风冷系统及等离子体处理设备技术方案

本发明专利技术公开了一种风冷系统及等离子体处理设备，所述风冷系统其应用于等离子体处理设备中，所述等离子体处理设备包括：反应腔，位于所述反应腔顶部的陶瓷窗，所述风冷系统包括：位于陶瓷窗上方的风扇，聚气筒，聚气筒位于风扇和陶瓷窗之间，且与陶瓷窗同中心设置，聚气筒内部中空，用于收集风扇产生的空气流并汇聚至陶瓷窗的中心区域，以对陶瓷窗的中心区域进行控温。本发明专利技术对风扇吹出的风进行了导流，集中冷却陶瓷窗的中心区域，减少了陶瓷窗内外圈的温差。的温差。的温差。

【技术实现步骤摘要】
风冷系统及等离子体处理设备


[0001]本专利技术涉及等离子处理设备
，特别涉及一种风冷系统及等离子体处理设备。

技术介绍

[0002]对于电感耦合等离子体刻蚀设备(ICP)，如图1所示，所述ICP设备包括：反应腔70，位于所述反应腔70上的腔盖60，罩壳40，其罩扣在所述腔盖60上，形成一容纳空间，所述容纳空间内设有陶瓷窗50、加热器(具体可以为在陶瓷窗表面粘贴的加热片)30和线圈20，所述陶瓷窗50设置在所述腔盖60上，所述加热器30设置在所述陶瓷窗50上；所述线圈20设置在所述加热器30上方，环绕所述加热器30的周向设置，若干个风扇10，其沿所述罩壳40周向间隔设置在所述罩壳40的顶部上，用于向所述容纳空间内进行风冷，以调控所述陶瓷窗50的温度。
[0003]但是在刻蚀过程中，等离子体有集中加热陶瓷窗50中心的性质，往往均匀的风扇散热难以达到冷却陶瓷窗50中心的目的，致使陶瓷窗50的中心和边缘产生温差。随着制程对高功率的需求增多，温差会进一步加大，对晶圆的均匀性带来不良影响。而且，随着高功率制程的需求越来越多，温差会进步不增大，甚至会导致陶瓷窗50破坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种风冷系统及等离子体处理设备，用于解决现有冷却系统无法有效冷却陶瓷窗的中心的问题。
[0005]为了解决以上问题，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种风冷系统，其应用于等离子体处理设备中，所述等离子体处理设备包括：反应腔，和位于所述反应腔顶部的陶瓷窗，以及位于所述陶瓷窗上方的风扇，聚气筒，所述聚气筒位于所述风扇和所述陶瓷窗之间，所述聚气筒的上部向周边延展，用于收集所述风扇产生的空气流并汇聚至所述聚气筒的中部，所述聚气筒的下部位于所述陶瓷窗的中心区域上方，以对所述陶瓷窗的中心区域进行控温。
[0007]可选地，所述聚气筒靠近所述风扇的一端具有第一端口，靠近所述陶瓷窗的一端具有第二端口，所述第一端口内径大于所述第二端口内径。
[0008]可选地，所述聚气筒的内径从第一端口至第二端口先逐渐变小再逐渐变大。
[0009]可选地，所述聚气筒包括：相互连通的第一汇聚筒和第二汇聚筒；
[0010]所述第一汇聚筒包括第三端口和第四端口；
[0011]所述第二汇聚筒包括第五端口和第六端口；
[0012]所述第三端口靠近所述风扇设置；
[0013]所述第四端口和所述第五端口相互连通；
[0014]所述第六端口靠近所述陶瓷窗设置；
[0015]所述第三端口内径大于所述第四端口内径，所述第四端口的外径、所述第五端口
的外径和所述第六端口的外径相等；所述第四端口的内径等于所述第五端口的内径，所述第五端口的内径大于所述第六端口的内径，所述第六端口的内径小于所述陶瓷窗的直径。
[0016]可选地，还包括：第三汇聚筒，所述第三汇聚筒靠近所述陶瓷窗设置，位于所述第二汇聚筒下方，所述第三汇聚筒包括第七端口和第八端口，
[0017]所述第七端口与所述第六端口连通，所述第八端口为出气口，靠近所述陶瓷窗设置；
[0018]所述第七端口的外径与所述第六端口的外径相同，所述第七端口的内径小于所述第八端口的内径；所述第八端口的内径覆盖所述陶瓷窗的中心区域。
[0019]可选地，所述第八端口的内径为100mm～200mm。
[0020]可选地，所述第八端口的内径与陶瓷窗直径的比为1/5
‑
1/3之间。
[0021]可选地，所述第一汇聚筒呈中空的漏斗形，所述第二汇聚筒和所述第三汇聚筒整体呈中空的圆柱形。
[0022]可选地，所述第一汇聚筒包括若干个第一汇聚单元，若干个所述第一汇聚单元周向设置，并采用连接件将两个所述第一汇聚单元之间的拼接缝进行连接；所述第二汇聚筒包括若干个第二汇聚单元，若干个所述第二汇聚单元周向设置，并采用连接件将相邻的两个所述第二汇聚单元之间的拼接缝进行连接；
[0023]所述第三汇聚筒包括若干个第三汇聚单元，若干个所述第三汇聚单元周向设置，并采用连接件将相邻的两个所述第三汇聚单元之间的拼接缝进行连接。
[0024]可选地，还包括：第一支撑环，其设置套设在若干个所述第一汇聚单元上，用于支撑所有所述第一汇聚单元；
[0025]第二支撑环，其套设在所述第二汇聚单元上；
