CN213878019U - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子体处理装置，包括冷却装置以及处理容器，所述处理容器内设置空腔，所述空腔底端安装支撑杆，所述支撑杆顶端安装载物台，所述空腔底端位于支撑杆左侧设置出气管，所述出气管内安装第一电控阀，所述处理容器左侧安装气体供给管与空腔连通，所述气体供给管内设置第二电控阀，所述处理容器右侧设置冷却装置，所述空腔顶端与处理容器顶端安装等离子体处理装置，所述等离子体处理装置包括微波发生器，真空处理器、平面天线、顶板、圆形突起部以及微波传播控制突起部，所述空腔顶端设置顶板，所述顶板内设置平面天线，该装置通过气体喷射孔以及放电防止构件的配合，能够确保气体在气体流路中流通，又可以防止气体流路内产生等离子异常放电。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本实用新型涉及等离子处理领域，具体为等离子体处理装置。

背景技术

近年来，对于在生活中到处使用的半导体器件而言，要求能够进行高速的处理、耗费更低的电力等，为了满足上述要求，对于半导体器件而言，需要高集成化以及微细化，随着半导体器件的高集成化以及微细化，对于半导体器件的制造装置而言，要求以低损伤的方式对半导体基板上的微细的结构物进行处理，作为能够以低损伤的方式进行处理的等离子体处理装置，能够生成低电子温度且高密度的等离子体的微波等离子体处理装置被人关注。在用于半导体基板的蚀刻、制膜处理的微波等离子体处理装置中，一般使用将微波均匀地导入到处理容器内且能够均匀地生成等离子体的RLSA(Radial Line Slot Antenna)方式的平面天线，利用该RLSA方式的平面天线，能够向处理容器内均匀地供给微波，所以能够在表面内均匀地对半导体基板进行处理。而且能够在天线正下方的较大区域中生成高密度的等离子体。因为还能够生成低电子温度的等离子体，所以能够减少对半导体基板的损伤。

现有技术例如专利号为“CN201120510369.9”的名称为“一种等离子体处理装置”，包括一真空处理腔，所述真空处理腔内包括一上电极和一下电极，所述上电极嵌入所述真空处理腔的顶壁；所述下电极连接一射频功率源，待处理的基片放置在所述下电极上；所述真空处理腔上方设置一气体解离室，所述的气体解离室上设置一线圈，所述线圈连接另一射频功率源；所述上电极设置多个气体通孔，所述的气体解离室和所述的真空处理腔通过所述上电极连通；所述的气体解离室连接一反应气体源。

该等离子体处理装置，没有能够在分解时为其提供降温等装置，使得该装置的效率大大下降，密闭环境未能很好的做到，使得内部不容易出现真空状态，大大增加了人力成本，提高了该设备的成本。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种冷却性好的等离子体处理装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种等离子体处理装置，包括冷却装置以及处理容器，所述处理容器内设置空腔，所述空腔底端安装支撑杆，所述支撑杆顶端安装载物台，所述空腔底端位于支撑杆左侧设置出气管，所述出气管内安装第一电控阀，所述处理容器左侧安装气体供给管与空腔连通，所述气体供给管内设置第二电控阀，所述处理容器右侧设置冷却装置，所述空腔顶端与处理容器顶端安装等离子体处理装置，所述等离子体处理装置包括微波发生器，真空处理器、平面天线、顶板、圆形突起部以及微波传播控制突起部，所述空腔顶端设置顶板，所述顶板内设置平面天线，所述顶板内位于平面天线下方设置微波传播控制突起部，所述顶板内位于微波传播控制突起部左右两侧安装圆形突起部，所述处理容器顶端安装真空处理器，所述真空处理器底端连通空腔内，所述处理容器顶端位于真空处理器左侧安装微波发生器与顶板连通。

为了更好地为加工完的等离子体降温，本实用新型改进有，所述冷却装置包括冷却水箱、冷却水泵、换热器、阀门、压力表、连接水管以及循环水管，所述处理容器右侧安装冷却水箱，所述冷却水箱顶端安装冷却水泵，所述冷却水箱与冷却水泵用连接水管连接，所述冷却水泵顶端安装压力表，所述冷却水泵左侧安装阀门，所述空腔内壁安装循环水管，所述循环水管右侧与阀门连接，所述处理容器后端安装换热器，所述循环水管左侧与换热器连接，所述换热器右侧位于循环水管下方安装回流管，所述回流管与冷却水箱连通。

