CN117766369A - 衬底处理设备 - Google Patents

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郑元基
金大渊
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Abstract

可以提出一种衬底处理设备。该设备包括：衬底反应室，其配置为保持和处理衬底；远程等离子体单元，用于产生自由基气体以清洁衬底反应室；冷却单元，该冷却单元包括：罐，其配置为存储用于冷却的水；风扇，其配置为产生空气流；多个散热片，其放置在风扇前方；多个冷却管，其配置成循环来自罐的水，并且定位成穿过风扇前方，其中穿过冷却管的水冷却由风扇产生的空气流。

Description

衬底处理设备
技术领域
本公开涉及用于处理衬底的设备，尤其涉及在衬底处理期间从化学反应的高温冷却下来时更有效的设备。
背景技术
传统上，在衬底处理期间，处理气体通过喷淋头供应到室。必须将喷淋头控制在特定温度，以将处理气体的特性保持在恒定状态。因为喷淋头必须保持在一定温度，所以需要用于向喷淋头供热的装置和用于冷却喷淋头的装置。
在供热和冷却的两个功能中，本发明提出改进喷淋头冷却。
应该注意的是，喷淋头还用作产生等离子体的电极。为此，在衬底处理期间，某些电气部件被应用于喷淋头。
当在特定过程中施加超过一定水平的RF(射频)等离子体功率时，这可能会增加喷淋头的温度。这种增加有时会很快发生。这种快速的温度上升可能导致温度控制的丧失。因此，本发明提出增强冷却性能，从而实现高效冷却。
本部分中阐述的任何讨论，包括对问题和解决方案的讨论，已经包括在本公开中，仅仅是为了提供本公开的背景，并且不应被认为是承认任何或所有的讨论在本发明被做出时是已知的，或者构成现有技术。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
根据一实施例，可以提供一种衬底处理设备，包括：衬底反应室，其配置为保持和处理衬底；远程等离子体单元，用于产生自由基气体以清洁衬底反应室；冷却单元，该冷却单元包括：罐，其配置为存储用于冷却的水；风扇，其配置为产生空气流；多个散热片，其放置在风扇前方；多个冷却管，其配置成循环来自罐的水，并且定位成穿过风扇前方，其中穿过冷却管的水冷却由风扇产生的空气流。
在至少一个方面，衬底处理设备还包括：入口罩，其配置在衬底反应室上方，以将由风扇产生的空气流供应到衬底反应室；以及罩出口，其配置在衬底反应室上方，横跨入口罩以放出空气流。
在至少一个方面，衬底处理设备还包括安装在罩出口中的排气风扇，以加速从衬底反应室排出的空气流。
在至少一个方面，衬底处理设备的罩出口的数量大于2。
附图说明
应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以有助于提高对本公开的所示实施例的理解。
图1中的(a)和(b)分别示出了本发明的处理冷却水(PCW)块、管、风扇和散热片的透视图以及从方向A观察的图1(a)的侧视图。
图2示出了根据本发明实施例的本发明以及PCW块和反应室的概况。
图3示出了根据本发明另一实施例的室的另一概况。
具体实施方式
尽管下面公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本发明延伸到具体公开的实施例和/或本发明的用途及其明显的修改和等同物之外。因此，意图是所公开的本发明的范围不应被下面描述的具体公开的实施例所限制。
如本文所用，术语“衬底”可以指任何一种或多种底层材料，包括可被改性的或可在其上形成器件、电路或膜的任何一种或多种底层材料。“衬底”可以是连续的或非连续的；刚性的或柔性的；实心的或多孔的；以及它们的组合。衬底可以是任何形式，例如粉末、板或工件。板状衬底可以包括各种形状和尺寸的晶片。衬底可以由半导体材料制成，包括例如硅、硅锗、氧化硅、砷化镓、氮化镓和碳化硅。
例如，粉末形式的衬底可用于药物制造。多孔衬底可以包含聚合物。工件的示例可以包括医疗设备(例如支架和注射器)、珠宝、工具设备、用于电池制造的部件(例如阳极、阴极或隔板)或光伏电池的部件等。
连续衬底可以延伸到发生沉积过程的处理室的边界之外。在一些过程中，连续衬底可以移动通过过程室，使得过程继续，直至到达衬底的末端。可以从连续衬底进给***提供连续衬底，以允许以任何合适的形式制造和输出连续衬底。
连续衬底的非限制性示例可以包括片材、非织造膜、卷、箔、网、柔性材料、成束连续细丝或纤维(例如陶瓷纤维或聚合物纤维)。连续衬底也可以包括其上安装有非连续衬底的载体或薄片。
本文呈现的图示并不意味着是任何特定材料、结构或设备的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施例的理想化表示。
