CN111501025B - 沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种沉积设备，包括：反应腔室以及位于反应腔室内且与反应腔室同轴设置的上电极(6)、支撑环(5)、隔离环(15)和聚焦环(102)，隔离环(15)和聚焦环(102)设置于上电极(6)的外周壁与支撑环(5)的内周壁之间；隔离环(15)的内部设有空腔，空腔用于容纳液态介质材料；支撑环(5)内设有与空腔连通的进液通道(16)和排液通道(17)，进液通道(16)用于向空腔内输送液态介质材料，排液通道(17)用于将空腔中的液态介质材料排出。本公开实施例中，通过对隔离环内部的空腔更换具有不同介电常数的液态介质，能够改变隔离环的隔离电容，从而实现对等离子体的气体解离度和电子温度进行控制。

Description

沉积设备
技术领域
本发明属于半导体制造设备领域，更具体地，涉及一种沉积设备。
背景技术
等离子体增强型化学气相沉积设备(Plasma enhanced chemical vapordeposition，简称PECVD)借助射频(RF)等工具使含有薄膜成分原子的气体电离形成等离子体，由于等离子体化学活性很强，使用相应的工艺气体可以在晶圆表面沉积出SiO2、SiNx或SiON等薄膜。基于PECVD设备成膜温度低、沉积速率快、成膜质量好等优点，目前该设备普遍应用于发光二级管、微机电系统、集成电路等相关半导体领域。
PECVD设备有单站式和多站式等多种种类，其中单站式的平板型电容耦合放电等离子体设备具有大面积承载基片、沉积薄膜均匀性好等优点，成为半导体、光伏等工业常用的设备之一。在设计过程中发现，隔离环位置的隔离电容不仅影响到电压的隔离效果，而且对腔室中的等离子体启辉也有很重要的作用。隔离电容不仅会影响启辉问题，而且会改变反应腔室内的工艺气体解离度和振动电子温度。
图1示出了现有技术中沉积设备的结构示意图。如图1所示，现有技术中的上电极射频馈入系统中，上电极以平板电容耦合的形式激发产生等离子体，且上电极6内部设有中空结构，且下表面601均匀分布气孔，保证气体均匀流入反应腔内。上电极6产生的射频辐射通过屏蔽件2进行屏蔽，以减少射频辐射减少对人体的伤害。隔离环101和聚焦环102将上电极6与支撑环之间进行物理隔离，防止上电极6与支撑环5之间出现打火问题。现有技术中隔离环的结构尺寸固定，使用的材料单一，因此，该位置的隔离电容是固定的且不易改变，如果想要改变该位置的电容值，则需要另外更换材料进行加工和安装。
因此，有待提供一种沉积设备，该沉积设备的隔离环能够改变隔离电容，从而实现对等离子体的气体解离度和电子温度进行控制。
发明内容
本发明的目的提供一种用于沉积设备的隔离环及其沉积设备，该隔离环能够更换不同介电常数的液态介质材料，从而改变隔离环的隔离电容。
为了实现上述目的，提供一种沉积设备，包括:反应腔室以及位于所述反应腔室内且与所述反应腔室同轴设置的上电极、支撑环、隔离环和聚焦环，所述隔离环和所述聚焦环设置于所述上电极的外周壁与支撑环的内周壁之间；，所述隔离环的内部设有空腔，所述空腔用于容纳液态介质材料；所述支撑环内设有与所述空腔连通的进液通道和排液通道，所述进液通道用于向所述空腔内输送所述液态介质材料，所述排液通道用于将所述空腔中的所述液态介质材料排出。
优选地，所述隔离环包括第一上环形部和第一下环形部，所述第一上环形部沿所述第一下环形部的顶部径向向外延伸；
所述空腔包括设于所述第一上环形部内的第一环形空腔和设于所述第一下环形部内的第二环形空腔，所述第二环形空腔与所述第一环形空腔相连通。
优选地，所述隔离环包括第二上环形部和第二下环形部，所述第二上环形部自所述第二下环形部的顶部沿所述第二下环形部的径向向外延伸；
