CN112133621B - 一种导热片和等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导热片和等离子体处理装置，所述导热片用于将第一部件所发出的热量向第二部件进行传送，所述导热片包括：第一导热层和第二导热层，第一导热层的第一表面与第一部件的表面相接触，第二导热层的第一表面与第一导热层的第二表面相接触，第二导热层的第二表面与第二部件的表面相接触；第二导热层为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个凸起结构均分布在第一导热层的第二表面上。本发明具有使得导热片与第二部件持续保持良好的热接触，使得第二部件具有受热均匀的优点。

Description

一种导热片和等离子体处理装置

技术领域

本发明涉及导热技术领域，特别涉及一种导热片和等离子体处理装置。

背景技术

现有的导热片多为平面式导热片，导热片通常具有两个表面，其上表面和下表面，其上下表面相对设置，当导热片位于加热部件和第二部件之间时，其上表面和下表面中的一个表面与所述加热部件相接触，其另一个表面与所述第二部件相接触。当对第二部件进行加热时，第二部件遇到高温，其本身会发生变形，与导热片和加热部件之间的间隙会增大，又由于导热片是平面式的，其被压缩后不能很好的回弹，导致当第二部件发生形变之后，其与第二部件间会有间隙，导致与第二部件之间所形成的热接触面不均匀，进而使得所述第二部件受热不均匀。

等离子体处理装置采用包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、离子注入以及抗蚀去除(resist removal)的技术来处理基底(衬底或晶圆)。上述用于等离子体处理的等离子体处理装置包括含有顶电极和底电极的反应室。电极之间建立电场以将处理气体激发成等离子体状态，从而处理反应室中的基底。

在处理工艺中，为符合工艺要求，必须严格控制大量工艺参数，晶圆的关键尺寸就是其中至关重要的一个参数，反应腔室中的温度对晶圆关键尺寸的影响最为显著。通常，反应腔室温度高的区域，该区域中的自由基的浓度也高，而基于高浓度自由基的等离子体加工成的晶圆的关键尺寸也较小。在实际工艺过程中，通常反应腔室中央部的温度相对较高、边缘部的温度较低，容易造成晶圆中间区域的关键尺寸小、边缘区域关键尺寸大，从而使晶圆不同区域的关键尺寸失去均一性。

由于等离子体处理工艺的精密要求、以及晶圆各区域的关键尺寸应具有均一性的工艺要求。

所述顶电极包含于所述等离子体处理装置中的组合喷淋头中，为了减小加工过程中所述基底的关键尺寸的变化使得晶圆各区域的关键尺寸符合具有均一性的工艺要求，就需要控制所述顶电极的温度。

当所述导热片用在等离子体处理装置中的组合喷淋头中时，由于顶电极受到高温或发生形变导致其与所述导热片达不到良好的热接触，造成所述顶电极加热不均匀，进而造成被处理的晶圆受热不均匀，以及各处等离子浓度的不均匀使得晶圆各区域的关键尺寸不符合具有均一性的工艺要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热片和等离子体处理装置，通过改变所述导热片的形状用以解决现有技术中，由于导热片具有的平面结构不能很好的回弹，使其在所述受热结构发生形变时，不能与加热结构和/或受热结构形成良好的热接触，进而影响所述第二部件受热不均匀的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种导热片，用于将第一部件所发出的热量向第二部件进行传送，所述导热片包括：第一导热层和第二导热层，所述第一导热层的第一表面与所述第一部件的表面相接触，所述第二导热层的第一表面与所述第一导热层的第二表面相接触，所述第二导热层的第二表面与所述第二部件的表面相接触；所述第二导热层为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第二表面上。

进一步的，所述第一部件和所述第二部件之间具有间隙，当所述第二部件受热变形时，所述导热片的初始厚度大于等于所述第一部件和所述第二部件之间的间隙。

进一步的，所述第一导热层为可压缩变形的导热层。

进一步的，还包括第三导热层，所述第三导热层的第一表面与所述加热部件的表面相接触，其第二表面与所述第一导热层的第一表面相接触，所述第三导热层为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第一表面上。

进一步的，所述第一导热层为单层或多层平面式结构。

进一步的，所述第一导热层和第二导热层采用导热硅胶片制成。

进一步的，所述第二导热层的压缩率大于所述第一导热层的压缩率。

进一步的，所述第三导热层采用导热硅胶片制成。

进一步的，所述第三导热层的压缩率大于所述第一导热层的压缩率。

另一方面，一种等离子体处理装置，包括如上文所述的导热片，所述导热片用于喷淋头背板和喷淋头之间或者加热器和喷淋头背板之间。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明所述导热片包括：第一导热层和第二导热层，所述第一导热层的第一表面与第一部件的表面相接触，所述第二导热层的第一表面与所述第一导热层的第二表面相接触，所述第二导热层的第二表面与所述第二部件的表面相接触；所述第二导热层为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第二表面上。所述导热层位于第一部件和第二部件之间，处于压缩状态，当所述第二部件受热变形时，其通过设有的凸起结构的回弹，依然能够保持与所述第二部件之间的热接触，由此解决了由于第二部件变形导致不能与加热结构和/或受热结构形成良好的热接触，进而影响所述第二部件受热不均匀的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的导热片的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所述的导热片的结构示意图；

