一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及TSV刻蝕工藝裝置，具體涉及一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]在TSV刻蝕工藝中，有對硅材料進行溝槽(Trench)刻蝕，也有斜孔(Taper Via)刻蝕。刻蝕后的剖面有兩個很重要的參數是深度和傾斜的角度。要同時滿足這兩個要求，必須要求TSV刻蝕設備對該工藝有很好的刻蝕均勻性控制，包括深度的均勻性(Uniformity)和角度的均勻性。
[0003]經研究發現，TSV ICP等離子體中，電感產生的源等離子體可以提供很高的等離子體濃度，同時其分布受到電感的形狀，位置和反應器的形狀和體積等因素的影響。電感通了射頻電源后，在其通路上形成交變的電場和磁場。電場和磁場共同作用在反應腔體內將低壓工藝氣體形成等離子體。
[0004]在一個電感耦合的等離子體反應器中，有兩個獨立的電感同時作用，既可以提供等離子體的密度，有可以調節硅片表面的等離子體均勻性。而這兩個電感的形狀和位置都不一樣。一個電感是水平電感，一個電感是垂直電感。這樣的電感配置，可以在硅片的上面形成兩個區域的等離子體。但是陶瓷材料窗(ceramic window)的冷卻成了重要的問題。傳統手段是的設置一個風扇在陶瓷材料窗上方向下吹氣，通過氣流帶走熱量，這在只有單一線圈時是有效的。在需要多個不同形狀線圈組合來電離下方反應器中氣體時，無論怎樣改變風扇的大小、位置、角度都無法有效且均勻的帶走不同形狀的陶瓷材料窗上的熱量。熱量積累不均衡會導致陶瓷材料窗上溫度梯度過大，材料窗會出現裂縫甚至破裂，同時材料窗上不同區域溫度不同還會同步造成反應器內不同區域的反應速度不同，這對改善等離子處理的效果很不利。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置，通過設置導流環組件及多個導流環，使得該冷卻裝置的風扇產生的冷卻氣流能夠充分與第二線圈、絕緣柱接觸，實現在TSV刻蝕工藝中，能夠產生等離子體均勻分布的電磁場的電感耦合等離子體陶瓷窗充分冷卻，提高TSV刻蝕工藝效率，及產品質量。
[0006]為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現:
一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置，該冷卻裝置設置于電感耦合等離子體反應器的容器腔體頂部，使得容器腔體內部密封；其特點是，該冷卻裝置包含:
圓柱筒支架，所述圓柱筒支架橫截面呈環形；
絕緣板，所述絕緣板與所述的圓柱筒支架底部通過支撐部件固定連接，所述絕緣板與所述圓柱筒支架之間設有間隙；
第一線圈，設置在所述的圓柱筒支架內的所述絕緣板上； 第二線圈組件，設置在所述的絕緣板上方中部，且所述第二線圈組件包括圓柱狀的絕緣柱腔體以及繞置在絕緣柱腔體外部的第二線圈；
風扇，固定設置在所述的圓柱筒支架內頂部；
多個導流環，均勻環繞設置在所述的圓柱筒支架內壁，環繞設置在所述的第二線圈組件周邊。
[0007]優選地，所述的第一線圈均勻平鋪設置在所述的絕緣板上。
[0008]優選地，所述的風扇設置在所述的第二線圈組件上方的所述的圓柱筒支架上。
[0009]優選地，所述的該絕緣柱腔體內部空間通過該絕緣板上的開口與所述容器腔體相通；所述的第一線圈設置在該絕緣柱腔體周邊；所述絕緣柱腔體內部設有反應氣體注入
□O
[0010]優選地，每個所述的導流環截面呈三角形。
[0011]優選地，所述的導流環截面呈梯形。
[0012]優選地，所述的多個導流環分別等間距疊加設置在所述的圓柱筒支架內壁。
[0013]優選地，所述的多個導流環的斜表面與所述的第二線圈相對應設置；所述的多個導流環與所述的第二線圈之間設有間隙。
[0014]優選地，每個所述的導流環采用塑料制成。
[0015]—種電感耦合等離子體反應器，設有容器腔體，其特點是，該反應器還設有電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置；所述的電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置包含:
圓柱筒支架；
絕緣板，所述的絕緣板的頂部與所述的圓柱筒支架底部通過支撐部件固定連接，該絕緣板與該圓柱筒支架之間設有間隙；該絕緣板的底部與所述的容器腔體頂部匹配連接；第一線圈，設置在所述的圓柱筒支架內；