所述空腔包括设于所述第二上环形部内的第三环形空腔。
优选地，所述隔离环还包括环形实体部，所述环形实体部位于所述第一上环形部的外周，且所述环形实体部的上端面低于所述第一上环形部的上端面。
优选地，所述隔离环还包括环形实体部，所述环形实体部位于所述第二上环形部的外周，且所述环形实体部的上端面低于所述第二上环形部的上端面。
优选地，所述上电极包括上端部和下端部，所述上端部的边缘具有一向下的凸起部，所述凸起部的下端面与所述环形实体部的上端面相接触。
优选地，所述第二上环形部的底部设有与所述第三环形空腔连通的进液口和排液口，所述进液通道的一端与所述进液口连接，所述进液通道的另一端设有进液阀门且延伸至所述反应腔室外部；所述排液通道的一端与所述排液口连接，所述排液通道的另一端设有出液阀门且延伸至所述反应腔室的外部。
优选地，所述第一上环形部的底部设有与所述第一环形空腔连通的进液口和排液口，所述进液通道的一端与所述进液口连接，所述进液通道的另一端设有进液阀门且延伸至所述反应腔室外部；所述排液通道的一端与所述排液口连接，所述排液通道内设置有排液管，所述排液管的一端通过所述排液口延伸至所述第二环形空腔的底端，所述排液通道的另一端延伸至所述反应腔室的外部，所述排液管的另一端延伸至所述反应腔室的外部且设置有排液泵。
优选地，所述排液管采用绝缘材料制成。
优选地，所述第一上环形部的长度为20mm～40mm，所述第一上环形部的厚度为13mm～18mm，所述环形实体部的厚度为5mm～10mm，所述环形实体部的长度大等于15mm，所述第一上环形部的壁厚和第一下环形部的壁厚均大于或等于4mm，所述第一下环形部的厚度为10mm～20mm，所述第一下环形部的高度为30mm～50mm。
优选地，所述第二上环形部的长度为20mm～40mm，所述第二上环形部的厚度为13mm～18mm，所述环形实体部的厚度为5mm～10mm，所述环形实体部的长度大等于15mm，所述第二上环形部的壁厚大于或等于4mm，所述第二下环形部的厚度为10mm～20mm，所述第二下环形部的高度为30mm～50mm。
优选地，所述上电极的上表面设有下沉凹槽，用于调节所述上电极的内部空间。
优选地，所述液态介质材料包括环乙醇、食用油、煤油、甲醇、甘油、水和乙醇之一。
本发明的有益效果在于：隔离环的空腔能够容纳液态介质材料，通过在隔离环的空腔内更换不同介电常数的液态介质，能够改变隔离环的隔离电容，从而实现对等离子体的气体解离度和电子温度进行控制。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了现有技术中沉积设备的结构示意图。
图2示出了根据本发明一个实施例的沉积设备的结构示意图。
图3示出了根据本发明一个实施例的隔离环的结构示意图。
图4示出了根据本发明另一个实施例的沉积设备的结构示意图。
图5示出了根据本发明另一个实施例的隔离环的结构示意图。
图6(a)示出了N2气体的解离度随功率变化的趋势图。
图6(b)示出了N2气体的振动电子温度随功率变化的趋势图。
附图标记说明：
2、屏蔽件；3、上电极连接条；4、屏蔽筒；5、支撑环；6、上电极；7、腔室壁；8、内衬；9、下电极；10、下电极连接条；11、抽气口；12、等离子区域；13、进液阀门；14、出液阀门；15、隔离环；16、进液通道；17、出液通道；19、环形实体部；20、第一上环形部；21、第一下环形部；22、第二上环形部；23、第二下环形部；24、第一环形空腔；25、第二环形空腔；26、第三环形空腔；27、排液管；102、聚焦环；601、上电极的下表面；602、上电极的上表面；603、下沉凹槽；101、隔离环。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
