CN104637837B - 反应腔室及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的反应腔室及等离子体加工设备，其包括晶片支撑件、维护口、第一旋转轴、密封板和悬臂支撑件，其中：维护口开设于反应腔室的侧壁，用以供晶片支撑件通过；第一旋转轴可旋转地设置在反应腔室的侧壁外侧，且位于维护口的上方；密封板与第一旋转轴连接，第一旋转轴通过旋转带动密封板摆动，以使密封板位于密封维护口的第一位置或者开启维护口的第二位置；晶片支撑件通过悬臂支撑件安装于密封板上，且在密封板处于第一位置时，晶片支撑件位于反应腔室内的承载位置；在密封板自第一位置摆动至第二位置的过程中，晶片支撑件经由维护口旋转至位于反应腔室之外的维护位置。本发明提供的反应腔室，其便于操作人员对晶片支撑件进行安装和维护。

Description

反应腔室及等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，具体地，涉及一种反应腔室及等离子体加工设备。

背景技术

目前，等离子体加工设备已被广泛地应用在集成电路、LED芯片或MEMS器件的制造工艺中，以对晶片进行刻蚀、沉积或溅射等工艺。在进行上述工艺的过程中，通常需要借助诸如基座、卡盘等的承载装置将被加工工件固定在反应腔室内，并且，该承载装置根据工艺需要通常还具备加热、冷却和射频等功能中的一项或多项，因此，承载装置的结构通常会比较复杂，这就给反应腔室的结构设计提出了很高的要求，以能够便于对承载装置进行安装和维护。

图1为现有的反应腔室的剖视图。如图1所示，反应腔室10由腔室侧壁101环绕形成，并且在反应腔室10内设置有晶片支撑件12，晶片支撑件12可以为基座或卡盘，用以承载晶片；在反应腔室10的侧壁101上且位于晶片支撑件12的上方设置有传输口102，晶片经由传输口102被传输至反应腔室10内，并置于晶片支撑件12上；而且，在腔室侧壁101上设置有尺寸较大的开口103，用于作为晶片支撑件12的维护口；并且，在侧壁101的外侧，且与开口103相对应的位置处设置有密封板11，用以密封或开启开口103。在进行工艺时，控制密封板11密封开口103，以使反应腔室10能够保持真空状态；在需要安装或维护反应腔室10内的晶片支撑件12时，控制密封板11开启开口103，以使操作人员经由开口103对晶片支撑件12进行相应的操作。此外，在密封板11上的相应位置处设置有通道110，晶片支撑件12的管路或电气接线等零部件经由通道110延伸至反应腔室10的外部，以与相应的气源、水源或电源电连接。容易理解，在通道110内且位于管路或电气接线等零部件之间应设置有密封件，以对通道110以及各零部件之间的间隙进行密封。

上述反应腔室10在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：由于反应腔室10内的空间狭小，这在需要安装或维护反应腔室10内的晶片支撑件12时，给操作人员经由开口103对晶片支撑件12进行相应的操作带来了一定的困难，从而不仅会降低安装和维护的效率，而且还会提高人力成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室及等离子体加工设备，其便于操作人员对晶片支撑件进行安装和维护，从而不仅可以提高安装和维护的效率，而且可以降低人力成本。

为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，所述反应腔室包括：晶片支撑件、维护口、第一旋转轴、密封板和悬臂支撑件，其中：所述维护口开设于所述反应腔室的侧壁，用以供所述晶片支撑件通过；所述第一旋转轴可旋转地设置在所述反应腔室的侧壁外侧，且位于所述维护口的上方；所述密封板与所述第一旋转轴连接，所述第一旋转轴通过旋转带动所述密封板摆动，以使所述密封板位于密封所述维护口的第一位置或者开启所述维护口的第二位置；所述晶片支撑件通过所述悬臂支撑件安装于所述密封板上，且在所述密封板处于所述第一位置时，所述晶片支撑件位于所述反应腔室内的承载位置；在所述密封板自所述第一位置摆动至所述第二位置的过程中，所述晶片支撑件经由所述维护口旋转至位于所述反应腔室之外的维护位置。