所示出和描述的特定实施方式是对本发明及其最佳模式的说明，并不旨在以任何方式限制这些方面和实现的范围。实际上，为了简洁起见，***的传统制造、连接、准备和其他功能方面可能没有详细描述。此外，各图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。许多替代或附加的功能关系或物理连接可以存在于实际***中，和/或在一些实施例中可以不存在。
应当理解，这里描述的配置和/或方法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。这里描述的特定例程或方法可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个。因此，所示出的各种动作可以所示出的顺序、以其他顺序来执行，或者在某些情况下被省略。
本公开的主题包括各种过程、***和配置的所有新颖和非显而易见的组合和子组合，以及在此公开的其他特征、功能、动作和/或属性，及其任何和所有等同物。
处理室可以配备有反应器和远程等离子体单元(RPU)，使得主要处理发生在反应器中。
在运行一定数量的过程后，可以定期清洁该室。可以使用RPU进行清洗。RPU使用等离子体从蚀刻气体中产生F自由基，然后将产生的自由基提供给反应器。
这个过程中产生的F自由基与其他物质发生剧烈反应，有时会产生强烈的放热反应。由于反应产生的高温，发生最强放热反应的室部分受到PCW(处理冷却水)块的保护，从而保护其他机械部件。
PCW块可以包括处理冷却水在其中循环的罐12和将清洁气体分配和连接到每个反应器的管14。
图1(a)示出了根据本公开的***。包含并循环处理冷却水的罐12和将从RPU18产生的清洁气体分配到每个反应室的管14。RPU18可以放置在罐12的内部或外部。来自罐12的多个冷却管13可以循环水以获得有效的冷却效果。
图1(b)是图1(a)所示***的剖视图。
图1(b)示出了冷却管13可以穿过风扇16前方，并且散热片15可以放置在风扇16前方。为了提高冷却效率，可以在风扇16和冷却管13之间安装散热片15。
罐2中的水通过冷却管13循环，使得水的热量可以散发到外部。
然而，在图2中，冷却管13中的水也可以用于冷却由风扇16产生的空气流17。所产生的空气流17可以通过散热片15导入室1。
此外，散热片15可用于冷却通过散热片15的空气。
如图2所示，风扇16可以产生空气流17，并且散热片15可以将产生的空气流17通过入口罩21导入室1。
应当注意，空气流17可以进入反应室1，但空气流17仅在喷淋头27上方通过。当风扇16运行时，由风扇16产生的空气流17通过冷却管13和散热片15而被冷却。冷却空气流17通过入口罩21以浓缩状态被供应到反应器1中。
供应的空气穿过气幕(未示出)的上部，然后穿过RF盖(未示出)和RF杆盖(未示出)。尽管没有示出，气幕、RF盖和RF杆盖是可以将喷淋头和室与外部隔离的部件。
空气流17可用于从喷淋头27移除热量。由反应室1和喷淋头27中的反应加热的该空气流17可以通过出口罩25排出反应器。排气风扇26可以附接到出口罩25，这可以使该空气流17的排出更加顺畅。
如图3所示，可以在反应室1上方放置一个以上的出口罩25，以促进空气流17排出。每个出口罩可以具有排气风扇26。
排气风扇26和风扇16一起可以使喷淋头的冷却更加有效，因为风扇16、26引起的快速排气。
通过空气流17的运动，喷淋头27的温度可以保持并控制在一定范围内。
上述设备的布置仅仅是本发明原理的应用的说明，在不脱离权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多其他实施例和修改。因此，本发明的范围不应参照以上描述来确定，而应参照所附权利要求及其等同物的全部范围来确定。

Claims (4)

1.一种衬底处理设备，包括：
衬底反应室，其配置为保持和处理衬底；
远程等离子体单元，其配置为产生用于清洁衬底反应室的自由基气体；
冷却单元，该冷却单元包括：
配置为存储用于冷却的水的罐；
配置为产生空气流的风扇；
放置在风扇前方的多个散热片；以及
多个冷却管，其配置为循环来自罐的水，并被定位为穿过风扇前方；其中，穿过冷却管的水冷却由风扇产生的空气流。
2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，还包括：
入口罩，其配置在所述衬底反应室上方，以将由所述风扇产生的空气流供应到衬底反应室；以及
出口罩，其配置在衬底反应室上方，横跨入口罩以放出空气流。
3.根据权利要求2所述的衬底处理设备，还包括：
排气风扇，其安装在所述出口罩中，用于加速从所述衬底反应室排出的空气流。
4.根据权利要求2所述的衬底处理设备，
其中，所述出口罩的数量等于或大于2。
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