隔离环的隔离电容影响等离子体的电子密度、工艺气体解离度和振动电子温度等。由于现有设备的隔离环使用实体设计，一旦设计完成隔离电容不能随意进行改变。由于隔离电容的大小可以控制腔室内等离子体的气体解离度和振动电子温度，同时还会影响设备的启辉窗口，所以该位置的隔离电容具有很重要的作用。如果需要在不同隔离电容值下进行工艺，现有的设备很难实现，想要改变隔离电容的大小只能更换不同的材料，不仅受限于材料的种类，而且更换不同材料的隔离环，需要单独进行加工和安装。
根据本发明实施例的一种沉积设备，包括：反应腔室以及位于反应腔室内且与反应腔室同轴设置的上电极、支撑环、隔离环和聚焦环，隔离环和聚焦环设置于上电极的外周壁与支撑环的内周壁之间；，隔离环的内部设有空腔，空腔用于容纳液态介质材料；支撑环内设有与空腔连通的进液通道和排液通道，进液通道用于向空腔内输送液态介质材料，排液通道用于将空腔中的液态介质材料排出。
本发明的实施例中，隔离环内的空腔结构能够容纳液态介质材料，可将有不同介电常数εr的绝缘液体介质通入其中。根据介电常数与隔离电容的关系式c＝εrs/d，其中，εr表示介电常数，s表示上电极与下电极正对面积，d表示上电极与下电机之间的距离，可知隔离电容与材料的介电常数呈正比例关系，因此，在隔离环内部通入具有不同介电常数的液态介质，可以实现该位置隔离电容的改变，从而实现对等离子体的气体解离度和电子温度进行控制。
本发明的实施例中，支撑环内设有与空腔连通的进液通道和排液通道，进液通道用于向空腔内填充液态介质材料，排液通道用于将空腔的液态介质材料排出，液态介质材料能够通过进液通道通入空腔，从而改变隔离环的隔离电容，并可通过排液通道将空腔内的液态介质材料排出，便于更换隔离环的液态介质材料，使得隔离环的隔离电容具有可调性。
隔离环设置于沉积设备的反应腔室内，且套设于上电极与支撑环之间的外周壁，隔离环和聚焦环用于将上电极与支撑环之间进行物理隔离，防止上电极与支撑环之间出现打火问题。
作为一个示例，为了保证隔离环较好的隔离效果，采用陶瓷材料进行制造，同时将隔离环的轴向截面设计为倒L型形结构，以增大安全保护的范围。
作为一个示例，该实施例的隔离环为环形结构，轴向截面为倒L型，隔离环为中空，内部设有环形空腔，环形空腔用于容纳液态介质材料。
更为优选的，隔离环的轴向截面还包括其他可与上电极配合的环形结构，如F型、Z型等。
该实施例的一种隔离环，包括：第一上环形部和第一下环形部，第一上环形部沿第一下环形部的顶部径向向外延伸；空腔包括设于第一上环形部内的第一环形空腔和设于第一下环形部内的第二环形空腔，第二环形空腔与第一环形空腔相连通。第一环形空腔和第二环形空腔形成一个完整的液态介质材料填充区，其内部可以填充不同介电常数的液态介质材料。
作为优选方案，隔离环还包括环形实体部，环形实体部位于第一上环形部的外周，且环形实体部的上端面低于第一上环形部的上端面。上电极包括上端部和下端部，上端部的边缘具有一向下的凸起部，凸起部的下端面与环形实体部的上端面相接触。
为了承受上电极的重量，上述实施例要在第一上环形部的外周设置环形实体部，将上电极的重量由环形实体部来支撑，防止因上电极自身重量损坏第一环形空腔。环形实体部的上端面低于第一上环形部的上端面，环形实体部的上端面与上电极的凸起部的边缘相契合，提高上电极与隔离环固定的稳定性。
作为优选方案，第一上环形部的底部设有与第一环形空腔连通的进液口和排液口，进液通道的一端与进液口连接，进液通道的另一端设有进液阀门且延伸至反应腔室外部；排液通道的一端与排液口连接，排液通道内设置有排液管，排液管的一端通过排液口延伸至第二环形空腔的底端，排液通道的另一端延伸至反应腔室的外部，排液管的另一端延伸至反应腔室的外部且设置有排液泵。