其中，在所述悬臂支撑件内形成有通道，所述通道的一端延伸至所述悬臂支撑件与所述密封板的连接处；所述通道的另一端延伸至所述晶片支撑件的内部；并且在所述密封板上设置有通孔，所述通孔与所述通道的位于所述悬臂支撑件与所述密封板的连接处的一端连通，安装在所述晶片支撑件内的气管、水管和/或电气接线依次经由所述通道和通孔延伸至所述反应腔室的外部。

其中，在所述悬臂支撑件的与所述晶片支撑件连接的一端形成有固定环，所述固定环套置在所述晶片支撑件上。

其中，所述反应腔室还包括驱动机构，用于驱动所述第一旋转轴旋转。

其中，所述驱动机构包括曲柄、第二旋转轴和直线驱动源，其中所述直线驱动源通过所述第二旋转轴与所述反应腔室的侧壁可旋转的连接，所述第二旋转轴的轴线与所述第一旋转轴的轴线相互平行；所述曲柄的一端与所述第一旋转轴连接，所述曲柄的另一端与所述直线驱动源的驱动轴连接；所述直线驱动源用于驱动所述曲柄的另一端围绕所述第一旋转轴旋转，以使所述曲柄带动所述第一旋转轴旋转。

其中，所述直线驱动源包括直线气缸或电动推杆。

其中，所述驱动机构包括旋转驱动源，所述旋转驱动源的驱动轴与所述第一旋转轴连接。

其中，所述旋转驱动源包括旋转电机、旋转气缸或旋转液压缸。

其中，在所述反应腔室的侧壁上，且位于所述晶片支撑件的上方设置有贯穿其厚度的运输口，用以供晶片穿过。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用了本发明提供的上述反应腔室。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的反应腔室，其在反应腔室的侧壁外侧，且位于维护口的上方设置有可旋转的第一旋转轴，用于带动与其连接的密封板摆动，从而使该密封板能够在密封维护口的第一位置与开启维护口的第二位置之间摆动；而且，晶片支撑件通过悬臂支撑件安装于密封板上，且在密封板处于第一位置时，该晶片支撑件位于反应腔室内的承载位置；在密封板自第一位置摆动至第二位置的过程中，该晶片支撑件经由维护口旋转至位于反应腔室之外的维护位置。这样，在进行工艺之前，上述第一旋转轴通过旋转带动密封板旋转至第一位置，此时维护口被密封板封闭，从而能够使反应腔室能够保持真空状态，与此同时，晶片支撑件位于承载位置，从而在进行工艺时能够对置于其上的晶片进行相应的加工；在需要对晶片支撑件进行安装或维护时，第一旋转轴通过旋转带动密封板旋转至第二位置，此时维护口被开启，从而能够使晶片支撑件经由维护口移出反应腔室，并到达维护位置，由于在该维护位置处的晶片支撑件的周围空间相对于反应腔室的内部空间较大，因而更便于操作人员对晶片支撑件进行安装或维护，从而不仅可以提高安装和维护的效率，而且可以降低人力成本。

此外，由于上述第一旋转轴位于维护口的上方，即，第一旋转轴通过旋转可以带动密封板向上或向下摆动，这可以使与该密封板连接的晶片支撑件同步向上或向下摆动一定角度，从而晶片支撑件的原本在承载位置处朝下的底部在到达维护位置时会相对于水平面向上偏转一定角度，这个方向更有利于操作人员进行安装或维护，从而进一步提高安装和维护的便捷性。

本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的反应腔室，可以提高安装和维护的便捷性，从而不仅可以提高安装和维护的效率，而且可以降低人力成本。

