CN108695131B - 反应腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反应腔室，其包括腔体、调整支架、介质窗、上保护环和下保护环，其中，在调整支架的上表面与介质窗的下表面之间具有第一间隙，且在第一间隙中设置有第一密封圈；在调整支架的下表面与腔体的上表面之间具有第二间隙，且在第二间隙中设置有第二密封圈。上保护环安装在调整支架内侧，且在上保护环与介质窗相对的两个表面之间形成第三间隙，用以延长第一间隙与腔体的内部空间之间的距离；下保护环安装在腔体的内侧，且在下保护环与调整支架相对的两个表面之间形成第四间隙，用以延长第二间隙与腔体的内部空间之间的距离。本发明提供的反应腔室，其不仅可以降低产生金属污染的风险，而且可以避免密封圈直接暴露在等离子体环境中。

Description

反应腔室
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种反应腔室。
背景技术
对于目前的等离子体加工设备，等离子体形成于反应腔室内，且靠近介质窗的下表面，由于等离子体具有较高能量，其对介质窗周围的零件影响较大。随着集成电路制程的不断更新，需要改进设备结构以减少金属污染源，金属污染的控制能力已经成为机台工艺延展的重要衡量指标。
图1为现有的一种反应腔室的结构图。如图1所示，反应腔室包括由下而上依次设置的腔体3、调整支架7和介质窗5，其中，在腔体3内设置有基座1，用以承载晶片2；在腔体3的侧壁内侧还设置有内衬8，用以保护腔体3的侧壁不被等离子体刻蚀。在介质窗5中设置有喷嘴4，用以向腔体3的内部输送工艺气体；并且，在介质窗5的上方还设置有射频线圈6，用以激发工艺气体形成等离子体。此外，图2为图1中I区域的放大图。图3为图1中II区域的放大图。请一并参阅图2和图3，在调整支架7的上表面与介质窗5的下表面之间设置有绝缘支撑件9，用以支撑介质窗5，且使调整支架7的上表面与介质窗5的下表面之间形成第一间隙11，并且在该第一间隙11中设置有第一密封圈10，用以对该第一间隙11进行密封。与之相类似的，在调整支架7的下表面与内衬8的上表面之间具有第二间隙12，且在该第二间隙12中设置有第二密封圈13，用以对该第二间隙12进行密封。
上述反应腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：
其一，上述第一密封圈10和第二密封圈13分别通过第一间隙11和第二间隙12与工艺气体环境直接接触，二者长期受到等离子体的轰击，导致上述第一密封圈10和第二密封圈13的使用寿命降低。
其二，由于只有在上述调整支架7的内侧表面具有喷涂层14和内衬8的内侧表面具有喷涂层15，以分别保护调整支架7和内衬8的内侧表面上的氧化膜不被等离子体刻蚀，避免产生金属污染，而调整支架7和内衬8的上表面和下表面上的氧化膜未被喷涂层覆盖，二者分别通过第一间隙11和第二间隙12直接暴露在等离子体环境中，从而可能造成金属污染。
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，其不仅可以降低产生金属污染的风险，而且可以避免调整支架与介质窗之间以及调整支架与腔体之间的密封圈直接暴露在等离子体环境中，从而提高了密封圈的使用寿命。
为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括由下而上依次设置的腔体、调整支架和介质窗，其中，在所述调整支架的上表面与所述介质窗的下表面之间具有第一间隙，且在所述第一间隙中设置有第一密封圈；在所述调整支架的下表面与所述腔体的上表面之间具有第二间隙，且在所述第二间隙中设置有第二密封圈，还包括上保护环和下保护环，其中，
所述上保护环安装在所述调整支架内侧，且在所述上保护环与所述介质窗相对的两个表面之间形成第三间隙，用以延长所述第一间隙与所述腔体的内部空间之间的距离；
所述下保护环安装在所述腔体的内侧，且在所述下保护环与所述调整支架相对的两个表面之间形成第四间隙，用以延长所述第二间隙与所述腔体的内部空间之间的距离。
优选的，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部，所述第一环形凸部与所述介质窗相对的两个表面之间形成所述第三间隙；
在所述调整支架的内周壁形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶上。
优选的，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间，以及在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间均具有竖直间隙。
优选的，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部；
所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述调整支架的上表面上，且在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第一环形凸部；所述第一环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
优选的，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间具有竖直间隙。
优选的，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有第一环形凸部和位于其上方的第二环形凸部；
在所述调整支架的内侧表面形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶的上表面上；并且，在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第二环形凸部，所述第二环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