排液管道内的排液管一端伸入第二环形空腔的底端，能够将第二环形空腔内的液态介质材料排尽，避免第二环形空腔的底端有残留液体，排液管的另一端延伸至反应腔室的外部，并设置排液泵，提高液态介质材料的排液效率。
作为一个示例，进液通道另一端设有进液阀门且延伸至反应腔室外部；和/或出液通道的另一端设有出液阀门且延伸至反应腔室的外部，方便控制向空腔通入或排出液态介质材料。在设备正常使用过程中，进液阀门和出液阀门保持关闭状态，当需要更换不同液态介质材料时，首先将进液阀门和出液阀门打开并使用惰性气体对隔离环内部吹扫干净，惰性气体例如N2，通过排液泵和排液管，将第二环形空腔底部残留液体清净，然后再次通入所需要介电常数的液态介质材料，最后再将进液阀门和出液阀门关闭。
作为一个示例，将进液口和排液口设置于的第一上环形部的底部，并在第一上环形部的底部与支撑环的上端面之间设置密封部件，保证进液通道与进液口连接处的密封性，排液通道与排液口连接处的密封性，避免空腔内的液态介质材料出现漏液。
作为优选方案，排液管采用绝缘材料制成，如橡胶等，保证隔离环的物理隔离效果，避免上电极与支撑环之间打火。
根据上电极的尺寸设计隔离环的尺寸。作为优选方案，第一上环形部的长度为20mm～40mm，第一上环形部的厚度为13mm～18mm，环形实体部的厚度为5mm～10mm，环形实体部的长度大等于15mm，第一上环形部的壁厚和第一下环形部的壁厚均大于或等于4mm，第一下环形部的厚度为10mm～20mm，第一下环形部的高度为30mm～50mm。
作为一个示例，下环形部的高度增加会导致现有技术方案中上电极的内部空间增大，为了保持与现有技术方案的上电极中空间大小的一致性，本实施例可以将上电极的上表面进行下沉处理。例如，可以在上电极的上表面设有下沉凹槽，用于调节上电极的内部空间。
本实施例的另一种隔离环，包括第二上环形部和第二下环形部，第二上环形部自第二下环形部的顶部沿第二下环形部的径向向外延伸；空腔包括设于第二上环形部内的第三环形空腔。
通过第二上环形部内部设有第三环形空腔，其内部可以填充不同介电常数的液态介质材料，第二下环形部为实体结构，简化结构，防止积液。
作为优选方案，隔离环还包括环形实体部，环形实体部位于第二上环形部的外周，且环形实体部的上端面低于第二上环形部的上端面。上电极包括上端部和下端部，上端部的边缘具有一向下的凸起部，凸起部的下端面与环形实体部的上端面相接触。
为了承受上电极的重量，上述实施例需要在第二上环形部的外周设置环形实体部，将上电极的重量由环形实体部来支撑，防止因上电极自身重量损坏第三环形空腔。环形实体部的上端面低于第二上环形部的的上端面，凸起部的下端面与环形实体部的上端面相接触，使得环形实体部的上端面与上电极的凸起部的边缘相契合，提高上电极与隔离环固定的稳定性。
作为优选方案，第二上环形部的底部设有与第三环形空腔连通的进液口和排液口，进液通道的一端与进液口连接，进液通道的另一端设有进液阀门且延伸至反应腔室外部；排液通道的一端与排液口连接，排液通道的另一端设有出液阀门且延伸至反应腔室的外部，方便控制向空腔通入液态介质材料通闭。
作为一个示例，在设备正常使用过程中，进液阀门和出液阀门保持关闭状态，当需要更换不同液态介质材料时，首先将进液阀门和出液阀门打开并使用惰性气体对隔离环内部吹扫干净，惰性气体例如N2，然后再次通入所需要介电常数的液态介质材料，最后再将进液阀门和出液阀门关闭。
作为一个示例，将进液口和排液口设置于的第二上环形部的底部，并在第二上环形部的底部与支撑环的上端面之间设置密封部件，保证进液通道与进液口连接处的密封性，排液通道与排液口连接处的密封性，避免空腔内的液态介质材料出现漏液。