图3为本发明图1或图2所示的所述导热片的俯视示意图；

图4为本发明图1所示的导热片处于受热结构和加热结构之间的示意图；

图5为本发明图2所示的导热片处于受热结构和加热结构之间的示意图。

具体实施方式

承如背景技术所述，现有技术中由于导热片具有的平面结构不能很好的回弹，使其在所述加热结构或受热结构发生形变时，不能与加热结构和/或受热结构形成良好的热接触，进而影响所述第二部件受热不均匀的问题。例如，该导热片可用于等离子体处理装置中的背板和加热器之间或者喷淋头(即顶电极)和背板之间，当背板或加热器受热形变时，会导致背板或加热器与所述导热片达不到良好的热接触，造成所述顶电极加热不均匀，进而造成被处理的晶圆受热不均匀，以及各处等离子浓度的不均匀使得晶圆各区域的关键尺寸不符合具有均一性的工艺要求的问题。

基于上述研究，本实施例公开了一种导热片，所述导热片包括第一导热层和第二导热层，所述第一导热层的第一表面与第一部件的表面相接触，所述第二导热层的第一表面与所述第一导热层的第二表面相接触，所述第二导热层的第二表面与第二部件的表面相接触；所述第二导热层为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第二表面上。所述导热层位于所述第一部件和第二部件之间，处于压缩状态，当所述第二部件受热变形时，其通过设有的凸起结构的回弹，依然能够保持与所述第二部件之间的热接触，由此解决了由于第二部件变形导致不能与加热结构和/或受热结构形成良好的热接触，进而影响所述第二部件受热不均匀的问题。当将该具有所述凸起结构的所述导热片应用在等离子体处理装置中的组合喷淋头中时，即可解决由于加热器和背板受到高温或发生形变导致其与所述导热片达不到良好的热接触，造成所述顶电极加热不均匀，进而造成被处理的晶圆受热不均匀，以及各处等离子浓度的不均匀使得晶圆各区域的关键尺寸不符合具有均一性的工艺要求的问题。

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

为了清楚，不描述实际一实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际一实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个一实施例改变为另一个一实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。

实施例一

结合图1、图3和图4所示，本实施例公开了一种导热片100，所述导热片100包括：第一导热层110和第二导热层111，所述第一导热层110的第一表面与第一部件210的表面相接触，所述第二导热层111的第一表面与所述第一导热层110的第二表面相接触，所述第二导热层111的第二表面与第二部件220的表面相接触；所述第二导热层111为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层110的第二表面上。

所述第一部件210和所述第二部件220之间具有间隙，当所述第二部件220受热变形时，所述导热片100的初始厚度大于等于所述第一部件210和所述第二部件220之间的间隙。也就是说，在未加热时，在第一部件210和所述第二部件220之间的导热片100处于压缩状态。在加热时，第一部件210和所述第二部件220之间的部分区域的间距变大，处于这部分区域的导热片100回弹，始终与第一部件210和第二部件220接触以维持它们之间的传热。

在一个实施例中，第一部件210是喷淋头背板，第二部件220是喷淋头。在另一个实施例中，第一部件210是加热器，第二部件220是喷淋头背板。

在本实施例中，所述第一导热层110为可压缩变形的导热层。所述第一导热层110为单层或多层平面式结构。当受到相同的力时，所述第二导热层111的压缩率大于所述第一导热层110的压缩率。压缩率是指导热层受压缩后缩小的体积与原体积的比。所述第一导热层110和第二导热层111采用导热硅胶片制成。

优选的，所述第一导热层和第二导热层可以一体化设置，在制备所述导热片时，在导热片的一个表面上形成若干个所述凸起结构，若干个所述凸起结构的表面可以与所述第二部件220的表面相接触，构成导热接触面，或者，可以与所述加热部件210的表面相接触，构成导热接触面。

通常情况下，在安装过程中，所述第一部件210和所述第二部件220受到机械压力，使得所述导热片100被压缩，随着所述第二部件220的温度升高，其本身会发生形变，该形变也有可能是不规则形变，随着第二部件220发生形变其与所述加热部件210或导热片100之间某些区域的间隙增加，由于所述导热片100具有带凸起结构的第二导热层111，该第二导热层111上的凸起结构比平面式结构的导热层容易回弹，由于该凸起结构的回弹作用，使得所述导热片100与所述第一部件210和/或所述第二部件220之间依然能都保持良好的热接触面，使得所述第二部件220受热均匀。

