透明窗的密封裝置及反應(yīng)腔室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透明窗的密封裝置及反應(yīng)腔室。
【背景技術(shù)】
[0002]物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,以下簡稱PVD)技術(shù)是微電子領(lǐng)域常用的加工技術(shù)，其在集成電路制造行業(yè)中，多特指磁控濺射技術(shù)，主要用于鋁、銅等金屬薄膜的沉積，以獲得金屬接觸、金屬互連線等。
[0003]通常，PVD設(shè)備包括去氣腔室、預(yù)清洗腔室和工藝腔室，其中，去氣腔室主要用于對(duì)基片完成去氣工藝，具體地，將基片加熱至300°C?350°C左右，以去除基片表面的水氣和其他易揮發(fā)的雜質(zhì)。圖1為去氣腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中區(qū)域I的局部放大圖。請(qǐng)一并參閱圖1和圖2，該去氣腔室10采用加熱燈11對(duì)基片加熱，由于加熱燈11不能放置在真空的去氣腔室10內(nèi)，因此，加熱燈11設(shè)置在去氣腔室10的頂部上方，加熱燈11發(fā)出的紅外光透過設(shè)置在去氣腔室10的頂部的采用透明且耐熱材料(例如，石英)制成的透明窗12對(duì)基片進(jìn)行加熱；該去氣腔室還包括透明窗的密封裝置，如圖2所示，透明窗的密封裝置包括壓環(huán)13和底座14，壓環(huán)13和底座14均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，壓環(huán)13的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分疊置在透明窗12上表面的邊緣區(qū)域，底座14的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分疊置在透明窗12下表面的邊緣區(qū)域，底座14的下表面固定在去氣腔室10的腔室壁上；壓環(huán)13和底座14采用螺釘15固定，以將透明窗12固定在壓環(huán)13和底座14之間；并且，在透明窗12的上表面與壓環(huán)13之間、壓環(huán)13下表面與底座14上表面之間以及底座14的下表面與去氣腔室10的腔室壁之間的相接觸的位置處均設(shè)置有密封圈16，以保證去氣腔室10的密封性。另外，由于工藝過程中的抽氣和充氣使得去氣腔室10的真空度發(fā)生變化，使得對(duì)透明窗12向下的真空力發(fā)生變化，這會(huì)對(duì)透明窗12產(chǎn)生一定的沖擊，因而為了避免沖擊對(duì)透明窗12產(chǎn)生影響，在底座14上表面和透明窗12的下表面之間還設(shè)置有采用較軟金屬材料(例如，紫銅)制成的緩沖墊圈17。
[0004]然而，采用上述的透明窗的密封裝置在實(shí)際應(yīng)用中不可避免的會(huì)存在以下問題:
[0005]其一，由于該透明窗的密封裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且壓環(huán)13需要分別壓縮位于其下表面與透明窗12上表面、底座14上表面之間的密封圈16，這不僅需要透明窗的密封裝置的零部件的精度較高，從而造成成本較高；而且使得裝配過程較麻煩，從而造成時(shí)間的浪費(fèi)；
[0006]其二，由于去氣腔室10的真空度發(fā)生變化，使得對(duì)透明窗12向下的真空力發(fā)生變化，長時(shí)間的工作會(huì)導(dǎo)致緩沖墊圈17發(fā)生塑性變形，這會(huì)使得透明窗12下降造成位于壓環(huán)13下表面與透明窗12上表面之間的密封圈16的壓縮量減小，從而造成去氣腔室10的密封性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種透明窗的密封裝置及反應(yīng)腔室，其不僅可以提高密封效果，而且可以簡化透明窗的密封裝置的結(jié)構(gòu)，因而可以降低零部件的精度要求，從而可以降低生產(chǎn)成本和提高裝配效率。
