CN111411348B - Pe-cvd反应器喷淋板的加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PE‑CVD反应器喷淋板的加热系统，包括：沿反应器上盖板的周向均布的喷淋板模块，所述喷淋板模块包括喷淋板本体、喷淋板上方绝缘板、喷淋板侧面绝缘筒和喷淋板电加热组件，所述喷淋板本体中的喷淋板基板的上表面沿其周向均布有多个深孔，所述喷淋板电加热组件包括电加热元件、接地屏蔽筒和第一电绝缘套，其中，所述电加热元件一一对应设置于所述深孔内，所述接地屏蔽筒设置于电加热元件的外周，所述第一电绝缘套设置于接地屏蔽筒的外壁与深孔的内壁之间。该PE‑CVD反应器喷淋板的加热系统结构合理、可避免射频对电加热组件产生干扰、可避免电加热方式对射频场产生影响、可实现对喷淋板本体的有效、接近均匀的加热。

Description

PE-CVD反应器喷淋板的加热系统
技术领域
本发明涉及半导体镀膜设备领域，特别提供了一种PE-CVD反应器喷淋板的加热系统。
背景技术
随着现代化的技术革新，半导体芯片的需求的日益提升，半导体薄膜设备也迎来了新的挑战。而喷淋板系统是尤为重要的一个关键部分，用于均匀分气、加载射频、控制反应气体的温度以及反应腔室的温度等，其中，对反应气体的温度以及反应腔室的温度的控制尤为重要。
现有的半导体镀膜设备中，喷淋板的加热系统通常是油温加热或者电加热，然而，油温加热方式有着比较笨重的油温机以及很长的输送管路，管路过长会损失很多的热量，同时，繁多的油管还会影响设备的整体简洁性和可维护性，电加热方式会在加载电流的时候对射频产生影响，进而对射频场产生影响，因此，需要很复杂的结构设计去屏蔽对射频的影响，同时还需要一个滤波系统，整体比较复杂，另外，这两种方式还有难以控制喷淋板加热的均匀性的问题。
因此，如何对现有的喷淋板加热系统进行改进，以解决现有加热系统存在的问题，成为人们亟待解决的问题
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，以提出一种新型的加热系统，解决上述提到的问题。
本发明提供的技术方案是：PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，包括：沿反应器上盖板的周向均布的喷淋板模块，所述喷淋板模块包括喷淋板本体、喷淋板上方绝缘板、喷淋板侧面绝缘筒和喷淋板电加热组件，所述喷淋板本体包括喷淋板基板和配合设置于喷淋板基板下方的喷淋板面板，所述喷淋板基板的上表面沿其周向均布有多个深孔，所述喷淋板上方绝缘板设置于所述喷淋板基板的上方，所述喷淋板侧面绝缘筒连接于喷淋板上方绝缘板的下方且位于喷淋板本体的外周，所述喷淋板电加热组件包括电加热元件、接地屏蔽筒和第一电绝缘套，其中，所述电加热元件一一对应设置于所述深孔内，用于向喷淋板本体传导热量，所述接地屏蔽筒设置于电加热元件的外周，用于屏蔽射频电磁波信号，所述第一电绝缘套设置于接地屏蔽筒的外壁与深孔的内壁之间，以避免喷淋板电加热组件与喷淋板基板电接触，同时，满足喷淋板电加热组件与喷淋板基板的热接触。
优选，所述电加热元件通过电源线与设置于喷淋板模块外部的电源连接。
进一步优选，所述接地屏蔽筒由喷淋板模块的外部贯穿喷淋板上方绝缘板伸入所述深孔内。
进一步优选，所述接地屏蔽筒位于喷淋板模块外部的部分的外周套设一波纹管，以形成一完整的屏蔽结构，同时能够补偿组装误差和热膨胀导致的尺寸偏移。
进一步优选，所述接地屏蔽筒的顶部固定连接一屏蔽筒法兰，所述波纹管的上部和下部分别连接有波纹管上法兰和波纹管下法兰，所述波纹管上法兰与屏蔽筒法兰连接，所述波纹管下法兰与喷淋板模块的顶部连接。
进一步优选，所述电加热元件与接地屏蔽筒间隙配合。
进一步优选，所述喷淋板模块还包括喷淋板温度检测单元，用于监测喷淋板本体的温度。
进一步优选，所述喷淋板温度检测单元包括由喷淋板模块的外部贯穿喷淋板上方绝缘板且可监测喷淋板本体温度的热偶。
进一步优选，所述喷淋板基板及喷淋板面板上对应设置有热偶放置孔，所述热偶放置孔内设置有第二电绝缘套，所述第二电绝缘套套于热偶的外部，以避免其两侧形成电接触，同时，满足热偶与喷淋板本板的热接触。
进一步优选，所述热偶放置孔内的下部还设置有导热套，所述导热套套于第二电绝缘套的外周，所述导热套的外周同时与喷淋板基板及喷淋板面板接触。