附图说明

图1为现有的反应腔室的剖视图；

图2为本发明实施例提供的一种反应腔室的剖视图；

图3为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于承载位置时的立体图；

图4A为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于维护位置时的立体图；

图4B为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于维护位置时的剖视图；以及

图5为本发明实施例提供的另一种反应腔室的立体图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的反应腔室及等离子体加工设备进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的一种反应腔室的剖视图。图3为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于承载位置时的立体图。图4A为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于维护位置时的立体图。图4B为本发明实施例提供的反应腔室在晶片支撑件处于维护位置时的剖视图。请一并参阅图2、3、4A和图4B，反应腔室20包括晶片支撑件23、维护口201、第一旋转轴22、密封板21和悬臂支撑件27。其中，晶片支撑件23设置在反应腔室20内，用以承载晶片，晶片支撑件23可以为基座或卡盘；维护口201贯穿腔室侧壁的厚度，用以供晶片支撑件23通过，在本实施例中，维护口201设置在反应腔室20的侧壁上（即，为贯穿该侧壁厚度的开口），用以供晶片支撑件23通过；第一旋转轴22可旋转地设置在反应腔室20的侧壁外侧，且位于维护口201的上方；密封板21与第一旋转轴22连接。第一旋转轴22通过旋转带动密封板21摆动，以使密封板21位于密封维护口201的第一位置（图2和图3中密封板21所示的位置）或者开启维护口201的第二位置（图4A和图4B中密封板21所示的位置）。容易理解，在密封板21处于第一位置时，其应扣合在反应腔室20的侧壁上，即，密封板21的内表面（与反应腔室20的侧壁相对的表面）应与反应腔室20的侧壁表面上，且位于维护口201周边的区域相贴合，以密封维护口201。优选地，可以在相互贴合的密封板21与反应腔室20的侧壁之间设置密封件，用以对二者之间的间隙进行密封，从而实现对维护口201的密封。

第一旋转轴22与反应腔室20的侧壁可旋转地连接的具体方式可以为：在维护口201的上方设置至少两个固定件，且至少两个固定件沿水平方向间隔设置，并且，分别对应地在各个固定件上设置同轴的通孔，第一旋转轴22沿该通孔的轴线方向依次穿过各个固定件上的通孔，从而实现与反应腔室20的侧壁可旋转地连接。

在实际应用中，可以根据具体情况任意设定维护口201的形状和尺寸，只要维护口201的形状和尺寸能够使晶片支撑件23通过即可。此外，密封板21的形状和尺寸也可以自由设定，只要其能够密封维护口201即可。

晶片支撑件23通过悬臂支撑件27安装于密封板21上，且在密封板21处于第一位置时，晶片支撑件23位于反应腔室20内的承载位置（图2和图3中晶片支撑件23所示的位置）；在密封板21自第一位置摆动至第二位置的过程中，晶片支撑件23经由维护口201旋转至位于反应腔室20之外的维护位置（图4A和图4B中晶片支撑件23所示的位置）。所谓承载位置，是指预设的在进行工艺时反应腔室20内的晶片支撑件23用于承载晶片所在的位置。所谓维护位置，是指预设的在对晶片支撑件23进行安装和维护时，位于反应腔室20外的晶片支撑件23所在的位置。

在进行工艺之前，第一旋转轴22通过旋转带动密封板21旋转至第一位置，此时维护口201被密封板21封闭，从而能够使反应腔室20保持真空状态，与此同时，晶片支撑件23位于承载位置，从而在进行工艺时能够对置于其上的晶片进行相应的加工；在需要对晶片支撑件23进行安装或维护时，第一旋转轴22通过旋转带动密封板21旋转至第二位置，此时维护口201被开启，从而能够使晶片支撑件23经由维护口201移出反应腔室20，并到达维护位置，由于在该维护位置处的晶片支撑件23的周围空间相对于反应腔室20的内部空间较大，因而更便于操作人员进行安装或维护，从而不仅可以提高安装和维护的效率，而且可以降低人力成本。

在本实施例中，晶片支撑件23通过悬臂支撑件27安装于密封板21上的具体方式可以为：如图2所示，悬臂支撑件27的两端分别与晶片支撑件23和密封板21固定连接；而且，优选地，在悬臂支撑件27的与晶片支撑件23连接的一端形成有固定环271，固定环271套置在晶片支撑件23上，以更稳固地将悬臂支撑件27与晶片支撑件23固定在一起。

