而加强接地连接器120和接地夹130之间的表面接触。一旦限制器134被耦接在绊部133，吸引力可以施加在两个对称的绊部133，从而可以使开口部132的初始宽度w减小方式将那一对绊部133拉向彼此。例如，限制器134可以包括弹性金属材料，因此由限制器134的弹力所造成的复原力可以作为外力施加在限制器134上。
结果是，接地连接器120的外表面和接地夹130的内表面之间的摩擦力会加强，从而稳固地保持接地连接器120和接地夹130之间的表面接触。例如，限制器134可以包括具有一个开放端部分和高弹性的弹性金属夹，比如U型锁夹。此外，通过交叉所述U形锁夹的开放端部分，像大写字母“X”那样，可以将所述U型锁夹修改成闭合的夹子，从而提高锁定质量，防止长时间使用后U型锁夹松动。
另外，在接地夹130的内表面可以进一步形成导电性薄膜135，从而提高接地连接器120和接地夹130之间的导电性。例如，导电性薄膜135可以覆盖在接地夹130的整个内表面，从而使包括接地连接器120和接地夹130的接地电路的电阻最小。导电性薄膜135可以包括诸如金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)之类的低电阻性材料。
因此，限制器134可以加强接地连接器120和接地夹130之间的接触力，导电性薄膜135可以减小接地连接器120和接地夹130之间的电阻。
当接地连接器120可能会由于CVD工艺的高温而热膨胀时，接地夹130还可以在径向方向上热膨胀到基本上和接地连接器120的热膨胀一致或者比其小的程度。因此，可以充分防止接地连接器120和接地夹130彼此由于CVD工艺中的高温而分开。此外，所述接地连接器和所述接地夹的现有的螺旋接合可以由接地连接器120和接地夹130之间的过盈配合代替，因此，尽管在高温下重复CVD工艺，也可以防止接地连接器120和接地夹130之间表面接触的劣化。
在接地夹130的外表面可以进一步设置有接触端136，接地线140可以连接到接触端136。接触端136可以有各种结构和构造，只要在进行CVD工艺的高温下，接地夹130和接地线140彼此能够通过接触端136充分地连接在一起。例如，接触端136可以包括端子突出部，与接地夹130一体地从接地夹130的外表面突出。在这种情况下，接地线140可穿通所述端子突出部，从而可以充分防止接地线140由于受到高温和热膨胀后在长度方向和径向方向受到损坏。所述端子突出部和接地线140彼此可以通过螺旋接合充分接触。
在当前示例实施例中，接触端136可以包括穿透接地夹130的侧壁的接触孔136a、插入在接触孔136a中的连接单元136b、以及将连接单元136b固定在接地夹130上的固定单元136c。例如，固定单元136c可以包括螺栓，与所述螺栓对应的螺母可以形成于连接单元136b的端部，因此，接触端136可以包括一个螺栓-螺帽组合。虽然当前示例实施例揭示的是用螺栓-螺母组合作为接触端136，可以使用各种连接组合作为接触端136，只要接地夹130和接地线140可以在接触端136彼此电连接，本领域技术人员会明白这一点。
接地线140的第一端部可以连接到接触端136，接地线140的第二端可以连接到接地座110的主体。因此，传输到接地连接器120的电流可以通过接地座110接地。具体地，接地线140可以包括柔性线缆，从而可以在接地座100的容放部分112竖向延伸。因此，接地线140可以充分吸收接地夹130和接地连接器120的组合在接地座110的容放部分112中沿竖向的热膨胀。
根据当前示例实施例的接地结构，从所述接地电极延伸的接地连接器和包住所述接地连接器的所述接地夹可以通过过盈配合组装在一起，而不用现有的螺旋接合，限制器134会加强所述接地连接器和所述接地夹之间的表面接触。因此，可以防止所述接地连接器和所述接地夹彼此分离开，并可以充分防止所述接地连接器和所述接地夹之间的电弧，从而使所述电弧可能会给所述接地连接器造成的损害最小。
具有所述接地结构的加热器
图4是图示用于CVD装置的加热器的视图，它有根据本发明的示例实施例的图1所示的接地结构。在当前示例实施例中，示例地揭示一种等离子体增强CVD(PECVD)设备的加热器，但是，所述加热器还适用于别的CVD设备，只要所述CVD设备需要连接到接地电极的接地电路。
