CN103065918A - 一种电极引入结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及等离子体工艺设备技术领域，具体涉及一种电极引入结构。所述电极引入结构，用于等离子体工艺设备，包括电极及包裹电极的绝缘防护结构，绝缘防护结构包括圆筒形的第一绝缘套和设置在第一绝缘套下方的圆筒形的第二绝缘套，第二绝缘套固定在电极上，第一绝缘套固定在等离子体工艺设备的腔室盖的上端。本发明的电极引入结构，可以减小或避免由于防护性与电气绝缘等问题，引起的等离子体启辉不均匀现象的出现；在等离子体启辉条件下，本发明的电极引入结构没有放气现象，可以保持真空腔室对真空度的要求。

Description

一种电极引入结构
技术领域
本发明涉及等离子体工艺设备技术领域，具体涉及一种电极引入结构。
背景技术
在等离子体工艺设备中，所用的电极引入结构具有多种形式，设计合理电极结构形式，对于确保真空压力、电极电位可靠稳定，对于等离子工艺的均匀性和稳定性有着重要的作用。
一般情况下，电极引入，只考虑与腔室上盖的密封既可，用螺栓固定悬挂在工艺腔室的上端。但这种电极引入结构在螺栓固定周边孔边缘容易出现等离子体不均匀现象，容易引起电极与孔壁的短路打火，并且这种结构物理特性的场对称性比较差，容易产生电场与流场的波动，从而影响等离子体工艺的均匀性与可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极引入结构，可以减小或避免由于防护性与电气绝缘等问题，引起的等离子体启辉不均匀现象的出现。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电极引入结构，用于等离子体工艺设备，包括电极及包裹所述电极的绝缘防护结构，所述绝缘防护结构包括圆筒形的第一绝缘套和设置在所述第一绝缘套下方的圆筒形的第二绝缘套，所述第二绝缘套固定在所述电极上，所述第一绝缘套固定在所述等离子体工艺设备的腔室盖的上端。
上述方案中，所述电极的直径为0.1～50mm。
上述方案中，所述电极的长度为5～500mm。
上述方案中，所述绝缘防护结构的高度为10～300mm，所述第二绝缘套的高度大于所述第一绝缘套的高度，所述第一绝缘套的外径为2～300mm，所述第二绝缘套的外径为2～300mm。
上述方案中，所述第一绝缘套通过支撑法兰固定在所述等离子体工艺设备的腔室盖的上端，所述支撑法兰与所述腔室盖之间通过绝缘橡胶圈密封。
上述方案中，所述第二绝缘套通过卡圈或螺栓结构固定在所述电极上。
上述方案中，所述绝缘防护结构所用的绝缘材料为聚四氟、陶瓷、聚碳酸酯或石英。
上述方案中，所述电极的材料为紫铜、无氧铜、可伐合金、镍铬合金、钨或镀锌铝。
上述方案中，所述电极施加的射频电源的频率为0～10GHz，功率为0～1000KW。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的电极引入结构，可以减小或避免由于防护性与电气绝缘等问题，引起的等离子体启辉不均匀现象的出现；在等离子体启辉条件下，本发明的电极引入结构没有放气现象，可以保持真空腔室对真空度的要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电极引入结构的结构示意图；
图2为本发明应用于等离子体工艺设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本实施例提供一种电极引入结构，用于射频、直流电源等电极引入低气压的工艺腔室内，包括电极20及包裹电极20的绝缘防护结构，电极的直径为0.1～50mm，电极的长度为5～500mm，绝缘防护结构的高度为10～300mm。绝缘防护结构包括圆筒形的第一绝缘套21和设置在第一绝缘套21下方的圆筒形的第二绝缘套23，第二绝缘套的高度大于第一绝缘套的高度，第一绝缘套的外径为2～300mm，第二绝缘套的外径为2～300mm。第一绝缘套21通过支撑法兰22固定在等离子体工艺设备的腔室盖3的上端，支撑法兰22与腔室盖3之间通过绝缘橡胶圈24密封；第二绝缘套23通过卡圈25固定在电极20上。
绝缘防护结构所用的绝缘材料为聚四氟、陶瓷、聚碳酸酯或石英，本实施例中，第一绝缘套21的材料为陶瓷，第二绝缘套23的材料为石英。电极20的材料为紫铜、无氧铜、可伐合金、镍铬合金、钨或镀锌铝。电极施加的射频电源的频率为0～10GHz，功率为0～1000KW。
本实施例中，第二绝缘套23还可以通过螺栓结构固定在电极20上。
如图2所示，本发明实施例应用于等离子体工艺设备的工艺腔室。气体从进气口1进入工艺腔室5，通过电极网板4到达载片台7上方，经射频加载启辉后，反应物气体经过出气口8，由真空泵抽出腔室5外。第一绝缘套21通过支撑法兰22固定在等离子体腔室盖3的上端，射频电极通过电极20引入固定连接的电极网板4上，隔离了电极引入结构与工艺加工的区域，从而，使电极引入结构避开了等离子体启辉的范围，且绝缘防护结构的材料选用非金属，不会对等离子体的分布均匀性造成影响。因此，使用本发明提供的电极引入结构，防止电极启辉短路等问题，产生打火等现象，可以提高等离子体的稳定启辉，从而改善了等离子体6对载片台7上所处理芯片的工艺效果。
本发明提供的电极引入结构可以减小或避免等离子体启辉由于结构不对称引起的不均匀现象的出现；在等离子体启辉条件下，本发明的电极引入结构没有放气现象，可以保持真空腔室对真空度的要求；在电场内部，保持电极网板固定结构的物理结构的对称性，从而使其物理特性保持场对称性，从而有效提高了等离子体工艺的均匀一致性。
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 (9)

1.一种电极引入结构，用于等离子体工艺设备，其特征在于：包括电极及包裹所述电极的绝缘防护结构，所述绝缘防护结构包括圆筒形的第一绝缘套和设置在所述第一绝缘套下方的圆筒形的第二绝缘套，所述第二绝缘套固定在所述电极上，所述第一绝缘套固定在所述等离子体工艺设备的腔室盖的上端。
2.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述电极的直径为0.1～50mm。
3.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述电极的长度为5～500mm。
4.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述绝缘防护结构的高度为10～300mm，所述第二绝缘套的高度大于所述第一绝缘套的高度，所述第一绝缘套的外径为2～300mm，所述第二绝缘套的外径为2～300mm。
5.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述第一绝缘套通过支撑法兰固定在所述等离子体工艺设备的腔室盖的上端，所述支撑法兰与所述腔室盖之间通过绝缘橡胶圈密封。
6.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述第二绝缘套通过卡圈或螺栓结构固定在所述电极上。
7.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述绝缘防护结构所用的绝缘材料为聚四氟、陶瓷、聚碳酸酯或石英。
8.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述电极的材料为紫铜、无氧铜、可伐合金、镍铬合金、钨或镀锌铝。
9.如权利要求1所述的电极引入结构，其特征在于：所述电极施加的射频电源的频率为0～10GHz，功率为0～1000KW。
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