此外，由于第一旋转轴22位于维护口201的上方，即，第一旋转轴22通过旋转可以带动密封板21向上或向下摆动，这可以使与该密封门21连接的晶片支撑件23同步向上或向下摆动一定角度，从而晶片支撑件23的原本在承载位置处朝下的底部在到达维护位置时会相对于水平面向上偏转一定角度，这个方向更有利于操作人员进行安装或维护，从而进一步提高安装和维护的便捷性。优选地，密封板21的旋转角度可以设定在90°左右。例如，如图4A和图4B中所示，在密封板21自第一位置向上摆动至第二位置，即，密封板21逆时针旋转90°左右时，晶片支撑件23随密封板21同步旋转90°左右而到达维护位置，此时其底部表面近似于平行于竖直方向。

在本实施例中，为了能够将安装在晶片支撑件23内部的气管、水管和/或电气接线（图中未示出）与外界的气源、水源和/或电源接通，在悬臂支撑件27内形成有通道272，通道272的一端延伸至悬臂支撑件27与密封板21的连接处；通道272的另一端延伸至晶片支撑件23的内部；并且，在密封板21上设置有通孔211，通孔211与通道272的一端（即，位于悬臂支撑件27与密封板21的连接处的一端）连通，安装在晶片支撑件23内的气管、水管和/或电气接线经由通道272和通孔211延伸至反应腔室20的外部，并相应的与外界的气源、水源和/或电源接通。

此外，为了使反应腔室20能够在工艺过程中保持真空状态，在通孔211内，且位于通孔211分别与气管、水管和/或电气接线之间设置有密封件（图中未示出），用以对通孔211分别与气管、水管和/或电气接线之间的间隙进行密封。

反应腔室20还包括驱动机构，用于驱动第一旋转轴22旋转。在本实施例中，驱动机构的具体结构为：如图3所示，驱动机构包括曲柄25、第二旋转轴24和直线驱动源26，其中，直线驱动源26通过第二旋转轴24与反应腔室20的侧壁可旋转的连接，第二旋转轴24的轴线与第一旋转轴22的轴线相互平行；曲柄25的一端与第一旋转轴22连接，曲柄25的另一端与直线驱动源26的驱动轴连接；直线驱动源26用于通过其驱动轴的直线运动驱动曲柄25的另一端（与直线驱动源26的驱动轴连接的一端）围绕第一旋转轴22旋转，以使曲柄25带动第一旋转轴22旋转，从而带动密封板21摆动至第一位置或第二位置。直线驱动源可以包括直线气缸或电动推杆。

在本实施例中，在晶片支撑件23的底部设置有底板232。由于晶片支撑件23的内部通常会安装有气管、水管和/或电气接线，用以实现加热、冷却或射频晶片等功能，因而晶片支撑件23的内部结构往往比较复杂，且安装的零部件较多，在这种情况下，通过在晶片支撑件23的底部设置底板232，可以使晶片支撑件23的内部形成封闭的空间，从而对晶片支撑件23的内部以及安装其中的零部件起到隔离保护的作用，而且，当需要对晶片支撑件23进行安装和维修时，仅需将底板232拆卸下来即可。

在本实施例中，在腔室侧壁上，且位于晶片支撑件23的上方设置有贯穿其厚度的运输口202，用以供晶片穿过。在装载晶片的过程中，可以采用手动或自动的方式经由运输口202将晶片传输至反应腔室20内，并将其放置在晶片支撑件23上。在实际应用中，运输口202可以根据具体需要设置在反应腔室20的侧壁的任意位置处，例如，可以与维护口201相对设置，或者，还可以与维护口201交错设置。

