等离子源腔室、腔体模组、远程等离子源及半导体设备的制作方法

本申请涉及半导体设备，特别涉及一种等离子源腔室、腔体模组、远程等离子源及半导体设备。

背景技术：

1、在半导体设备中，远程等离子源拥有独立的等离子源腔室。等离子源腔室采用透明石英材质制成，等离子源腔室靠包裹在其外部的散热器进行散热，等离子源腔室和散热器间的间隙通过填充导热胶增大散热面积和散热效率。等离子源腔室在启辉工作过程中，在产生等离子体的同时，会向外辐射紫外线，造成导热胶老化失效、腔体散热受阻，甚至引起等离子源腔室开裂失效。

2、因此，如何解决导热胶老化的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请公开了一种等离子源腔室及包括该等离子源腔室的腔体模组、远程等离子源及半导体设备，用于解决导热胶因受到等离子源腔室的内部辐射出的紫外线的影响而老化的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种等离子源腔室，包括腔体，腔体的表面设有防护层，防护层包括紫外隔离材料，紫外隔离材料用于吸收和/或反射腔体内产生的紫外线；防护层外用于设置导热胶，导热胶用于连接散热器。

3、上述等离子源腔室中，在腔体的表面设置防护层，防护层设置在腔体和导热胶之间，由于防护层具有紫外隔离材料，该紫外隔离材料可吸收或反射腔体内产生的紫外线，可以隔断腔体中的紫外线向导热胶的辐射，从而防止导热胶因紫外光而发生老化失效。

4、在一种可能的实施方式中，防护层还包括与紫外隔离材料混合的电阻调节材料；电阻调节材料的电阻率大于紫外隔离材料的电阻率，以使防护层的电阻为5mω至50mω。通过增加作为增阻成分的电阻调节材料，以提高防护层的整体电阻值，将防护层的电阻控制在5mω至50mω范围内，防护层处于这一电阻范围时，能够有效防止启辉过程中漏电、短路或干扰射频场等问题，显著提升等离子源腔室在启辉及长时间运行过程中的电气安全性和可靠性，延长等离子源腔室的使用寿命。

5、在一种可能的实施方式中，紫外隔离材料包括si、炭黑、石墨、石墨烯、ato、zao中的一种或多种；和/或，电阻调节材料包括、、中的一种或多种。si、炭黑、石墨、石墨烯、ato、zao对紫外线有吸收效果，能够有效吸收腔体内部等离子反应过程中产生的紫外辐射，防止腔体外导热胶因紫外辐射老化失效，减少腔体温度过高开裂失效。、、具有较好的绝缘性，可有效提高防护层电阻，并且，、、还具有反射或阻挡紫外线的功能，能够与紫外隔离材料相配合，减少对导热胶的防护漏洞，减少紫外线传递至导热胶。

6、在一种可能的实施方式中，紫外隔离材料的导热系数、电阻调节材料的导热系数均大于腔体的导热系数；和/或，紫外隔离材料的热膨胀系数与腔体的热膨胀系数的比值、电阻调节材料的热膨胀系数与腔体的热膨胀系数的比值范围均为0.8-1.2。紫外隔离材料、电阻调节材料的导热系数大于腔体，可以提高腔体的整体散热能力，有效将腔体内部产生的热量向外传导至导热胶和散热器，维持腔体的温度稳定；热膨胀系数的比值在0.8-1.2选择，防护层能够与腔体的热膨胀系数相匹配，可基本同步膨胀和收缩，能够防止防护层在温度变化过程中开裂、剥落失效，提高防护层长期使用过程中的结构完整性和功能稳定性。

7、在一种可能的实施方式中，紫外隔离材料和电阻调节材料的质量比值大于或等于4。由于电阻调节材料的添加量少于紫外隔离材料，其对紫外隔离材料的紫外线吸收和/或反射性能的稀释作用较小，防护层整体因电阻调节材料的添加增阻的同时，可减少紫外隔离材料的紫外线吸收和/或反射功能因电阻调节材料的添加而被过度稀释，提高防护层在电学、光学方面的综合性能。