参考图4，CVD设备的加热器200可以包括具有平坦的上表面211的加热器主体210，放置在加热器主体210内、将所述等离子体能量的一部分转化成接地电流的接地电极220，以及位于加热器主体210内、产生热量的加热单元230。在加热器主体210的平坦上表面可以放置要进行CVD处理的衬底(图中未示)。图1、2和3所示的接地结构100可以位于加热主体210与上表面211相反的下表面。
加热器主体210可以包括电绝缘体，因此，加热主体210内的接地电极220可以与接地座110电绝缘，接地座110可以被定位在加热主体210的下部。例如，加热器主体210可以包括对CVD工艺中的源气体具有良好的抗蚀性和良好电绝缘属性的绝缘材料，如陶瓷和石英之类。或者，加热器主体210可以包括具有好的导热性的金属主体，比如不锈钢(SUS)，和覆盖在所述金属主体表面上的绝缘膜。所述绝缘膜可以包括陶瓷或者石英。
接地电极220可以被定位在加热器主体210内，并可以在PECVD工艺中，从所述等离子体源的一些颗粒产生所述接地电流。作为产生所述接地电流的结，所述等离子体可以具有基本上恒定的强度。在加热单元230上可以施加外部电源，从而产生热，并加热加热器主体210的上表面上的衬底。例如，加热单元230可以包括电加热器，用来产生与施加在所述电加热器上的电流成比例的焦耳热。
接地电极220可以电连接到接地结构100的接地连接器120，加热单元230可以穿过接地结构100的穿孔114，电连接到电源线190。因此，根据从外部电源P施加的电流，加热单元230可以产生焦耳热。接地连接器120和电源线190可以由绝缘介质包裹，因此可以与以金属基接地座110电绝缘。
接地连接器120和电线190可以以与上文参考图1、2A和2B详细描述的结构相同的结构安装在接地结构100中。因此，可以通过电线190施加电源在加热单元上，由所述处理腔内的等离子体源的颗粒所造成的接地电流可以经过接地连接器120到接地座110。接地座110可以连接在支撑加热器200的支架(图中未示)上，因此，所述接地电流可以最终接地到外部蓄电器，比如大地。接地结构100可具有与上文参考图1、2和3所详细描述相同的结构和构造，因此，将省略对接地结构的进一步详细描述。
根据用于CVD的加热器，所述加热器的接地电极可以通过所述接地结构的接地连接器连接到外部蓄电器，所述加热器的加热单元可以通过穿过所述接地结构的通孔的电线电连接到外部电源。所述接地连接器和接地夹的组合可以由柔性的接地线电连接到接地座，因此所述接地连接器的热膨胀可以被柔性接地线的伸展充分吸收。因此，尽管所述接地连接器可能会因为热膨胀而在长度方向上伸展，可以充分防止所述接地结构的接地连接器和所述加热器的接地电极彼此分开。另外，也可以防止所述接地连接器和所述接地夹彼此分开。因此，可以充分防止在所述接地连接器和所述接地夹之间产生电弧，并防止由于电弧给所述接地连接器造成损害，从而增加了所述加热器的寿命，降低所述加热器的维护成本。
包括加热器的CVD设备
图5是图示根据本发明概念的示例实施例的包括图4中所示的加热器的化学气相沉积(CVD)设备。在当前示例实施例中，描述了等离子体增强的CVD(PECVD)设备作为CVD设备的例子，但是，本发明概念还适用于其它CVD设备，只要所述CVD设备需要电路来将处理腔的内部电路接地到所述处理腔外面。
参考图5，根据本发明创新性概念实施例的CVD设备300可以包括：与周围环境封闭开来的内部空间，在该内部空间内可以在衬底上执行CVD工艺；定位在所述处理腔上部的喷头，通过该喷头可以喷洒供给所述CVD工艺的源气体；等离子体电极330，可以给它施加将所述源气体转换成等离子体的电能；定位在处理腔310的下部、与喷头320对应、加热所述衬底的加热器200；以及具有电线190和接地连接器120的接地结构100。在所述等离子体源中的带电电颗粒可以从处理腔310中通过加热器200的接地电极作为的接地电流排放。电源可以通过接地结构100的电线190施加到加热器200，所述接地电流可以从加热器200的接地电极通过接地结构100的接地连接器120被引导到外部蓄电器。
虽然在图中未示，CVD设备300可以进一步包括将所述源气体供应给喷头320的供应管线以及连接在所述处理腔的底部、从处理腔310排放产物和未反应的源气体的排放管线。在所述排放管线上可以进一步安装一个真空泵。