为了防止等离子体在分解时使循环水管传导电子，本实用新型改进有，所述循环水管为防电材料。

为了使空腔内形成密封，更好地形成真空，本实用新型改进有，所述空腔内设置密闭层。

为了确保气体在气体流路中流通，又可以防止气体流路内产生等离子异常放电，本实用新型改进有，所述顶板上相互隔开地设有多个气体喷射孔，所述气体喷射孔内分别安装放电防止构件。

为了更好地控制热膨胀率，本实用新型改进有，所述放电防止构件的主要材料与顶板的材料为多孔质材料形成。

为了防止细孔膨胀使电防止构件掉落，本实用新型改进有，所述多孔质材料的细孔直径为0.1mm以下。

为了更好地为等离子体分解，本实用新型改进有，电微波发生器内设置高频产生器和感应线圈。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了等离子体处理装置，具备以下有益效果：

该等离子体处理装置，通过却水箱、冷却水泵、换热器、阀门以及压力表的配合，为空腔内降温，防止空腔内压强过大，使得分解完的等离子体快速降温，通过气体喷射孔以及放电防止构件的配合，能够确保气体在气体流路中流通，又可以防止气体流路内产生等离子异常放电。

附图说明

图1为本实用新型结构剖视图；

图2为本实用新型结构侧视图；

图3为本实用新型结构俯视图。

图中：1、处理容器；2、空腔；3、支撑杆；4、载物台；5、出气管；6、第一电控阀；7、冷却装置；8、第二电控阀；9、气体供给管；10、等离子体处理装置；11、微波发生器；12、真空处理器；13、平面天线；14、顶板；15、圆形突起部；16、微波传播控制突起部；17、冷却水箱；18、冷却水泵；19、换热器；20、阀门；21、压力表；22、连接水管；23、循环水管；24、回流管；25、密闭层；26、气体喷射孔；27、放电防止构件；28、高频产生器；29、感应线圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种等离子体处理装置，包括冷却装置7以及处理容器1，所述处理容器1内设置空腔2，所述空腔2底端安装支撑杆3，所述支撑杆3顶端安装载物台4，所述空腔2底端位于支撑杆3左侧设置出气管5，所述出气管5内安装第一电控阀6，所述处理容器1左侧安装气体供给管9与空腔2连通，所述气体供给管9内设置第二电控阀8，所述处理容器1右侧设置冷却装置7，所述空腔2顶端与处理容器1顶端安装等离子体处理装置10，所述等离子体处理装置10包括微波发生器11，真空处理器12、平面天线13、顶板14、圆形突起部15以及微波传播控制突起部16，所述空腔2顶端设置顶板14，所述顶板14内设置平面天线13，所述顶板14内位于平面天线13下方设置微波传播控制突起部16，所述顶板14内位于微波传播控制突起部16左右两侧安装圆形突起部15，所述处理容器1顶端安装真空处理器12，所述真空处理器12底端连通空腔2内，所述处理容器1顶端位于真空处理器12左侧安装微波发生器11与顶板14连通。

所述冷却装置7包括冷却水箱17、冷却水泵18、换热器19、阀门20、压力表21、连接水管22以及循环水管23，所述处理容器1右侧安装冷却水箱17，所述冷却水箱17顶端安装冷却水泵18，所述冷却水箱17与冷却水泵18用连接水管22连接，所述冷却水泵18顶端安装压力表21，所述冷却水泵18左侧安装阀门20，所述空腔2内壁安装循环水管23，所述循环水管23右侧与阀门20连接，所述处理容器1后端安装换热器19，所述循环水管23左侧与换热器19连接，所述换热器19右侧位于循环水管23下方安装回流管24，所述回流管24与冷却水箱17连通，更好地为加工完的等离子体降温。