[0008]本發(fā)明提供一種透明窗的密封裝置，包括底座、壓環(huán)和密封圈，所述底座和所述壓環(huán)均采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述壓環(huán)的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的下表面疊置在所述透明窗上表面的邊緣區(qū)域，所述底座的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的上表面疊置在所述透明窗下表面的邊緣區(qū)域，所述壓環(huán)與所述底座相固定，以實(shí)現(xiàn)將所述透明窗固定在所述壓環(huán)的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的下表面和所述底座的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的上表面之間，所述密封圈設(shè)置在所述底座與所述透明窗下表面相接觸的任意位置處，或者，所述透明窗側(cè)壁與其下表面的水平夾角為預(yù)設(shè)鈍角，所述密封圈設(shè)置在所述底座與所述透明窗側(cè)壁相接觸的表面上的任意位置處，借助所述壓環(huán)和所述底座將所述透明窗在二者之間壓緊固定，所述透明窗受到垂直向下的作用力使得所述密封圈在該作用力下發(fā)生壓縮實(shí)現(xiàn)對(duì)所述底座與所述透明窗之間的間隙進(jìn)行密封。
[0009]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)鈍角的范圍在95°?170°。
[0010]其中，在所述底座與所述透明窗下表面或者側(cè)壁相接觸的表面上的任意位置處設(shè)置有沿所述透明窗周向的凹槽，所述密封圈設(shè)置在所述凹槽內(nèi)，且部分所述密封圈位于所述凹槽的外側(cè)，以在所述底座與所述透明窗側(cè)壁接觸時(shí)所述密封圈和所述透明窗接觸。
[0011]優(yōu)選地，所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸的表面與其下表面的水平夾角大于所述預(yù)設(shè)鈍角，以保證在所述底座與所述透明窗側(cè)壁接觸時(shí)所述密封圈與所述透明窗接觸。
[0012]優(yōu)選地，所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸的表面與其下表面的水平夾角大于所述預(yù)設(shè)角度的范圍在1°?5°。
[0013]優(yōu)選地，所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸且位于所述凹槽上方的表面與其下表面的水平夾角大于所述預(yù)設(shè)鈍角，且所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸且位于所述凹槽下方的表面與其下表面的水平夾角小于所述預(yù)設(shè)鈍角，以保證在所述底座與所述透明窗側(cè)壁接觸時(shí)所述密封圈與所述透明窗接觸。
[0014]優(yōu)選地，所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸且位于所述凹槽上方的表面與其下表面的水平夾角大于所述預(yù)設(shè)鈍角的范圍在1°?5° ;所述底座的與所述透明窗側(cè)壁相接觸且位于所述凹槽下方的表面與其下表面的水平夾角小于所述預(yù)設(shè)鈍角的范圍在0.5°?
2° ο
[0015]其中，在所述底座和/或壓環(huán)內(nèi)還設(shè)置有冷卻管道，用于借助冷卻體經(jīng)由所述冷卻管道對(duì)所述透明窗和所述密封圈進(jìn)行冷卻。
[0016]其中，所述透明窗設(shè)置在反應(yīng)腔室的頂壁上，所述底座的下表面疊置在所述反應(yīng)腔室的腔室壁的上表面上，且二者之間設(shè)置有密封圈，用于在二者接觸時(shí)對(duì)二者之間的間隙進(jìn)行密封。
[0017]本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔室，包括透明窗的密封裝置，所述透明窗的密封裝置采用本發(fā)明提供的上述透明窗的密封裝置。
[0018]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0019]本發(fā)明提供的透明窗的密封裝置，其密封圈設(shè)置在底座與透明窗下表面相接觸的任意位置處，或者，透明窗側(cè)壁與其下表面的水平夾角為預(yù)設(shè)鈍角，密封圈設(shè)置在底座與透明窗側(cè)壁相接觸的表面上任意位置處，借助壓環(huán)和底座將透明窗在二者之間壓緊固定，透明窗受到垂直向下的作用力使得密封圈在該作用力下發(fā)生壓縮，可以對(duì)底座與透明窗之間的間隙進(jìn)行密封，并且由于反應(yīng)腔室為真空腔室，向下的真空力可以增大密封圈的壓縮量，這使得密封效果更好，因而在反應(yīng)腔室的真空度發(fā)生變化情況下向下的真空力仍然使得密封效果很好，可以實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)腔室的真空度發(fā)生變化情況下始終對(duì)底座和透明窗之間的間隙進(jìn)行密封，從而可以提高密封效果；而且，可以簡化透明窗的密封裝置的結(jié)構(gòu)，因而可以降低零部件的精度要求，從而可以降低生產(chǎn)成本和提高裝配效率。