所述处理腔310可以闭合，与周围环境隔离开，因此具有足够供所述PECVD工艺和衬底输送所用的真空度，负荷锁定腔可以进一步连接到处理腔310。
喷头320可以以一定的压力将通过供应管线供应的源气体注入到处理腔310中。例如，喷头320的尺寸可以大于或者类似于衬底的尺寸，因此可以由喷头320把所述源气体喷到所述衬底的整个表面。
可以施加高频电压源在等离子体电极330上，因此，所述源气体可以在处理腔310内被变换成等离子体。所述等离子体源可以在所述衬底的表面上进行加速，所述衬底可以被定位在所述加热器200上在喷头320下方。
加热器200可以支撑所述衬底，并可以通过接地结构100的电线连接到外部电源，所述接地结构的电线可以被放置在加热器200的底部。因此，所述衬底可以被施加了电源的加热器加热。所述等离子体源可以在所述加热后的衬底的表面发生化学反应，因而使所述源材料沉积在所述衬底上，从而在所述衬底上形成薄层。在这种情况下，所述衬底的沉积温度可以根据所述衬底上的薄层而变化。例如，当在所述衬底上形成TEOS层时，所述衬底可能需要被加热到大约360℃至大约460℃的沉积温度。在沉积工艺中，所述衬底表面周围的等离子体源的充电颗粒会冷凝到加热器200的接地电极，从而产生称为接地电流的电流。所述接地电流可以通过接地结构100的接地连接器接地到外部接地蓄电库。所述接地连接器和所述电线可以被设置在定位在加热器200的底部的接地结构100中。加热器200和接地结构100可以与参考图1至3所详细描述的结构和构造相同，因此与所述接地结构和加热器有关的所有详细描述都省略了。
根据当前示例实施例的CVD设备，所述等离子体源的充电颗粒可以作为接地电流通过所述加热器的杆状接地电极从所述处理腔排放，所述杆状接地连接器的外表面可以与所述圆筒形的接地夹有牢固的表面接触。因此，尽管有在所述PECVD工艺中由于高温所造成的热膨胀，但是所述接地连接器可以被充分地保持在所述接地夹上。因此，虽然所述接地电流可能会过多地从所述加热器的接地电极流出，但是会充分避免所述接地连接器和所述接地夹之间的电弧。相应地，所述电弧不会对所述接地结构的接地连接器造成损坏，从而降低了所述PECVD设备的维护成本。
工业应用性
根据本发明概念的示例实施例，从所述接地电极延伸的接地连接器和包裹着所述接地连接器的接地夹可以通过过盈配合来组装，而不用传统的螺旋接合(screw joint)，所述接地连接器与所述接地夹之间的表面接触可以通过限制器134得到加强。因此，可以避免所述接地连接器和所述接地夹彼此分开，并可以充分避免在所述接地连接器和所述接地夹之间形成电弧，从而使可能由所述电弧给所述接地连接器所造成的损失最小化。因此，具有所述接地连接器和所述接地夹的组合的加热器和具有所述加热器的CVD设备可以避免受到电弧的损害，从而降低了所述CVD设备的维护成本。
前面是示例实施例的举例说明，不应被解读为是限制。虽然已经描述了一些示例实施例，那些本领域技术人员会明白，在本质上不脱离本发明的新的教导和优点时，可以对示例实施例进行许多可能的修改。相应地，所有这些修改旨在被包括在权利要求所限定的本发明的范畴内。在权利要求中，装置加功能的句式旨在涵盖此处所描述的用于执行所详述的功能的结构，它不仅涵盖结构上的等同物且同时也涵盖等同结构。因此，要理解的是，前文是对各种示例实施例的举例，不应当理解成受到所披露的具体示例实施例的限制，对所披露的示例实施例的修改，以及其它示例实施例，旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种接地结构，包括：
接地座，具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；
一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及
电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
2.根据权利要求1的接地结构，当所述接地连接器与所述接地夹通过过盈配合表面接触时，使得所述接地连接器由所述接地连接器和所述接地夹之间的接触表面上的摩擦力保持于所述接地夹。
3.根据权利要求2的接地结构，其中所述接地连接器包括导电金属，所述接地夹包括弹性材料。