优选的，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间以及在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间均具有竖直间隙。
优选的，所述上保护环包括第一环体和第二环体，其中，
在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部；在所述调整支架的内周壁形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶上；
在所述第二环体的顶部设置有相对于所述第二环体的外周壁水平凸出的第二环形凸部；所述第二环形凸部相对于所述第二环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一环形凸部上；并且，在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第二环形凸部；所述第二环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
优选的，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间，在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间以及在所述第二环体的外周壁和所述第一环体的内周壁之间均具有竖直间隙。
优选的，所述第三间隙的宽度为0.2～1mm。
优选的，所述上保护环与所述第一密封圈之间的最短水平间距为2～5mm。
优选的，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部，所述第三环形凸部与所述调整支架相对的两个表面之间形成所述第四间隙；
在所述腔体的内周壁形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶上。
优选的，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间，以及在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间均具有竖直间隙。
优选的，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部；
所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述腔体的上表面上，且在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第三环形凸部；所述第三环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
优选的，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间具有竖直间隙。
优选的，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有第三环形凸部和位于其上方的第四环形凸部；
在所述腔体的内侧表面形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶的上表面上；并且，在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第四环形凸部，所述第四环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
优选的，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间以及在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间均具有竖直间隙。
优选的，所述下保护环包括第三环体和第四环体，其中，
在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部；在所述腔体的内周壁形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶上；
在所述第四环体的顶部设置有相对于所述第四环体的外周壁水平凸出的第四环形凸部；所述第四环形凸部相对于所述第四环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第三环形凸部上；并且，在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第四环形凸部；所述第四环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
优选的，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间，在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间以及在所述第四环体的外周壁和所述第三环体的内周壁之间均具有竖直间隙。
优选的，所述第四间隙的宽度为0.2～1mm。
优选的，所述竖直间隙的宽度为0.2～2mm。
优选的，所述下保护环与所述第二密封圈之间的最短水平间距为2～5mm。
优选的，所述反应腔室还包括内衬，所述内衬环绕设置在所述腔体的内侧，且在所述内衬的顶部设置有环形凸台，所述环形凸台叠置在所述腔体的顶部；
所述下保护环安装在所述内衬的内侧。
优选的，所述上保护环和所述下保护环均采用抗等离子体腐蚀材料制作。