[0020]本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，其采用本發(fā)明提供的透明窗的密封裝置，可以提高反應(yīng)腔室的密封效果，從而可以提高工藝效果；而且可以簡化反應(yīng)腔室結(jié)構(gòu)，從而降低生產(chǎn)成本和提高裝配效率。
【附圖說明】
[0021]圖1為去氣腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中區(qū)域I的局部放大圖；
[0023]圖3為采用本實(shí)施例提供的透明窗的密封裝置的反應(yīng)腔室的局部剖視圖；
[0024]圖4為圖3中區(qū)域I的局部放大圖；以及
[0025]圖5為圖3中區(qū)域I的另一種局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的透明窗的密封裝置及反應(yīng)腔室進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]圖3為采用本實(shí)施例提供的透明窗的密封裝置的反應(yīng)腔室的局部剖視圖。圖4為圖3中區(qū)域I的局部放大圖。請(qǐng)一并參閱圖3和圖4，本實(shí)施例提供的透明窗的密封裝置包括底座20、壓環(huán)21和密封圈22。其中，底座20和壓環(huán)21均采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)，壓環(huán)21的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的下表面疊置在透明窗23上表面的邊緣區(qū)域，底座20的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的上表面疊置在透明窗23下表面的邊緣區(qū)域，壓環(huán)21與底座20相固定，以實(shí)現(xiàn)將透明窗23固定在壓環(huán)21的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的下表面和底座20的靠近其環(huán)孔的環(huán)形部分的上表面之間，具體地，壓環(huán)21的下表面疊置在底座20的上表面上，且二者通過螺紋連接的方式固定，如圖4所示，借助螺釘24將二者相互固定，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以采用其他方式固定壓環(huán)21和底座20，例如，采用焊接、粘接等方式；并且，在本實(shí)施例中，透明窗23設(shè)置在反應(yīng)腔室的頂壁上，透明窗23采用透明且耐高溫的材料制成，以借助位于透明窗23上方的加熱燈25發(fā)出的紅外光透過該透明窗23對(duì)位于反應(yīng)腔室內(nèi)的基片進(jìn)行加熱，其中，透明且耐高溫的材料包括石英。容易理解，借助壓環(huán)21和底座20將透明窗23固定在二者之間，可以防止反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力大于大氣壓時(shí)透明窗23被彈起。
[0028]透明窗23側(cè)壁與其下表面的水平夾角為預(yù)設(shè)鈍角A，優(yōu)選地，預(yù)設(shè)鈍角A的范圍在95°?170°，密封圈22設(shè)置在底座20與透明窗23側(cè)壁相接觸的表面上任意位置處，借助壓環(huán)21和底座20將透明窗23在二者之間壓緊固定，透明窗23受到垂直向下的作用力使得密封圈22在該作用力下發(fā)生壓縮實(shí)現(xiàn)對(duì)底座20與透明窗23之間的間隙進(jìn)行密封，并且由于反應(yīng)腔室為真空腔室，向下的真空力可以增大密封圈22的壓縮量，這使得密封效果更好，因而在反應(yīng)腔室的真空度發(fā)生變化情況下向下的真空力仍然使得密封效果很好，可以實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)腔室的真空度發(fā)生變化情況下始終對(duì)底座20和透明窗23之間的間隙進(jìn)行密封，從而可以提高密封效果；而且，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要在壓環(huán)21與透明窗23的上表面之間、壓環(huán)21下表面和底座20上表面之間設(shè)置密封圈，可以簡化密封裝置的結(jié)構(gòu)，因而可以降低零部件的精度要求，從而可以降低生產(chǎn)成本和提高裝配效率。
[0029]容易理解，由于密封圈22設(shè)置在透明窗23的側(cè)壁外側(cè)，密封圈22可以在一定程度上避免加熱燈25的直接照射，不僅可以提高密封圈22的使用壽命；