实施例二

结合图2、图3和图5所示，本实施例公开了一种导热片100，所述导热片100包括：第一导热层110、第二导热层111和第三导热层112，所述第三导热层112的第一表面与第一部件210的表面相接触。所述第三导热层112的第二表面与所述第一导热层110的第一表面相接触，所述第三导热层112为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层110的第一表面上。

所述第二导热层111的第一表面与所述第一导热层110的第二表面相接触，所述第二导热层111的第二表面与第二部件220的表面相接触；所述第二导热层111为可压缩变形的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层110的第二表面上。

所述第一部件210和所述第二部件220之间具有间隙，当所述第二部件220受热变形时，所述导热片100的初始厚度大于等于所述第一部件210和所述第二部件220之间的间隙。也就是说，在未加热时，在第一部件210和所述第二部件220之间的导热片100处于压缩状态。在加热时，第一部件210和所述第二部件220之间的部分区域的间距变大，处于这部分区域的导热片100回弹，始终与第一部件210和第二部件220接触以维持它们之间的传热。

在一个实施例中，第一部件210是喷淋头背板，第二部件220是喷淋头。在另一个实施例中，第一部件210是加热器，第二部件220是喷淋头背板。

在本实施例中，所述第一导热层110为可压缩变形的导热层。所述第一导热层110为单层或多层平面式结构。当受到相同的力时，所述第三导热层112的压缩率大于所述第一导热层110的压缩率。压缩率是指导热层受压缩后缩小的体积与原体积的比。所述第一导热层110、第二导热层111和第三导热层12均采用导热硅胶片制成。

优选的，所述第一导热层110、第二导热层111和第三导热层112可以一体化设置，在制备所述导热片100时，在导热片100的两个相对设置的表面上分别形成若干个所述凸起结构，若干个所述凸起结构的表面可以分别与所述第二部件220和所述加热部件210的表面相接触，构成导热接触面。

通常情况下，在安装过程中，所述第一部件210和所述第二部件220受到机械压力，使得所述导热片100被压缩，随着所述第二部件220的温度升高，其本身会发生形变，该形变也有可能是不规则形变，随着第二部件220发生形变其与所述加热部件210或导热片100之间某些区域的间隙增加，由于所述导热片100具有带凸起结构的第二导热层111和第三导热层112，该第二导热层111和第三导热层112上的凸起结构比平面式结构的导热层容易回弹，由于该凸起结构的回弹作用，使得所述导热片100与所述第一部件210和/或所述第二部件220之间依然能都保持良好的热接触面，使得所述第二部件220受热均匀。

基于上述实施例一或实施例二，本发明还公开了一种等离子体处理装置，包括如上文所述的导热片100。具体的，例如，该导热片100可用于等离子体处理装置中的背板和加热器之间或者喷淋头(即顶电极)和背板之间，当背板或加热器受热形变时，由于所述导热片100的回弹作用使得背板或加热器与所述导热片100达到良好的热接触，提高所述顶电极加热均匀性，进而提高被处理的晶圆受热均匀性，以及提高各处等离子浓度分布均匀性，使得晶圆各区域的关键尺寸符合具有均一性的工艺要求。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种导热片，用于将第一部件所发出的热量向第二部件进行传送，其特征在于，所述导热片包括：第一导热层、第二导热层和第三导热层，所述第一导热层的第一表面与第三导热层的第二表面相接触，所述第二导热层的第一表面与所述第一导热层的第二表面相接触，所述第二导热层的第二表面与所述第二部件的表面相接触；

所述第二导热层为可压缩回弹的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第二表面上；

所述第三导热层的第一表面与所述第一部件的表面相接触，所述第三导热层为可压缩回弹的导热层，其包括若干个凸起结构，若干个所述凸起结构均分布在所述第一导热层的第一表面上；

所述第一部件和所述第二部件之间具有间隙，所述导热片的初始厚度大于所述第一部件和所述第二部件之间的间隙，在未加热时，处于所述第一部件和所述第二部件之间的所述导热片处于压缩状态；在加热时，所述第二部件受热变形导致所述第一部件和所述第二部件之间的部分区域间隙变大，所述第一部件和所述第二部件之间的所述导热片回弹从而始终与所述第一部件和所述第二部件接触。

2.如权利要求1所述的导热片，其特征在于，所述第一导热层为可压缩回弹的导热层。

3.如权利要求1所述的导热片，其特征在于，所述第一导热层为单层或多层平面式结构。

4.如权利要求2所述的导热片，其特征在于，所述第一导热层和第二导热层采用导热硅胶片制成。

5.如权利要求2所述的导热片，其特征在于，当受到相同力时，所述第二导热层的压缩率大于所述第一导热层的压缩率。

6.如权利要求1所述的导热片，其特征在于，所述第三导热层采用导热硅胶片制成。

7.如权利要求1所述的导热片，其特征在于，当受到相同力时，所述第三导热层的压缩率大于所述第一导热层的压缩率。

8.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括如权利要求1～7中任意一项所述的导热片，所述导热片用于喷淋头背板和喷淋头之间或者加热器和喷淋头背板之间。