优选的，所述材料与工艺气体反应后生成气态的反应产物。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的反应腔室，其通过安装在调整支架内侧的上保护环与介质窗相对的两个表面之间形成第三间隙，可以延长第一间隙与腔体的内部空间之间的距离，与之相类似的，通过安装在腔体内侧的下保护环与调整支架相对的两个表面之间形成第四间隙，可以延长第二间隙与腔体的内部空间之间的距离，从而增加了进入间隙中的等离子体的运动难度，减少了进入第一间隙和第二间隙中的等离子体的数量，进而不仅降低了调整支架表面上的氧化膜被等离子体轰击产生金属污染的风险，而且可以避免调整支架与介质窗之间以及调整支架与腔体之间的密封圈直接暴露在等离子体环境中，从而提高了密封圈的使用寿命。
附图说明
图1为现有的一种反应腔室的结构图；
图2为图1中I区域的放大图；
图3为图1中II区域的放大图；
图4A为本发明第一实施例提供的反应腔室的剖视图；
图4B为图4A中A区域的放大图；
图4C为图4A中B区域的放大图；
图5为本发明第二实施例提供的反应腔室的局部剖视图；
图6为本发明第三实施例提供的反应腔室的局部剖视图；
图7为本发明第三实施例提供的反应腔室的局部剖视图。
具体实施方式
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进行详细描述。
图4A为本发明第一实施例提供的反应腔室的剖视图。图4B为图4A中A区域的放大图。图4C为图4A中B区域的放大图。请一并参阅图4A～图4B，反应腔室包括由下而上依次设置的腔体21、调整支架25和介质窗29，其中，在腔体21的内部设置有基座32，用以承载晶片33。在介质窗29中设置有进气喷嘴31，用以向腔体21的内部输送工艺气体，并且在介质窗29的上方设置有射频线圈30，用以激发腔体21内的工艺气体形成等离子体。在腔体21的内侧环绕设置有内衬22，用以保护腔体21的侧壁不被等离子体刻蚀。并且，在内衬22的顶部设置有环形凸台，该环形凸台叠置在腔体21的顶部，以便于内衬22的安装。在调整支架25的上表面与介质窗29的下表面之间设置有绝缘支撑件28，其用于支撑介质窗29，并使之与调整支架25电绝缘，且在调整支架25的上表面与介质窗29的下表面之间形成第一间隙36。并且，在该第一间隙36中设置有第一密封圈27，用以密封第一间隙36，以保证反应腔室的真空度。与之相类似的，在调整支架25的下表面与内衬22的环形凸台的上表面之间具有第二间隙37，且在该第二间隙37中设置有第二密封圈24，用以密封第二间隙37，以保证反应腔室的真空度。
反应腔室还包括上保护环26和下保护环23，其中，上保护环26安装在调整支架25内侧，且在上保护环26与介质窗29相对的两个表面之间形成第三间隙34，用以延长第一间隙36与腔体21的内部空间之间的距离，从而使等离子体需要通过第三间隙34才能进入第一间隙36，增加了进入间隙中的等离子体的运动难度，进而减少了进入第一间隙36中的等离子体的数量。与之相类似的，下保护环23安装在内衬22的内侧，且在下保护环23与调整支架25相对的两个表面之间形成第四间隙38，用以延长第二间隙37与腔体21的内部空间之间的距离，从而使等离子体需要通过第四间隙38才能进入第二间隙37，增加了进入间隙中的等离子体的运动难度，进而减少了进入第二间隙37中的等离子体的数量。
借助上述上保护环26和下保护环23，减少了进入第一间隙36和第二间隙37中的等离子体数量，从而不仅降低了调整支架表面上的氧化膜被等离子体轰击产生金属污染的风险，而且可以避免第一密封圈27和第二密封圈24直接暴露在等离子体环境中，从而提高了密封圈的使用寿命。
下面对上保护环26和下保护环23的结构进行详细描述。具体地，如图4B所示，在本实施例中，上保护环26包括第一环体261，在该第一环体261的顶部设置有相对于该第一环体261的外周壁水平凸出的第一环形凸部262，该第一环形凸部262与第一环体261连为一体，且与介质窗29相对的两个表面(即，第一环形凸部262的上端面与介质窗29的下表面)之间形成上述第三间隙34。优选的，第三间隙34的宽度D3为0.2～1mm，以保证等离子体在第三间隙34中实现衰减，从而避免等离子体进入第一间隙36。
而且，在调整支架25的内周壁形成有第一支撑台阶251，第一环形凸部262相对于第一环体261的外环壁凸出的部分262a叠置在该第一支撑台阶251上，以便于安装和定位。
优选的，为了便于上保护环的安装和拆除，在第一环体261的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间，以及在第一环形凸部262的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间均具有竖直间隙35。优选的，竖直间隙35的宽度为0.2～2mm。
优选的，上保护环26与第一密封圈27之间的最短水平间距D1为2～5mm，以便于第一密封圈27的安装和拆除。
在本实施例中，如图4C所示，下保护环23包括第三环体231，在第三环体231的顶部设置有相对于第三环体231的外周壁水平凸出的第三环形凸部232。该第三环形凸部232相对于第三环体231的外环壁凸出的部分232a叠置在内衬22的环形凸台的上表面上，且在调整支架25的下表面形成有第二凹槽，用以容纳第三环形凸部232。第三环形凸部232与第二凹槽相对的两个表面之间形成第四间隙38。优选的，第四间隙38的宽度为0.2～1mm，以保证等离子体在第四间隙38中实现衰减，从而避免等离子体进入第二间隙37。
优选的，为了便于下保护环的安装和拆除，在第三环体231的外周壁和与之相对的内衬22的内侧表面之间具有竖直间隙39。优选的，竖直间隙39的宽度为0.2～2mm。
优选的，下保护环23与第二密封圈24之间的最短水平间距为2～5mm，以便于第二密封圈24的安装和拆除。
需要说明的是，在本实施例中，对于下保护环23，其第三环形凸部232相对于第三环体231的外环壁凸出的部分232a叠置在内衬22的环形凸台的上表面上，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，与上述上保护环26的设置方式相类似的，还可以在内衬22的内周壁形成有第二支撑台阶，第三环形凸部232相对于第三环体231的外环壁凸出的部分232a叠置在该第二支撑台阶上。在这种情况下，可以省去上述第二凹槽。并且，优选的，在第三环体231的外周壁和与之相对的内衬22的内侧表面之间，以及在第三环形凸部232的外周壁和与之相对的内衬22的内侧表面之间均具有竖直间隙。