本发明提供的PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，通过在喷淋板基板的上表面沿其周向均匀设置多个深孔，并在深孔内设置电加热元件，可以在其附近形成高温辐射，将热流传递到喷淋板本体上，实现对喷淋板本体的比较均匀的加热，通过在电加热元件的外部设置接地屏蔽筒，可以屏蔽由喷淋板侧导入反应器的射频，以阻断射频电磁波传递到电加热组件的电路里面从而形成干扰，还可以避免电加热方式对射频场产生影响，通过在接地屏蔽筒外侧设置第一电绝缘套，可以避免喷淋板电加热组件与喷淋板基板电接触，同时，还不影响喷淋板电加热组件与喷淋板基板的热接触。
本发明提供的PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，结构合理、可避免射频对电加热组件产生干扰、可避免电加热方式对射频场产生影响、可实现对喷淋板本体的有效、接近均匀的加热。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的PE-CVD反应器喷淋板的加热系统的结构示意图；
图2为本发明提供的PE-CVD反应器喷淋板的加热系统与反应器上盖板的位置示意图；
图3为本发明提供的PE-CVD反应器喷淋板的加热系统的剖视图；
图4为喷淋板电加热组件的剖视图；
图5为喷淋板温度检测单元及周围部件的剖视图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1至图4所示，本发明提供了一种PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，包括：沿反应器上盖板1的周向均布的喷淋板模块2，所述喷淋板模块2包括喷淋板本体21、喷淋板上方绝缘板22、喷淋板侧面绝缘筒23和喷淋板电加热组件24，所述喷淋板本体21包括喷淋板基板211和配合设置于喷淋板基板211下方的喷淋板面板212，所述喷淋板基板211的上表面沿其周向均布有多个深孔，所述喷淋板上方绝缘板22设置于所述喷淋板基板211的上方，所述喷淋板侧面绝缘筒23连接于喷淋板上方绝缘板22的下方且位于喷淋板本体21的外周，所述喷淋板电加热组件24包括电加热元件241、接地屏蔽筒242和第一电绝缘套243，其中，所述电加热元件241一一对应设置于所述深孔内，用于向喷淋板本体21传导热量，所述电加热元件优选为电加热棒，所述接地屏蔽筒242设置于电加热元件241的外周，用于屏蔽射频电磁波信号，所述接地屏蔽筒242优选为不锈钢接地屏蔽筒，所述第一电绝缘套243设置于接地屏蔽筒242的外壁与深孔的内壁之间，以避免喷淋板电加热组件24与喷淋板基板211电接触，同时，满足喷淋板电加热组件24与喷淋板基板211的热接触，所述第一电绝缘套243优选为氮化铝电绝缘套。
该PE-CVD反应器喷淋板的加热系统适用一体式喷淋板和分片式喷淋板的应用场景，通过在喷淋板基板的上表面沿其周向均匀设置多个深孔，并在深孔内设置电加热元件，可以在其附近形成高温辐射，将热流传递到喷淋板本体上，实现对喷淋板本体的接近均匀的加热，通过在电加热元件的外部设置接地屏蔽筒，可以屏蔽由喷淋板侧导入反应器的射频，以阻断射频电磁波传递到电加热组件的电路里面从而形成干扰，还可以避免电加热方式对射频场产生影响，通过在接地屏蔽筒外侧设置第一电绝缘套，可以避免喷淋板电加热组件与喷淋板基板电接触，同时，还不影响喷淋板电加热组件与喷淋板基板的热接触。
作为技术方案的改进，如图4所示，所述电加热元件241通过电源线7与设置于喷淋板模块2外部的电源连接。
作为技术方案的改进，如图1至图4所示，所述接地屏蔽筒242由喷淋板模块2的外部贯穿喷淋板上方绝缘板22伸入所述深孔内。
作为技术方案的改进，如图1至图4所示，所述接地屏蔽筒242位于喷淋板模块2外部的部分的外周套设一波纹管3，以形成一完整的屏蔽结构，同时能够补偿组装误差和热膨胀导致的尺寸偏移。
作为技术方案的改进，如图4所示，所述接地屏蔽筒242的顶部固定连接一屏蔽筒法兰2421，所述波纹管3的上部和下部分别连接有波纹管上法兰31和波纹管下法兰32，所述波纹管上法兰31与屏蔽筒法兰2421连接，所述波纹管下法兰32与喷淋板模块2的顶部连接。
作为技术方案的改进，所述电加热元件241与接地屏蔽筒242间隙配合，以保证升温后两者之间有很好的接触。
作为技术方案的改进，如图1至图3所示，所述喷淋板模块2还包括喷淋板温度检测单元4，用于监测喷淋板本体21的温度。
作为技术方案的改进，所述喷淋板温度检测单元4包括由喷淋板模块2的外部贯穿喷淋板上方绝缘板22且可监测喷淋板本体21温度的热偶41。