4.根据权利要求1的接地结构，其中所述的绊部包括从所述接地夹外表面靠近所述开口部处突出的突出部以及从所述突出部弯折并沿在所述接地夹的圆周线延伸的延伸部，使得所述接地夹的外表面和所述绊部限定出间隙空间。
5.根据权利要求4的接地结构，其进一步包括联接在所述绊部的限制器，该限制器施加吸引力在朝向彼此的、对称的所述绊部，从而增强了所述接地连接器和所述接地夹之间的摩擦力。
6.根据权利要求5的接地结构，其中所述的限制器包括弹性金属夹。
7.根据权利要求1的接地结构，其中所述接地夹的热膨胀系数是所述接地连接器的热膨胀系数的大约50％至大约150％。
8.根据权利要求1的接地结构，其进一步包括覆盖在所述接地夹内表面上的导电性薄膜，使得所述接地连接器的外表面与所述导电性薄膜进行表面接触。
9.根据权利要求8的接地结构，其中所述导电性薄膜包括从金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)及它们的化合物所组成的组中选择的任意一种材料。
10.根据权利要求1的接地结构，其进一步包括定位在所述接地夹的外表面并连接至所述接地线的接触端。
11.根据权利要求10的接地结构，其中所述接触端包括穿透所述接地夹的侧壁的接触孔、插入在所述接触孔中的连接单元、以及将所述连接单元固定在所述接地夹上的固定单元。
12.根据权利要求11的接地结构，其中所述固定单元包括螺母，所述连接单元包括在其端部与所述螺母对应的螺栓。
13.根据权利要求1的接地结构，其中所述接地连接器包括镍(Ni)，所述接地夹包括从镍(Ni)、铍(Be)、铜(Cu)及其合金所组成的组中所选择的任意一种材料。
14.根据权利要求1的接地结构，其中所述接地线包括柔性缆线，使得所述柔性缆线吸收被保持在所述接地夹上的所述接地连接器的热膨胀。
15.根据权利要求14的接地结构，其中所述接地座的容放部在其底部包括接地孔，所述接地连接器通过在长度方向上的热膨胀延伸到所述接地孔中。
16.一种化学气相沉积设备的加热器，包括：
具有平坦上表面的主体，在所述平坦上表面上放置衬底；
定位在所述主体内的接地电极；
定位在所述主体内并产生加热所述衬底的热的加热单元；以及
接地结构，其包括接地座，接地座具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器，接地电流从所述接地电极流向所述接地连接器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
17.根据权利要求16的加热器，其中所述主体包括陶瓷和石英中的一种。
18.根据权利要求16的加热器，其中所述接地结构进一步包括一个与所述容放部分间隔开并穿透所述接地座的通孔，用于将电力施加到所述加热单元的电线穿过所述通孔连接至所述加热单元和外部电源。
19.一种进行化学气相沉积(CVD)工艺的设备，包括：
处理腔，在该处理腔中在衬底上进行CVD工艺；
喷头，放置在所述处理腔的上部并将所述CVD工艺所用的源气体喷到所述处理腔内部；
等离子体电极，被施加电源以将所述源气体转换成等离子体源；
加热器，定位在所述处理腔下部、在所述喷头下方，具有加热所述衬底的加热单元和将所述等离子体源的充电颗粒作为接地电流排放出所述处理腔的接地电极；以及
设置在所述加热器下方的接地结构，
其中所述接地结构包括接地座，所述接地座具有容放部，用于容放接地连接器，接地电流通过所述接地连接器向外流到外部蓄电器，接地电流从所述接地电极流向所述接地连接器；接地夹，所述接地夹将所述接地连接器保持在所述接地座的容放部中，所述接地夹形成为其侧壁在长度方向上去掉了一部分的圆筒，从而具有开口部，所述圆筒的内部空间与所述接地夹的外部通过所述开口部相通，所述接地夹包住所述接地连接器，使得所述接地连接器的外表面与所述接地夹的内表面接触；一对绊部，从所述接地夹的外表面靠近所述开口部处弯折，彼此间隔距离为所述开口部的宽度；以及电连接至所述接地夹和所述接地座的接地线，所述接地连接器上的接地电流经由所述接地线从所述接地夹流到所述接地座，使得所述接地电流从所述接地连接器流到所述外部蓄电器。
20.根据权利要求19的设备，其中所述接地结构进一步包括与所述容放部隔开并穿透所述接地座的通孔，将电力施加到所述加热单元的电线穿过所述通孔连接到所述加热单元和外部电源。
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