[0026]若干个支撑柱，若干个所述支撑柱环绕所述第二汇聚单元间隔设置在所述第一支撑环和所述第二支撑环之间。
[0027]可选地，调节每一所述支撑柱的高度，以调节若干个所述第一汇聚单元之间的缝隙距离。
[0028]可选地，所述第一支撑环包括若干个第一支撑单元，若干个所述第一支撑单元周向设置，并采用连接件将相邻的两个所述第一支撑单元之间的拼接缝进行连接。
[0029]可选地，所述第二支撑环包括若干个第二支撑单元，若干个所述第二支撑单元周向设置，并采用连接件将相邻的两个所述第二支撑单元之间的拼接缝进行连接。
[0030]可选地，所述聚气筒的材料为PTFE、ULTEM和PEEK中的一种或其任意一组合。
[0031]可选地，所述聚气筒与所述陶瓷窗之间的距离等于预设间隙值。
[0032]可选地，所述陶瓷窗上方设有线圈，所述第八端口的外径小于所述线圈直径。
[0033]另一方面，本专利技术还提供一种等离子体处理设备，包括：如上文所述的风冷系统。
[0034]本专利技术至少具有以下优点之一：
[0035]本专利技术通过设有的聚气筒，对风扇吹出的风进行了导流，以集中冷却陶瓷窗的中心区域，减少了陶瓷窗内外圈的温差，实现对陶瓷窗进行温度控制，可以有效防止副产物的生成，保证晶圆表面的洁净，同时保证了陶瓷窗表面温度的均匀性，以防对晶圆表面的均匀性产生影响，使得陶瓷窗更加适应将来的高功率制程。
[0036]所述聚气筒的所述第一端口内径大于所述第二端口内径，由此所述聚气筒可以收
集大部分所述风扇吹出的风，并对其进行汇聚集中冷却陶瓷窗的中心区域。
[0037]所述聚气筒的内径从第一端口至第二端口先逐渐变小再逐渐变大，由此所述聚气筒不仅可以汇聚从所述风扇吹出的风，还可以增加从所述第二端口流出的风的流速。
[0038]所述聚气筒包括：相互连通的第一汇聚筒和第二汇聚筒或者包括第三汇聚筒，将所述聚气筒分段设置，以便于将聚气筒设置在所述陶瓷窗上。
[0039]所述第一汇聚筒包括若干个第一汇聚单元，所述第二汇聚筒包括若干个第二汇聚单元，所述第三汇聚筒包括若干个第三汇聚单元，由此将每个部分的汇聚筒都分成若干部分，也是为了便于在安装。
[0040]所述聚气筒的材料为PTFE(聚四氟乙烯)、ULTEM(聚醚酰亚胺)和 PEEK(聚醚醚酮)中的一种或其任意一组合这是因为陶瓷窗上部存在电感线圈，因此加入的风道材料必须选择绝缘材料且对耐温及阻燃性能有一定要求，由此不会与所述电感线圈的安全产生干扰。
附图说明
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风冷系统，其特征在于，其应用于等离子体处理设备中，所述等离子体处理设备包括：反应腔，和位于所述反应腔顶部的陶瓷窗，以及位于所述陶瓷窗上方的风扇，聚气筒，所述聚气筒位于所述风扇和所述陶瓷窗之间，所述聚气筒的上部向周边延展，用于收集所述风扇产生的空气流并汇聚至所述聚气筒的中部，所述聚气筒的下部位于所述陶瓷窗的中心区域上方，以对所述陶瓷窗的中心区域进行控温。2.如权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述聚气筒靠近所述风扇的一端具有第一端口，靠近所述陶瓷窗的一端具有第二端口，所述第一端口内径大于所述第二端口内径。3.如权利要求2所述的风冷系统，其特征在于，所述聚气筒的内径从第一端口至第二端口先逐渐变小再逐渐变大。4.如权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述聚气筒包括：相互连通的第一汇聚筒和第二汇聚筒；所述第一汇聚筒包括第三端口和第四端口；所述第二汇聚筒包括第五端口和第六端口；所述第三端口靠近所述风扇设置；所述第四端口和所述第五端口相互连通；所述第六端口靠近所述陶瓷窗设置；所述第三端口内径大于所述第四端口内径，所述第四端口的外径、所述第五端口的外径和所述第六端口的外径相等；所述第四端口的内径等于所述第五端口的内径，所述第五端口的内径大于所述第六端口的内径，所述第六端口的内径小于所述陶瓷窗的直径。5.如权利要求4所述的风冷系统，其特征在于，还包括：第三汇聚筒，所述第三汇聚筒靠近所述陶瓷窗设置，位于所述第二汇聚筒下方，所述第三汇聚筒包括第七端口和第八端口，所述第七端口与所述第六端口连通，所述第八端口为出气口，靠近所述陶瓷窗设置；所述第七端口的外径与所述第六端口的外径相同，所述第七端口的内径小于所述第八端口的内径；所述第八端口的内径覆盖所述陶瓷窗的中心区域。6.如权利要求5所述的风冷系统，其特征在于，所述第八端口的内径为100mm～200mm。7.如权利要求6所述的风冷系统，其特征在于，所述第八端口的内径与陶瓷窗直径的比为1/5
‑
1/3之间。8.如权利要求6所述的风...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛杰，左涛涛，刘身健，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：