需要说明的是，在实际应用中，驱动机构还可以采用旋转驱动源来代替曲柄、第二旋转轴和直线驱动源，如图5所示，旋转驱动源30的驱动轴与第一旋转轴22连接，用以直接驱动第一旋转轴22旋转，从而带动密封板21旋转。旋转驱动源包括旋转电机、旋转气缸或旋转液压缸。当然，还可以省去驱动机构，而采用手动的方式驱动第一旋转轴旋转。

还需要说明的是，在本实施例中，安装在晶片支撑件23内的气管、水管和/或电气接线经由通道272和通孔211延伸至反应腔室20的外部，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以省去通道272，而安装在晶片支撑件23内的气管、水管和/或电气接线直接延伸至晶片支撑件23的外部，并经由通孔211延伸至反应腔室20的外部，这同样可以实现与外界的气源、水源和/或电源接通。在这种情况下，优选地，可以对气管、水管和/或电气接线的外表面设置保护层，以防止等离子体的腐蚀。

进一步需要说明的是，在实际应用中，悬臂支撑件27的结构并不局限于本发明实施例提供的上述机构，还可以采用类似托盘等的其他结构对晶片支撑件23与密封板21进行连接。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室，该反应腔室采用了本实施例提供的上述反应腔室。

本实施例提供的等离子体加工设备，其通过采用本实施例提供的反应腔室，可以提高安装和维护的便捷性，从而不仅可以提高安装和维护的效率，而且可以降低人力成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种反应腔室，其特征在于，所述反应腔室，包括：晶片支撑件、维护口、第一旋转轴、密封板和悬臂支撑件，其中：

所述维护口开设于所述反应腔室的侧壁，用以供所述晶片支撑件通过；

所述第一旋转轴可旋转地设置在所述反应腔室的侧壁外侧，且位于所述维护口的上方；所述密封板与所述第一旋转轴连接，所述第一旋转轴通过旋转带动所述密封板摆动，以使所述密封板位于密封所述维护口的第一位置或者开启所述维护口的第二位置；

所述晶片支撑件通过所述悬臂支撑件安装于所述密封板上，且在所述密封板处于所述第一位置时，所述晶片支撑件位于所述反应腔室内的承载位置；在所述密封板自所述第一位置摆动至所述第二位置的过程中，所述晶片支撑件经由所述维护口旋转至位于所述反应腔室之外的维护位置。

2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述悬臂支撑件内形成有通道，所述通道的一端延伸至所述悬臂支撑件与所述密封板的连接处；所述通道的另一端延伸至所述晶片支撑件的内部；并且

在所述密封板上设置有通孔，所述通孔与所述通道的位于所述悬臂支撑件与所述密封板的连接处的一端连通，安装在所述晶片支撑件内的气管、水管和/或电气接线依次经由所述通道和通孔延伸至所述反应腔室的外部。

3.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述悬臂支撑件的与所述晶片支撑件连接的一端形成有固定环，所述固定环套置在所述晶片支撑件上。

4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括驱动机构，用于驱动所述第一旋转轴旋转。

5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述驱动机构包括曲柄、第二旋转轴和直线驱动源，其中

所述直线驱动源通过所述第二旋转轴与所述反应腔室的侧壁可旋转的连接，所述第二旋转轴的轴线与所述第一旋转轴的轴线相互平行；

所述曲柄的一端与所述第一旋转轴连接，所述曲柄的另一端与所述直线驱动源的驱动轴连接；

所述直线驱动源用于驱动所述曲柄的另一端围绕所述第一旋转轴旋转，以使所述曲柄带动所述第一旋转轴旋转。

6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述直线驱动源包括直线气缸或电动推杆。

7.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述驱动机构包括旋转驱动源，所述旋转驱动源的驱动轴与所述第一旋转轴连接。

8.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，所述旋转驱动源包括旋转电机、旋转气缸或旋转液压缸。

9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，在所述反应腔室的侧壁上，且位于所述晶片支撑件的上方设置有贯穿其厚度的运输口，用以供晶片穿过。

10.一种等离子体加工设备，包括反应腔室，其特征在于，所述反应腔室采用权利要求1-9任意一项所述的反应腔室。