根据上电极的尺寸设计隔离环的尺寸。作为优选方案，所述第二上环形部的长度为20mm～40mm，所述第二上环形部的厚度为13mm～18mm，所述环形实体部的厚度为5mm～10mm，所述环形实体部的长度大等于15mm，所述第二上环形部的壁厚大于或等于4mm，所述第二下环形部的厚度为10mm～20mm，所述第二下环形部的高度为30mm～50mm。
作为优选方案，为了保持与现有技术方案的上电极中空间大小的一致性，上电极的上表面设有下沉凹槽，用于调节上电极的内部空间。
作为优选方案，介质材料可以为但不局限于环乙醇、食用油、煤油、甲醇、甘油、水、乙醇之一。
表1为几种常见液态介质材料的介电常数
介质名称 介电常数
环乙醇 2
食用油 2～4
煤油 2.8
甲醇 30
甘油 37
水 81
乙醇 24
作为一个示例，对隔离环的隔离电容进行了工艺结果测试和对比。在两种不同隔离电容条件下使用N2作为启辉气体，图6(a)示出了N2气体的解离度随功率变化的趋势，采用的启辉数据如图6(a)所示，可以看到功率从50W增加到300W过程中，隔离电容为920pF时的N2气体解离度总是大于548pF时的解离度，说明改变隔离电容可以调节反应腔室内气体的解离度。图6(b)示出了N2气体的振动电子温度随功率变化的趋势图，可以看到功率从50W增加到300W时，隔离电容为920pF时的电子温度总是小于548pF时的电子温度，说明改变隔离电容也可以调节反应腔室内气体的电子温度。表2为一些常见粒子的成分比较，隔离电容为920pF时的H和SiH成分均比548pF时要多。
同时，对SiO2和SiNx膜层沉积工艺进行了测试，发现高隔离电容值会提高SiO2和SiNx膜层的折射率。上述工艺测试结果显示，对于SiO2工艺膜层的折射率由1.472提高到1.477，对于SiNx工艺膜层的折射率由1.896提高到2.023。
需要说明的是，在实际应用中可以根据需要更换启辉气体、功率变化范围改变隔离环的隔离电容。
表2工艺条件不同隔离电容值下的光谱数据对比
参数 隔离电容560pF 隔离电容920pF
解离度(N/N<sub>2</sub>) 0.07 0.08
等离子体成分(H/(Si+SiH+H)) 0.331 0.343
等离子体成分(SiH/(Si+SiH+H)) 0.23 0.235
等离子体成分(Si/(Si+SiH+H)) 0.439 0.422
振动电子温度 0.675 0.63
因此，由上述示例可知，本发明中可通过向环形空腔通入不同的液态介质材料，使隔离电容可调，从而实现对气体的解离度和降低电子温度的可调性。
实施例1
图2示出了根据本发明一个实施例的沉积设备的结构示意图，图3示出了根据本发明一个实施例的隔离环的结构示意图。
如图2和图3所示，本实施例的一种沉积设备，包括：反应腔室以及位于反应腔室内且与反应腔室同轴设置的上电极6、支撑环5、隔离环15和聚焦环102，隔离环15和聚焦环102设置于上电极6的外周壁与支撑环5的内周壁之间；隔离环15的内部设有空腔，空腔用于容纳液态介质材料；支撑环5内设有与空腔连通的进液通道16和排液通道17，进液通道16用于向空腔内输送液态介质材料，排液通道17用于将空腔中的液态介质材料排出。
其中，沉积设备的射频源和匹配器部分省略。射频功率通过上电极6以平板电容耦合的形式在反应腔室中激发等离子体，为了使气体均匀分布在反应腔室内，上电极6内部为中空结构且下表面601与原技术方案中的设计保持一致。
本实施例的沉积设备的隔离环15为环形结构，轴向截面为倒L型。
隔离环包括第一上环形部20和第一下环形部21，第一上环形部20沿第一下环形部21的顶部径向向外延伸；空腔包括设于第一上环形部20内的第一环形空腔24和设于第一下环形部21内的第二环形空腔25，第二环形空腔25与第一环形空腔24相连通。