所述循环水管23为防电材料，防止等离子体在分解时使循环水管传导电子。

所述空腔2内设置密闭层25，使空腔内形成密封，更好地形成真空。

所述顶板14上相互隔开地设有多个气体喷射孔26，所述气体喷射孔26内分别安装放电防止构件27，确保气体在气体流路中流通，又可以防止气体流路内产生等离子异常放电。

所述放电防止构件27的主要材料与顶板14的材料为多孔质材料形成，更好地控制热膨胀率。

所述多孔质材料的细孔直径为0.1mm以下，防止细孔膨胀使电防止构件掉落。

电微波发生器11内设置高频产生器28和感应线圈29，更好地为等离子体分解。

综上所述，该等离子体处理装置，在使用时，通过微波发生器11为顶板14发射微波，通过真空处理器12吸取空腔2内的空气，使得空腔2内保持真空，通过改变顶板14的厚度，而能够根据厚度变更顶板14中传播的微波的模式的种类的数量，由此，能够将从平面天线13通过顶板14导入到处理容器1内的微波的密度在水平面均一化，但是通过以具有不同的介电常数的两个以上的电介质材料来制造顶板14从而能够变更顶板14中传播的微波的模式的种类的数量，顶板14由针对微波具有穿透性的例如石英或陶瓷材料等构成，通过冷却水泵18用连接水管22从冷却水箱17内吸取水源，开启阀门20使水流进入循环水管23内吸取空腔2内部的热量，降低空腔2内的温度，使得分解完的等离子体快速降温，之后水流进入换热器19中，使吸附热气的水流通过回流管24进入水箱内，以此往复，之后打开第二电控阀8，使空腔2内的重新充满空气。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种等离子体处理装置，包括冷却装置(7)以及处理容器(1)，其特征在于：所述处理容器(1)内设置空腔(2)，所述空腔(2)底端安装支撑杆(3)，所述支撑杆(3)顶端安装载物台(4)，所述空腔(2)底端位于支撑杆(3)左侧设置出气管(5)，所述出气管(5)内安装第一电控阀(6)，所述处理容器(1)左侧安装气体供给管(9)与空腔(2)连通，所述气体供给管(9)内设置第二电控阀(8)，所述处理容器(1)右侧设置冷却装置(7)，所述空腔(2)顶端与处理容器(1)顶端安装等离子体处理装置(10)，所述等离子体处理装置(10)包括微波发生器(11)，真空处理器(12)、平面天线(13)、顶板(14)、圆形突起部(15)以及微波传播控制突起部(16)，所述空腔(2)顶端设置顶板(14)，所述顶板(14)内设置平面天线(13)，所述顶板(14)内位于平面天线(13)下方设置微波传播控制突起部(16)，所述顶板(14)内位于微波传播控制突起部(16)左右两侧安装圆形突起部(15)，所述处理容器(1)顶端安装真空处理器(12)，所述真空处理器(12)底端连通空腔(2)内，所述处理容器(1)顶端位于真空处理器(12)左侧安装微波发生器(11)与顶板(14)连通。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述冷却装置(7)包括冷却水箱(17)、冷却水泵(18)、换热器(19)、阀门(20)、压力表(21)、连接水管(22)以及循环水管(23)，所述处理容器(1)右侧安装冷却水箱(17)，所述冷却水箱(17)顶端安装冷却水泵(18)，所述冷却水箱(17)与冷却水泵(18)用连接水管(22)连接，所述冷却水泵(18)顶端安装压力表(21)，所述冷却水泵(18)左侧安装阀门(20)，所述空腔(2)内壁安装循环水管(23)，所述循环水管(23)右侧与阀门(20)连接，所述处理容器(1)后端安装换热器(19)，所述循环水管(23)左侧与换热器(19)连接，所述换热器(19)右侧位于循环水管(23)下方安装回流管(24)，所述回流管(24)与冷却水箱(17)连通。

3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述循环水管(23)为防电材料。

4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述空腔(2)内设置密闭层(25)。

5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述顶板(14)上相互隔开地设有多个气体喷射孔(26)，所述气体喷射孔(26)内分别安装放电防止构件(27)。

6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述放电防止构件(27)的主要材料与顶板(14)的材料为多孔质材料形成。

7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：所述多孔质材料的细孔直径为0.1mm以下。

8.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：电微波发生器(11)内设置高频产生器(28)和感应线圈(29)。

Images