还需要说明的是，在本实施例中，在腔体21内侧环绕设置有内衬22，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，也存在未设置有内衬22的情况，在这种情况下，下保护环23直接安装在腔体21的内侧。具体地，上述第三环形凸部232相对于第三环体231的外环壁凸出的部分232a直接叠置在腔体21的上表面，或者叠置在设置在该上表面上的第二支撑台阶上。
图5为本发明第二实施例提供的反应腔室的局部剖视图。请参阅图5，本实施例提供的反应腔室与上述第一实施例相比，其区别仅在于：上保护环26的安装位置不同。具体地，在本实施例中，第一环形凸部262相对于第一环体261的外环壁凸出的部分262a叠置在调整支架25的上表面上(本实施例中调整支架25未设置第一支撑台阶)，且在介质窗29的下表面形成有第一凹槽291，用以容纳第一环形凸部262。并且，第一环形凸部262与第一凹槽291相对的两个表面之间形成第三间隙41。该第三间隙41的长度相比于上述第一实施例中的第三间隙34更长，从而进一步增加了进入间隙中的等离子体的运动难度。
优选的，为了便于上保护环的安装和拆除，在第一环体261的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间具有竖直间隙42。优选的，竖直间隙42的宽度为0.2～2mm。
在本实施例中，上保护环26和下保护环23的其他结构与上述第一实施例相同，由于在上述第一实施例中已有了详细描述，在此不再赘述。
图6为本发明第三实施例提供的反应腔室的局部剖视图。请参阅图6，本实施例提供的反应腔室与上述第一、第二实施例相比，其区别仅在于：上保护环的结构不同。具体地，在本实施例中，上保护环51包括第一环体511，在该第一环体511的顶部设置有第一环形凸部512和位于其上方的第二环形凸部513。而且，在调整支架25的内侧表面形成有第一支撑台阶251，第一环形凸部512相对于第一环体511的外环壁凸出的部分512a叠置在第一支撑台阶251的上表面上；并且，在介质窗29的下表面形成有第一凹槽，用以容纳第二环形凸部513，第二环形凸部513与该第一凹槽相对的两个表面之间形成第三间隙52，该第三间隙52的长度相比于上述第一实施例中的第三间隙34更长，从而进一步增加了进入间隙中的等离子体的运动难度。优选的，第三间隙52的宽度为0.2～1mm，以保证等离子体在第三间隙52中实现衰减，从而避免等离子体进入第一间隙36。
优选的，为了便于上保护环51的安装和拆除，在第一环体511的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间，在第一环形凸部512的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间具有竖直间隙53。优选的，竖直间隙53的宽度为0.2～2mm。
需要说明的是，在实际应用中，下保护环的结构和安装方式也可以采用与上述上保护环51相同的结构和安装方式。具体地，下保护环包括第三环体，在该第三环体的顶部设置有第三环形凸部和位于其上方的第四环形凸部。而且，在内衬(或腔体)的内侧表面形成有第二支撑台阶，上述第三环形凸部相对于第三环体的外环壁凸出的部分叠置在该第二支撑台阶的上表面上；并且，在调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳第四环形凸部，第四环形凸部与该第二凹槽相对的两个表面之间形成第四间隙，该第四间隙的宽度优选为0.2～1mm。优选的，在第三环体的外周壁和与之相对的内衬(或腔体)的内侧表面之间以及在第三环形凸部的外周壁和与之相对的内衬(或腔体)的内侧表面之间均具有竖直间隙，以便于下保护环的安装和拆除。
还需要说明的是，在本实施例中，对于上保护环51，在第一环体511的顶部依次设置有两个环形凸部，即，第一环形凸部512和第二环形凸部513，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可在第一环体511的顶部依次设置三个及以上的环形凸部，以进一步延长上述第三间隙的长度。下保护环的结构也可以采用与该上保护环相同的结构。
图7为本发明第三实施例提供的反应腔室的局部剖视图。请参阅图7，本实施例提供的反应腔室与上述第一～第三实施例相比，其区别仅在于：上保护环的结构不同。具体地，在本实施例中，上保护环61包括第一环体611和第二环体612，其中，在第一环体611的顶部设置有相对于第一环体611的外周壁水平凸出的第一环形凸部613。而且，在调整支架25的内周壁形成有第一支撑台阶251，第一环形凸部613相对于第一环体611的外环壁凸出的部分613a叠置在该第一支撑台阶251上。在第二环体612的顶部设置有相对于第二环体612的外周壁水平凸出的第二环形凸部614。该第二环形凸部614相对于第二环体612的外环壁凸出的部分614a叠置在第一环形凸部613上；并且，在介质窗29的下表面形成有第一凹槽，用以容纳该第二环形凸部614。第二环形凸部614与该第一凹槽相对的两个表面之间形成第三间隙63，从而进一步增加了进入间隙中的等离子体的运动难度。优选的，第三间隙63的宽度为0.2～1mm，以保证等离子体在第三间隙63中实现衰减，从而避免等离子体进入第一间隙36。
优选的，为了便于上保护环61的安装和拆除，在第一环体611的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间，在第一环形凸部613的外周壁和与之相对的调整支架25的内侧表面之间以及在第二环体612的外周壁和第一环体611的内周壁之间均具有竖直间隙64。优选的，竖直间隙64的宽度为0.2～2mm。