第一上环形部20的底部设有与第一环形空腔24连通的进液口和排液口，进液通道16的一端与进液口连接，进液通道16的另一端设有进液阀门13且延伸至反应腔室外部；排液通道17的一端与排液口连接，排液通道17内设置有排液管27，排液管27的一端通过排液口延伸至第二环形空腔25的底端，排液通道17的另一端延伸至反应腔室的外部，排液管27的另一端延伸至反应腔室的外部且设置有排液泵。排液管27采用绝缘材料制成。进液通道16用于向空腔内填充液态介质材料，排液通道17用于将空腔液态介质材料排出。
如图1所示，现有隔离环101的结构中纵向位置的尺寸为H1＝37mm和H2＝10mm，横向位置的尺寸为L1＝29mm和L2＝5mm。此外，通过修改聚焦环102的尺寸及形状可以调节高压电极边缘的电场强度，从而调整电极边缘的电场强度及等离子体分布。对于聚焦环102的结构中纵向位置的尺寸为H3＝15mm和H4＝8mm，横向位置的尺寸为L3＝14.75mm和L4＝25.75mm。本实施的对现有技术方案中的隔离环和上电极尺寸进行优化。
本实施例的隔离环还包括环形实体部19，环形实体部19位于第一上环形部20的外周，且环形实体部19的上端面低于第一上环形部20的上端面。上电极6包括上端部和下端部，上端部的边缘具有一向下的凸起部，凸起部的下端面与环形实体部19的上端面相接触，用于支撑上电极6，防止因重力原因将环形实体部部分损坏。如图3所示，第一上环形部的厚度为h1，第一下环形部的厚度为L5＝10mm，其中环形实体部的厚度为h1-h2＝10mm，保证与现有技术方案中的厚度一致，而环形实体部19的长度L8需要支撑上电极重量，通常该长度L8>15mm。为了保证空腔壁的强度，第一上环形部20的壁厚和第一下环形部21的壁厚h4＝4mm，L7＝30mm。由于第一下环形部不需要承重，因此该部分的壁厚可以相对较薄，但为了安全起见，L6≥4mm。为了补偿下环形部厚度L5的增加而对电容减小的影响，将第一下环形部的高度h3增加，由之前的37mm增加为45mm的高度。
液态介质材料可以包括环乙醇、食用油、煤油、甲醇、甘油、水和乙醇之一。
如图2及图3所示，为了补偿下环形部厚度L5的增加而对电容减小的影响，将下环形部的高度h3增加，由之前的37mm增加为45mm的高度。第一下环形部的高度h3增加会导致上电极6内部的空间增大，为了保持与现有技术方案的上电极6中空间大小的一致性，本实施例将上电极6的上表面进行下沉处理，形成下沉凹槽603，用于调节上电极6的内部空间。
本实施例的沉积设备的隔离环更换液态介质材料的过程如下：
进液阀门13和出液阀门14保持关闭状态，当需要更换不同液态介质材料时，首先将进液阀门13和出液阀门14打开，并使用惰性气体将空腔的内部吹扫干净，通过排液泵和排液管27，如图3所示的箭头方向，将第二环形空腔25的底部残留液体清净，然后再次通入所需要介电常数的液体材料，最后再将进液阀门13和出液阀门14关闭。通过向空腔内通入不同的液态介质材料，从而改变隔离环的隔离电容。
实施例2
图4示出了根据本发明另一个实施例的沉积设备的结构示意图，图5示出了根据本发明另一个实施例的隔离环的结构示意图。
如图4和图5所示，本实施例的一种沉积设备，包括：反应腔室以及位于反应腔室内且与反应腔室同轴设置的上电极6、支撑环5、隔离环15和聚焦环102，隔离环15和聚焦环102设置于上电极6的外周壁与支撑环5的内周壁之间；隔离环15的内部设有空腔，空腔用于容纳液态介质材料；支撑环5内设有与空腔连通的进液通道16和排液通道17，进液通道16用于向空腔内输送液态介质材料，排液通道17用于将空腔中的液态介质材料排出。