作为技术方案的改进，如图5所示，所述喷淋板基板211及喷淋板面板212上对应设置有热偶放置孔，所述热偶放置孔内设置有第二电绝缘套5，所述第二电绝缘套5套于热偶41的外部，以避免其两侧形成电接触，同时，满足热偶41与喷淋板本板21的热接触，优选，如图5所示，所述热偶贯穿喷淋板上方绝缘板与喷淋板模块外部的电源连接，热偶位于喷淋板模块外部的部分的外周套设一波纹管，波纹管的上部和下部分别连接有波纹管上法兰和波纹管下法兰，所述波纹管上法兰与热偶限位连接，所述波纹管下法兰与喷淋板模块的顶部连接。
作为技术方案的改进，如图5所示，所述热偶放置孔内的下部还设置有导热套6，所述导热套6套于第二电绝缘套5的外周，所述导热套6的外周同时与喷淋板基板211及喷淋板面板212接触，所述导热套优选为铝导热套。
本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于，包括：沿反应器上盖板（1）的周向均布的喷淋板模块（2），所述喷淋板模块（2）包括喷淋板本体（21）、喷淋板上方绝缘板（22）、喷淋板侧面绝缘筒（23）和喷淋板电加热组件（24），所述喷淋板本体（21）包括喷淋板基板（211）和配合设置于喷淋板基板（211）下方的喷淋板面板（212），所述喷淋板基板（211）的上表面沿其周向均布有多个深孔，所述喷淋板上方绝缘板（22）设置于所述喷淋板基板（211）的上方，所述喷淋板侧面绝缘筒（23）连接于喷淋板上方绝缘板（22）的下方且位于喷淋板本体（21）的外周，所述喷淋板电加热组件（24）包括电加热元件（241）、接地屏蔽筒（242）和第一电绝缘套（243），其中，所述电加热元件（241）一一对应设置于所述深孔内，用于向喷淋板本体（21）传导热量，所述接地屏蔽筒（242）设置于电加热元件（241）的外周，用于屏蔽射频电磁波信号，所述第一电绝缘套（243）设置于接地屏蔽筒（242）的外壁与深孔的内壁之间，以避免喷淋板电加热组件（24）与喷淋板基板（211）电接触，同时，满足喷淋板电加热组件（24）与喷淋板基板（211）的热接触，所述电加热元件（241）与接地屏蔽筒（242）间隙配合。
2.按照权利要求1所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述电加热元件（241）通过电源线（7）与设置于喷淋板模块（2）外部的电源连接。
3.按照权利要求1所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述接地屏蔽筒（242）由喷淋板模块（2）的外部贯穿喷淋板上方绝缘板（22）伸入所述深孔内。
4.按照权利要求3所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述接地屏蔽筒（242）位于喷淋板模块（2）外部的部分的外周套设一波纹管（3）。
5.按照权利要求4所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述接地屏蔽筒（242）的顶部固定连接一屏蔽筒法兰（2421），所述波纹管（3）的上部和下部分别连接有波纹管上法兰（31）和波纹管下法兰（32），所述波纹管上法兰（31）与屏蔽筒法兰（2421）连接，所述波纹管下法兰（32）与喷淋板模块（2）的顶部连接。
6.按照权利要求1所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述喷淋板模块（2）还包括喷淋板温度检测单元（4），用于监测喷淋板本体（21）的温度。
7.按照权利要求6所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述喷淋板温度检测单元（4）包括由喷淋板模块（2）的外部贯穿喷淋板上方绝缘板（22）且可监测喷淋板本体（21）温度的热偶（41）。
8.按照权利要求7所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述喷淋板基板（211）及喷淋板面板（212）上对应设置有热偶放置孔，所述热偶放置孔内设置有第二电绝缘套（5），所述第二电绝缘套（5）套于热偶（41）的外部，以避免其两侧形成电接触，同时，满足热偶（41）与喷淋板本板（21）的热接触。
9.按照权利要求8所述PE-CVD反应器喷淋板的加热系统，其特征在于：所述热偶放置孔内的下部还设置有导热套（6），所述导热套（6）套于第二电绝缘套（5）的外周，所述导热套（6）的外周同时与喷淋板基板（211）及喷淋板面板（212）接触。
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