CN102290313B - 一种非金属真空腔室结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属真空腔室结构，属于等离子体技术领域。所述非金属真空腔室结构包括进气口、上盖板、腔室筒体、射频线圈、下盖板和排气口；进气口设置于上盖板的中心处，排气口设置于下盖板的中心处，上盖板、下盖板与腔室筒体密封连接，射频线圈设置于腔室筒体的两侧。本发明的非金属真空腔室由非金属材料制成，结构简单，密封性好，易于安装，维护方便，提高了真空腔室的真空抽速和工艺条件的可靠性。

Description

一种非金属真空腔室结构

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，特别涉及一种非金属真空腔室结构。

背景技术

真空等离子体腔室是半导体刻蚀、沉积等离子体工艺中的关键设备，人们使用真空等离子腔室来在工件上沉积材料或从工件刻蚀去材料，这些工件通常是半导体晶片、介电和金属基片。真空等离子体腔室结构的好坏，直接影响半导体加工工件的性能，因此真空等离子体腔室结构的设计是一个非常关键的环节。现有的真空等离子体腔室大都由金属材料制成，这种金属真空腔室结构的密封性不好，容易造成等离子体内的反应气体外泄，延长工件的加工时间，降低了工作效率；此外，这种金属真空等离子体腔室的结构复杂，安装麻烦，维护不方便。尤其是在对工件有特殊加工工艺要求时，这种金属真空腔室的结构不能满足这类特殊工艺要求，严重影响了等离子体刻蚀、沉积等技术的发展。

发明内容

为了解决现有金属真空腔室结构复杂、密封性不好、安装麻烦及维护不方便等问题，本发明提供了一种非金属真空腔室结构，包括进气口、上盖板、腔室筒体、射频线圈、下盖板和排气口；所述进气口设置于所述上盖板的中心处，所述排气口设置于所述下盖板的中心处，所述上盖板、下盖板与腔室筒体密封连接，所述射频线圈设置于所述腔室筒体的两侧；所述上盖板底部设置有密封槽，所述密封槽的宽度为2-20mm，深度为1-20mm；所述上盖板底部还设置有缓冲结构，所述缓冲结构由缓冲槽、缓冲垫环和弹性机构构成，所述缓冲垫环置于所述缓冲槽内，所述弹性机构的一端与所述缓冲垫环固定，所述弹性机构的另一端与所述腔室筒体的上表面固定；所述腔室筒体由石英或陶瓷制成。

所述腔室筒体的内腔形状为圆柱体，所述内腔的直径为30-2000mm。

所述腔室筒体的高度为30-600mm，壁厚为3-50mm。

所述下盖板的形状为圆形，所述下盖板的厚度为15-200mm，所述下盖板的直径为50-1000mm。

所述缓冲槽的宽度为2-30mm，深度为1-30mm。

所述弹性机构为弹性螺旋状线圈或等距离排列的弹片。

所述缓冲垫环由聚四氟、硬橡胶或聚氨酯制成。

本发明的非金属真空腔室由非金属材料制成，结构简单，密封性好，易于安装，维护方便，提高了真空腔室的真空抽速和工艺条件的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的非金属真空腔室的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的非金属真空腔室的密封和缓冲结构示意图；

图3是图2所示的密封和缓冲结构的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。

为了满足对工件的特殊工艺的要求，本发明实施例提供了一种非金属腔室结构，该结构由石英或陶瓷等非金属材料制成。相比于现有金属材料制成的真空腔室结构，本发明实施例采用石英制成的非金属真空腔室的结构简单，真空密封性好，易于安装，维护方便，提高了腔室的真空抽速和工艺条件的可靠性。

参见图1，本发明实施例提供的非金属真空腔室结构，包括进气口11、上盖板12、腔室筒体13、射频线圈14、下盖板15和排气口16。其中，进气口11设置于上盖板12的中心处，排气口16设置于下盖板15的中心处，上盖板12、下盖板15与腔室筒体13密封连接，射频线圈14设置于腔室筒体13的两侧。本实施例中，腔室筒体13由石英或陶瓷制成。