8、在一种可能的实施方式中，防护层设于腔体的外表面，此时可直接在腔体外侧的开放性环境中进行加工以附着防护层，可降低加工难度。和/或，防护层的厚度为小于或者等于200μm。防护层厚度相对较薄，在μm级别，气泡、灰尘等不容易混入，可显著减少各类防护层加工缺陷，增加其与腔体之间具有良好的附着力。

9、第二方面，本申请提供了一种腔体模组，包括导热胶、散热器和如上等离子源腔室；防护层外侧设置导热胶，散热器连接于导热胶外侧。该腔体模组应用具有上述防护层的腔体，防护层可以隔断腔体中的紫外线向导热胶的辐射，防止导热胶因紫外光而发生老化失效。

10、在一种可能的实施方式中，还包括导热支撑垫，多个导热支撑垫间隔设于导热胶内，并且导热支撑垫的一端与散热器抵接，另一端与等离子源腔室抵接，可减少等离子源腔室与散热器因制造偏差而导致局部间隙过大或者过小，导热支撑垫可在两者之间支撑导热，使等离子源腔室与散热器之间的间隙均匀，导热胶在两者之间能够均匀涂覆，且减少散热器直接接触等离子源腔室而导致等离子源腔室开裂。

11、第三方面，本申请提供了一种远程等离子源，包括电控模组和如上腔体模组，电控模组与腔体模组连接。该远程等离子源应用具有防护层的腔体，防护层可以隔断腔体中的紫外线向导热胶的辐射，可解决因紫外辐射导致导热胶老化失效问题。

12、第四方面，本申请提供了一种半导体设备，包括工艺腔室和如上远程等离子源，等离子源腔室与工艺腔室连通。该半导体设备应用上述具有防护层的等离子源，防护层可以隔断腔体中的紫外线向导热胶的辐射，可解决因紫外辐射导致腔体模组的导热胶老化失效问题。

1.一种等离子源腔室，其特征在于，包括腔体（11），所述腔体（11）的表面设有防护层（12），所述防护层（12）包括紫外隔离材料，所述紫外隔离材料用于吸收和/或反射所述腔体（11）内产生的紫外线；所述防护层（12）外用于设置导热胶（2），所述导热胶（2）用于连接散热器（3）。

2.根据权利要求1所述的等离子源腔室，其特征在于，所述防护层（12）还包括与所述紫外隔离材料混合的电阻调节材料；所述电阻调节材料的电阻率大于所述紫外隔离材料的电阻率，以使所述防护层（12）的电阻为5mω至50mω。

3.根据权利要求2所述的等离子源腔室，其特征在于，所述紫外隔离材料包括si、炭黑、石墨、石墨烯、ato、zao中的一种或多种；和/或，所述电阻调节材料包括、、中的一种或多种。

4.根据权利要求2或3所述的等离子源腔室，其特征在于，所述紫外隔离材料的导热系数、所述电阻调节材料的导热系数均大于所述腔体（11）的导热系数；和/或，所述紫外隔离材料的热膨胀系数与所述腔体（11）的热膨胀系数的比值、所述电阻调节材料的热膨胀系数与腔体（11）的热膨胀系数的比值范围均为0.8-1.2。

5.根据权利要求2至4任一项所述的等离子源腔室，其特征在于，所述紫外隔离材料和所述电阻调节材料的质量比值大于或者等于4。

6.根据权利要求1至5任一项所述的等离子源腔室，其特征在于，所述防护层（12）设于所述腔体（11）的外表面；和/或，所述防护层（12）的厚度小于或者等于200μm。

7.一种腔体模组，其特征在于，包括导热胶（2）、散热器（3）和权利要求1至6任一项所述的等离子源腔室；所述防护层（12）外侧设置所述导热胶（2），所述散热器（3）连接于所述导热胶（2）外侧。

8.根据权利要求7所述的腔体模组，其特征在于，还包括导热支撑垫（5），多个所述导热支撑垫（5）间隔设于所述导热胶（2）内，并且所述导热支撑垫（5）的一端与所述散热器（3）抵接，另一端与所述等离子源腔室抵接。

9.一种远程等离子源，其特征在于，包括电控模组和权利要求7或8所述的腔体模组，所述电控模组与所述腔体模组连接。

10.一种半导体设备，其特征在于，包括工艺腔室和权利要求9所述的远程等离子源，所述等离子源腔室与所述工艺腔室连通。