其中，沉积设备的射频源和匹配器部分省略。射频功率通过上电极6以平板电容耦合的形式在反应腔室中激发等离子体，为了使气体均匀分布在反应腔室内，上电极6内部为中空结构且下表面601与原技术方案中的设计保持一致。
本实施例的一沉积设备的隔离环15为环形结构，轴向截面为倒L型。
隔离环包括第二上环形部22和第二下环形部23，第二上环形部22自第二下环形部23的顶部沿第二下环形部23的径向向外延伸；空腔包括设于第二上环形部22内的第三环形空腔26。
第二上环形部22的底部设有与第三环形空腔26连通的进液口和排液口，进液通道16的一端与进液口连接，进液通道16的另一端设有进液阀门13且延伸至反应腔室外部；排液通道17的一端与排液口连接，排液通道17的另一端设有出液阀门14且延伸至反应腔室的外部。
本实施例的隔离环还包括环形实体部19，环形实体部19位于第二上环形部22的外周，且环形实体部19的上端面低于第二上环形部22的上端面。上电极6包括上端部和下端部，上端部的边缘具有一向下的凸起部，凸起部的下端面与环形实体部19的上端面相接触，用于支撑上电极6，防止因重力原因将环形实体部部分损坏。
第二上环形部22的厚度为h1，第二下环形部23的厚度为L5＝10mm，其中环形实体部的厚度为h1-h2＝10mm，保证与现有技术方案中的厚度一致，而环形实体部19的长度L8需要支撑上电极重量，通常该长度L8>15mm。为了保证空腔壁的强度，第二上环形部22的壁厚h4＝4mm，L7＝30mm。为了补偿第二下环形部23厚度L5的增加而对电容减小的影响，将第二下环形部23的高度h3增加，由之前的37mm增加为45mm的高度。
为了补偿下环形部厚度L5的增加而对电容减小的影响，将下环形部的高度h3增加，由之前的37mm增加为45mm的高度。第二下环形部23的高度h3增加会导致上电极6内部的空间增大，为了保持与现有技术方案的上电极6中空间大小的一致性，本实施例将上电极6的上表面进行下沉处理，形成下沉凹槽603，用于调节上电极6的内部空间。
通过第二上环形部22的内部设置第三环形空腔26，其内部可以填充不同介电常数的液态介质材料，第二下环形部23为实体结构，简化结构，防止积液。通过向空腔内通入不同的液态介质材料，从而改变隔离环的隔离电容。
当需要更换不同液态介质材料时，首先将进液阀门13和出液阀门14打开并使用惰性气体对隔离环内部吹扫干净，如图5箭头所示方向，惰性气体例如N2，然后再次通入所需要介电常数的液态介质材料，最后再将进液阀门和出液阀门关闭。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (13)

1.一种沉积设备，包括：反应腔室以及位于所述反应腔室内且与所述反应腔室同轴设置的上电极(6)、支撑环(5)、隔离环(15)和聚焦环(102)，所述隔离环(15)和所述聚焦环(102)设置于所述上电极(6)的外周壁与支撑环(5)的内周壁之间；其特征在于，所述隔离环(15)的内部设有空腔，所述空腔用于容纳液态介质材料；所述支撑环(5)内设有与所述空腔连通的进液通道(16)和排液通道(17)，所述进液通道(16)用于向所述空腔内输送所述液态介质材料，所述排液通道(17)用于将所述空腔中的所述液态介质材料排出。
2.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，所述隔离环包括第一上环形部(20)和第一下环形部(21)，所述第一上环形部(20)沿所述第一下环形部(21)的顶部径向向外延伸；
所述空腔包括设于所述第一上环形部(20)内的第一环形空腔(24)和设于所述第一下环形部(21)内的第二环形空腔(25)，所述第二环形空腔(25)与所述第一环形空腔(24)相连通。