需要说明的是，在实际应用中，下保护环的结构和安装方式也可以采用与上述上保护环61相同的结构和安装方式。具体地，下保护环包括第三环体和第四环体，其中，在第三环体的顶部设置有相对于第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部；在内衬(或腔体)的内周壁形成有第二支撑台阶，第三环形凸部相对于第三环体的外环壁凸出的部分叠置在第二支撑台阶上。而且，在第四环体的顶部设置有相对于第四环体的外周壁水平凸出的第四环形凸部，该第四环形凸部相对于第四环体的外环壁凸出的部分叠置在第三环形凸部上。并且，在调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳第四环形凸部，该第四环形凸部与第二凹槽相对的两个表面之间形成第四间隙，该第四间隙的宽度优选为0.2～1mm。优选的，在第三环体的外周壁和与之相对的腔体的内侧表面之间，在第三环形凸部的外周壁和与之相对的内衬(或腔体)的内侧表面之间以及在第四环体的外周壁和第三环体的内周壁之间均具有竖直间隙，以便于下保护环的安装和拆除。
还需要说明的是，在本实施例中，上保护环61包括第一环体611和第二环体612，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，上保护环还可以包括三个及以上的环体，且各个相邻的两个环体之间采用与上述第一环体611和第二环体612相同的方式叠置在一起，以进一步延长上述第三间隙的长度。下保护环的结构也可以采用与该上保护环相同的结构。
进一步需要说明的是，在实际应用中，上保护环和下保护环均可以采用抗等离子体腐蚀的材料制作，以提高上保护环和下保护环的抗腐蚀性。其次，为了便于副产物排出，如果该材料与工艺气体发生反应，其反应产物应为气态。
另外，需要说明的是，在上述各个实施例中，上述上保护环直接放置在调整支架的上表面或者支撑台阶上，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，上保护环也可以采用定位销或者螺钉与调整支架固定连接，或者采用其他任意方式与调整支架固定。与之相类似的，下保护环也可以采用定位销或者螺钉与内衬(或腔体)固定连接，或者采用其他任意方式与内衬(或腔体)固定。
综上所述，本发明上述各个实施例提供的反应腔室，其通过安装在调整支架内侧的上保护环与介质窗相对的两个表面之间形成第三间隙，可以延长第一间隙与腔体的内部空间之间的距离，与之相类似的，通过安装在腔体内侧的下保护环与调整支架相对的两个表面之间形成第四间隙，可以延长第二间隙与腔体的内部空间之间的距离，从而增加了进入间隙中的等离子体的运动难度，减少了进入第一间隙和第二间隙中的等离子体的数量，进而不仅降低了调整支架表面上的氧化膜被等离子体轰击产生金属污染的风险，而且可以避免调整支架与介质窗之间以及调整支架与腔体之间的密封圈直接暴露在等离子体环境中，从而提高了密封圈的使用寿命。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (25)

1.一种反应腔室，包括由下而上依次设置的腔体、调整支架和介质窗，其中，在所述调整支架的上表面与所述介质窗的下表面之间具有第一间隙，且在所述第一间隙中设置有第一密封圈；在所述调整支架的下表面与所述腔体的上表面之间具有第二间隙，且在所述第二间隙中设置有第二密封圈，其特征在于，还包括上保护环和下保护环，其中，
所述上保护环安装在所述调整支架内侧，且在所述上保护环与所述介质窗相对的两个表面之间形成第三间隙，用以延长所述第一间隙与所述腔体的内部空间之间的距离；
所述下保护环安装在所述腔体的内侧，且在所述下保护环与所述调整支架相对的两个表面之间形成第四间隙，用以延长所述第二间隙与所述腔体的内部空间之间的距离。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部，所述第一环形凸部与所述介质窗相对的两个表面之间形成所述第三间隙；
在所述调整支架的内周壁形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶上。
3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间，以及在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间均具有竖直间隙。
4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部；
所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述调整支架的上表面上，且在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第一环形凸部；所述第一环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间具有竖直间隙。
6.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环包括第一环体，在所述第一环体的顶部设置有第一环形凸部和位于其上方的第二环形凸部；
在所述调整支架的内侧表面形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶的上表面上；并且，在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第二环形凸部，所述第二环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
7.根据权利要求6所述的反应腔室，其特征在于，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间以及在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间均具有竖直间隙。
8.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环包括第一环体和第二环体，其中，
在所述第一环体的顶部设置有相对于所述第一环体的外周壁水平凸出的第一环形凸部；在所述调整支架的内周壁形成有第一支撑台阶，所述第一环形凸部相对于所述第一环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一支撑台阶上；