第二線圈組件，設置在所述的絕緣板中部；
風扇，固定設置在所述的圓柱筒支架內頂部；
多個導流環，均勻環繞設置在所述的圓柱筒支架內壁，環繞設置在所述的第二線圈組件周邊。
[0016]優選地，所述的第一線圈均勻平鋪設置在所述的絕緣板上。
[0017]優選地，所述的風扇設置在所述的第二線圈組件上方的所述的圓柱筒支架上。
[0018]優選地，所述的第二線圈組件包含:絕緣柱腔體，以及繞置在所述的絕緣柱腔體外部的第二線圈；所述的絕緣柱腔體設置在所述的絕緣板中部，該絕緣柱腔體內部通過該絕緣板與所述容器腔體相通；所述的第一線圈設置在該絕緣柱腔體周邊；所述絕緣柱腔體內部設有注入口。
[0019]優選地，每個所述的導流環上表面包括傾斜面，所述傾斜面沿外側圓柱筒支架向中間絕緣柱腔體方向逐漸向下傾斜。
[0020]優選地，所述的多個導流環分別等間距疊加設置在所述的圓柱筒支架內壁。
[0021]優選地，所述的多個導流環的斜表面與所述的第二線圈相對應設置；所述的多個導流環與所述的第二線圈之間設有間隙。
[0022]本發明與現有技術相比具有以下優點:
本發明通過在電感耦合等離子體陶瓷窗內設置導流環組件，及截面呈一對直角三角形或一對直銷梯形的多個導流環；能夠使得電感耦合等離子體陶瓷窗充分冷卻，確保電感耦合等離子體陶瓷窗及與其下部結合的電感耦合等離子體反應器的溫差降低，使得經TSV刻蝕后的產品質量穩定，保證刻蝕的均勻性。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置的主視截面圖。
[0024]圖2為本發明一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置的局部立體圖。
[0025]圖3為本發明一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置的實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
[0027]如圖1所示，一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置，該裝置包含:圓柱筒支架10 ;與圓柱筒支架10連接的絕緣板20 ;均勻設置在絕緣板20上的第一線圈30 ;設置在絕緣板20上方中部的第二線圈組件40 ;設置在圓柱筒支架10內頂部的風扇50 ;環繞設置在第二線圈組件40、風扇50周邊的多個導流環60。
[0028]圓柱筒支架10橫截面呈環形，圓柱筒支架10與絕緣板20之間設有間隙，本實施例中，圓柱筒支架10與絕緣板20通過支撐部件固定連接。
[0029]如圖2所示，第二線圈組件40包含:絕緣柱腔體41，及與繞置在絕緣柱腔體41外部的第二線圈42。絕緣柱腔體41設置在絕緣板20中部，第一線圈30設置在該絕緣柱腔體41周邊。第一線圈30均勻平鋪設置在絕緣板20上。
[0030]絕緣柱腔體41通過絕緣板20與電感耦合等離子體反應器100的容器腔體110相通；通過設置在絕緣柱腔體41內的注入口，處理氣體通過絕緣柱腔體41、絕緣板20流入容器腔體110內。
[0031]如圖1所示，多個導流環60等間距疊加設置在圓柱筒支架10內壁上。
[0032]本實施例中，如圖1所示，導流環60截面呈直角三角形。導流環60截面也可呈一對直角梯形。
[0033]如圖1所示，多個導流環60的斜截面601與第二線圈42相對應設置；多個導流環60與第二線圈42之間設有間隙。能夠保證風扇50在工作時，既能夠為第二線圈組件40降溫，又能夠為第一線圈30降溫。
[0034]如圖3所示，本發明提供的一種電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置與電感耦合等離子體反應器100的容器腔體110連接，完成工作。
[0035]電感耦合等離子體反應器100具體包含:容器腔體110、基座120、射頻偏壓電源130、排氣栗140、一對噴淋頭150及射頻源電源160。
[0036]其中，容器腔體110頂部與電感耦合等離子體陶瓷窗冷卻裝置的絕緣板20采用支撐部件連接，使得容器腔體110與絕緣板20之間設有間隙；基座120設置在容器腔體110內；射頻偏壓電源130設置在該容器腔體110外部，并與基座120連接；排氣栗140設置在該容器腔體11