3.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，所述隔离环包括第二上环形部(22)和第二下环形部(23)，所述第二上环形部(22)自所述第二下环形部(23)的顶部沿所述第二下环形部(23)的径向向外延伸；
所述空腔包括设于所述第二上环形部(22)内的第三环形空腔(26)。
4.根据权利要求2所述的沉积设备，其特征在于，所述隔离环还包括环形实体部(19)，所述环形实体部(19)位于所述第一上环形部(20)的外周，且所述环形实体部(19)的上端面低于所述第一上环形部(20)的上端面。
5.根据权利要求3所述的沉积设备，其特征在于，所述隔离环还包括环形实体部(19)，所述环形实体部(19)位于所述第二上环形部(22)的外周，且所述环形实体部(19)的上端面低于所述第二上环形部(22)的上端面。
6.根据权利要求4或5所述的沉积设备，其特征在于，所述上电极(6)包括上端部和下端部，所述上端部的边缘具有一向下的凸起部，所述凸起部的下端面与所述环形实体部(19)的上端面相接触。
7.根据权利要求3所述的沉积设备，其特征在于，所述第二上环形部(22)的底部设有与所述第三环形空腔(26)连通的进液口和排液口，所述进液通道(16)的一端与所述进液口连接，所述进液通道(16)的另一端设有进液阀门(13)且延伸至所述反应腔室外部；所述排液通道(17)的一端与所述排液口连接，所述排液通道(17)的另一端设有出液阀门(14)且延伸至所述反应腔室的外部。
8.根据权利要求2所述的沉积设备，其特征在于，所述第一上环形部(20)的底部设有与所述第一环形空腔(24)连通的进液口和排液口，所述进液通道(16)的一端与所述进液口连接，所述进液通道(16)的另一端设有进液阀门(13)且延伸至所述反应腔室外部；所述排液通道(17)的一端与所述排液口连接，所述排液通道(17)内设置有排液管(27)，所述排液管(27)的一端通过所述排液口延伸至所述第二环形空腔(25)的底端，所述排液通道(17)的另一端延伸至所述反应腔室的外部，所述排液管(27)的另一端延伸至所述反应腔室的外部且设置有排液泵。
9.根据权利要求8所述的沉积设备，其特征在于，所述排液管(27)采用绝缘材料制成。
10.根据权利要求4所述的沉积设备，其特征在于，所述第一上环形部(20)的长度为20mm～40mm，所述第一上环形部(20)的厚度为13mm～18mm，所述环形实体部(19)的厚度为5mm～10mm，所述环形实体部(19)的长度大等于15mm，所述第一上环形部(20)的壁厚和所述第一下环形部(21)的壁厚均大于或等于4mm，所述第一下环形部(21)的厚度为10mm～20mm，所述第一下环形部(21)的高度为30mm～50mm。
11.根据权利要求5所述的沉积设备，其特征在于，所述第二上环形部(22)的长度为20mm～40mm，所述第二上环形部(22)的厚度为13mm～18mm，所述环形实体部(19)的厚度为5mm～10mm，所述环形实体部(19)的长度大等于15mm，所述第二上环形部(22)的壁厚大于或等于4mm，所述第二下环形部(23)的厚度为10mm～20mm，所述第二下环形部(23)的高度为30mm～50mm。
12.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，所述上电极(6)的上表面(602)设有下沉凹槽(603)，用于调节所述上电极(6)的内部空间。
13.根据权利要求1所述的沉积设备，其特征在于，所述液态介质材料包括环乙醇、食用油、煤油、甲醇、甘油、水和乙醇之一。
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