在所述第二环体的顶部设置有相对于所述第二环体的外周壁水平凸出的第二环形凸部；所述第二环形凸部相对于所述第二环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第一环形凸部上；并且，在所述介质窗的下表面形成有第一凹槽，用以容纳所述第二环形凸部；所述第二环形凸部与所述第一凹槽相对的两个表面之间形成所述第三间隙。
9.根据权利要求8所述的反应腔室，其特征在于，在所述第一环体的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间，在所述第一环形凸部的外周壁和与之相对的所述调整支架的内侧表面之间以及在所述第二环体的外周壁和所述第一环体的内周壁之间均具有竖直间隙。
10.根据权利要求1或2或4或6或8所述的反应腔室，其特征在于，所述第三间隙的宽度为0.2～1mm。
11.根据权利要求1-9任意一项所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环与所述第一密封圈之间的水平间距为2～5mm。
12.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部，所述第三环形凸部与所述调整支架相对的两个表面之间形成所述第四间隙；
在所述腔体的内周壁形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶上。
13.根据权利要求12所述的反应腔室，其特征在于，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间，以及在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间均具有竖直间隙。
14.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部；
所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述腔体的上表面上，且在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第三环形凸部；所述第三环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
15.根据权利要求14所述的反应腔室，其特征在于，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间具有竖直间隙。
16.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述下保护环包括第三环体，在所述第三环体的顶部设置有第三环形凸部和位于其上方的第四环形凸部；
在所述腔体的内侧表面形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶的上表面上；并且，在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第四环形凸部，所述第四环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
17.根据权利要求16所述的反应腔室，其特征在于，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间以及在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间均具有竖直间隙。
18.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述下保护环包括第三环体和第四环体，其中，
在所述第三环体的顶部设置有相对于所述第三环体的外周壁水平凸出的第三环形凸部；在所述腔体的内周壁形成有第二支撑台阶，所述第三环形凸部相对于所述第三环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第二支撑台阶上；
在所述第四环体的顶部设置有相对于所述第四环体的外周壁水平凸出的第四环形凸部；所述第四环形凸部相对于所述第四环体的外环壁凸出的部分叠置在所述第三环形凸部上；并且，在所述调整支架的下表面形成有第二凹槽，用以容纳所述第四环形凸部；所述第四环形凸部与所述第二凹槽相对的两个表面之间形成所述第四间隙。
19.根据权利要求18所述的反应腔室，其特征在于，在所述第三环体的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间，在所述第三环形凸部的外周壁和与之相对的所述腔体的内侧表面之间以及在所述第四环体的外周壁和所述第三环体的内周壁之间均具有竖直间隙。
20.根据权利要求1或12或14或16或18所述的反应腔室，其特征在于，所述第四间隙的宽度为0.2～1mm。
21.根据权利要求3或5或7或9或13或15或17或19所述的反应腔室，其特征在于，所述竖直间隙的宽度为0.2～2mm。
22.根据权利要求12-19任意一项所述的反应腔室，其特征在于，所述下保护环与所述第二密封圈之间的水平间距为2～5mm。
23.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括内衬，所述内衬环绕设置在所述腔体的内侧，且在所述内衬的顶部设置有环形凸台，所述环形凸台叠置在所述腔体的顶部；
所述下保护环安装在所述内衬的内侧。
24.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述上保护环和所述下保护环均采用抗等离子体腐蚀材料制作。
25.根据权利要求24所述的反应腔室，其特征在于，所述材料与工艺气体反应后生成气态的反应产物。
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