为了方便上盖板12、下盖板15与腔室筒体13的连接，上盖板12和下盖板15的形状均为圆形，这样可以增加上、下盖板与腔室筒体连接的紧密性。优选地，下盖板15的厚度可以为15-200mm，直径可以为50-1000mm。优选地，腔室筒体13的内腔形状为圆柱体，内腔的直径可以为30-2000mm；腔室筒体的高度可以为30-600mm，壁厚为3-50mm。

为了增加上盖板12与腔室筒体13连接的真空密封性，本实施例上盖板12底部设置有密封槽22，优选地，密封槽22为燕尾型结构，密封槽22的宽度可以为2-20mm，深度可以为1-20mm，如图2所示。

为了防止对非金属真空腔室抽真空时，产生的冲击力对非金属真空腔室造成破坏，本实施例上盖板12底部还设置有缓冲结构23，如图2所示；其中，缓冲结构23由缓冲槽33、缓冲垫环34和弹性机构35构成，缓冲垫环34置于缓冲槽33内，弹性机构35的一端与缓冲垫环34固定，弹性机构35的另一端与腔室筒体13的上表面固定，如图3所示；当对腔室筒体13进行真空抽气时，上盖板12和下盖板15对石英腔室筒体13瞬间压紧，产生很大的冲击力，由于石英材料的易碎特性，缓冲垫环34和弹性机构35产生缓冲的反作用力，延时达到作用力平衡，保护了石英腔室筒体13不受破坏。优选地，缓冲槽33的宽度为2-30mm，深度为1-30mm。在实际应用中，弹性机构35可以为弹性螺旋状线圈或等距离排列的弹片；缓冲垫环34由聚四氟、硬橡胶或聚氨酯制成。本实施例使用上盖板与下盖板将石英腔室筒体连接并密封，组成封闭腔室。工艺气体通过进气口11进入，射频线圈14加载射频电源，使工艺气体启辉；工艺气体与加工件发生化学反应，反应产物通过排气口16排出。本实施例的非金属真空腔室结构能够有效地将射频电压加载到真空腔室内部，避免了因金属材料的作用导致的射频输入效率降低的问题，可广泛应用于集成电路、微电子机械系统（MEMS）、太阳能等薄膜体材料表面工艺的微细加工，以及等离子体刻蚀、淀积等领域中。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非金属真空腔室结构，其特征在于，包括进气口、上盖板、腔室筒体、射频线圈、下盖板和排气口；所述进气口设置于所述上盖板的中心处，所述排气口设置于所述下盖板的中心处，所述上盖板、下盖板与腔室筒体密封连接，所述射频线圈设置于所述腔室筒体的两侧；所述上盖板底部设置有密封槽，所述密封槽的宽度为2-20mm，深度为1-20mm；所述上盖板底部还设置有缓冲结构，所述缓冲结构由缓冲槽、缓冲垫环和弹性机构构成，所述缓冲垫环置于所述缓冲槽内，所述弹性机构的一端与所述缓冲垫环固定，所述弹性机构的另一端与所述腔室筒体的上表面固定；所述腔室筒体由石英或陶瓷制成。

2.如权利要求1所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述腔室筒体的内腔形状为圆柱体，所述内腔的直径为30-2000mm。

3.如权利要求2所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述腔室筒体的高度为30-600mm，壁厚为3-50mm。

4.如权利要求3所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述下盖板的形状为圆形，所述下盖板的厚度为15-200mm，所述下盖板的直径为50-1000mm。

5.如权利要求4所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述缓冲槽的宽度为2-30mm，深度为1-30mm。

6.如权利要求5所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述弹性机构为弹性螺旋状线圈或等距离排列的弹片。

7.如权利要求6所述的非金属真空腔室结构，其特征在于，所述缓冲垫环由聚四氟、硬橡胶或聚氨酯制成。

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