CN104752131B - 上电极组件进气装置及上电极组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上电极组件进气装置及上电极组件，包括进气接头，盖板，以及筛板。进气接头安装在盖板的第一表面上；盖板的第二表面与筛板的第一表面紧密贴合；盖板包括盖板主体和进气部，主体与进气部固定连接，进气部设置在上电极组件的平面线圈的外侧与进气接头相匹配；筛板的第一表面设置有至少一条流道，流道与进气部连通；所述筛板设置有多个用于工艺气体流通的筛孔。其可有效避免进气接头的感应加热，从而也可降低气体离化的离子对进气接头对其内壁的轰击加热。防止进气接头温度过高。

Description

上电极组件进气装置及上电极组件
技术领域
本发明涉及半导体设备制造领域，尤其涉及一种上电极组件进气装置及上电极组件。
背景技术
等离子装置广泛地应用于集成电路（IC）或MEMS器件的制造工艺中。其中一个显著的用途就是电感耦合等离子体（ICP）装置。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和衬底相互作用使材料表面发生各种物理和化学反应，从而使材料表面性能获得变化。在基于半导体装置的制造中，可以将多层材料交替的沉积到衬底表面并从衬底表面刻蚀该多层材料。
上电极组件（Up-electrode Assembly）进气装置广泛应用于集成电路（IC）制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀（ETCH）、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等工艺，为产生等离子体提供气源。
传统应用在平面线圈等离子体产生方式上的进气结构，位于线圈中心位置，该处电磁场密集。当匹配器输出功率较低时，对金属件的感应加热、进气装置内部气体离化导致的离子对其内壁轰击加热等问题不突出。但是，当匹配器输出功率较高，如大于2000W时，感应加热及离子对内壁轰击加热等问题变得尤为突出，使得进气装置温度高于某些材料的使用温度而失效，导致进气装置不能使用。
发明内容
基于此，本发明提供了一种有效防止温度过高的上电极组件进气装置。
为实现发明目的提供的一种上电极组件进气装置，包括进气接头，盖板，以及筛板，其中：
所述进气接头安装在所述盖板的第一表面上；
所述盖板的第二表面与所述筛板的第一表面紧密贴合；
所述盖板包括盖板主体和进气部，所述盖板主体与所述进气部固定连接，所述进气部与所述进气接头相匹配；
所述筛板的第一表面设置有至少一条用于工艺气体流通的流道，所述流道与所述进气部连通；
所述筛板设置有多个用于工艺气体流通的筛孔。
在其中一个实施中，所述进气部在所述盖板主体边缘的外侧。
在其中一个实施中，所述筛板的第一表面设置有圆形流道，以及与所述圆形流道同心的环形流道。
在其中一个实施中，所述流道的深度小于等于1毫米。
在其中一个实施中，所述筛孔的直径与所述筛孔的深度之比小于等于10。
在其中一个实施中，所述进气接头为金属进气接头，所述金属进气接头包括第一进气管头和第二进气管头；
所述进气部包括第一通气孔和第二通气孔，分别与所述第一进气管头和第二进气管头相匹配。
在其中一个实施中，所述第一通气孔与所述圆形流道相连通，所述第二通气孔与所述环形流道相连通。
在其中一个实施中，还包括用于防止工艺气体泄漏的第一密封圈和第二密封圈其中：
所述第一密封圈安装在所述进气接头与所述盖板的第一表面之间；
所述第二密封圈安装在所述盖板的第二表面与所述筛板的第一表面之间。
在其中一个实施中，还包括用于防止工艺气体泄漏的第三密封圈；
所述上电极组件的工艺腔室包括侧壁，所述侧壁围成中空筒；
所述筛板安装在所述中空筒的一端，所述筛板的第二表面与所述侧壁紧密贴合；
所述第三密封圈安装在所述筛板的第二表面与所述侧壁之间。
在其中一个实施中，所述盖板为陶瓷材料。
在其中一个实施中，所述进气接头采用奥氏体不锈钢0Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10制作；所述盖板采用氧化铝陶瓷或熔凝石英材料制作。
一种上电极组件，包括平面线圈和工艺腔室，还包括所述的上电极组件进气装置，进气部设置在盖板平面线圈覆盖区域的外侧。
本发明的有益效果包括：
本发明提供的一种上电极组件进气装置及上电极组件。可有效避免进气接头的感应加热，降低进气接头内气体的离子化，从而也可降低气体离化的离子对进气接头对其内壁的轰击加热。因此，从整体上降低了进气接头的温度，避免了进气接头的发热问题，防止进气接头温度过高。
附图说明
图1为本发明一种上电极组件进气装置的一具体实施例的俯视图；
图2为本发明一种上电极组件进气装置的一具体实施例的A-A剖视图；
图3为本发明一种上电极组件进气装置的一具体实施例的工作状态示意图；
图4为本发明一种上电极组件进气装置的一具体实施例的筛孔示意图；
图5为本发明一种上电极组件进气装置的一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例的上电极组件进气装置的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参照图1，图2，图3，图4，本发明实施例的一种上电极组件进气装置，包括进气接头200，盖板300，以及筛板400。
所述进气接头200安装在所述盖板300的第一表面上；
所述盖板300包括盖板主体（未示出）和进气部310，所述盖板主体与所述进气部310固定连接，所述进气部310在所述平面线圈100区域的外侧，与所述进气接头200相匹配；
所述筛板400的第一表面与所述盖板300的第二表面紧密贴合；
所述筛板400的第一表面设置有至少一条用于工艺气体流通的流道500，所述流道500与所述进气部310连通；
所述筛板400设置有多个用于工艺气体的流通的筛孔410。
所述进气结构在工作时，工艺气体从所述进气接头通入，通过所述盖板的进气部进入到所述筛板的流道中，再透过筛板的筛孔到达进行工艺加工的工艺腔室中。
进气部设置在盖板平面线圈覆盖区域的外侧，进气接头则工作在平面线圈的外侧，可有效避免进气接头的感应加热，降低进气接头内气体的离子化，从而也可降低气体离化的离子对进气接头对其内壁的轰击加热。因此，从整体上降低了进气接头的温度，避免了进气接头的发热问题，防止进气接头温度过高。
在其中一个实施例中，如图1所示，所述进气部310在所述盖板300主体边缘的外侧。
进气部设置在盖板主体的边缘的外侧，进气部在平面线圈的外侧，保证进气接头温度不致过高，且使整个盖板外形美观，节省材料，降低成本。
在其中一个实施例中，如图2所示，所述筛板400的第一表面设置有圆形流道510，以及与所述圆形流道510同心的环形流道520。
所述圆形流道与所述环形流道不连通，但都与进气部件连通。圆形流道在筛板的中心位置，环形流道与所述圆形流道同心，且在圆形流道的外侧。工艺气体通过环形流道及圆形流道进入到工艺加工的工艺腔室中。圆形流道和环形流道的流导远高于筛孔的流导，且流道内处于真空状态，工艺气体可以快速均匀地充满流道，然后经过筛板上的筛孔进入工艺加工的工艺腔室中，使得工艺腔室内部的工艺气体均匀分布。使气体均匀性<3%，能够满足要求的刻蚀均匀性。图3中的箭头表示工艺气体的进气方向。
在其中一个实施例中，所述流道的深度小于等于1毫米。流道的深度小于等于1毫米，可使流道内的工艺气体不离子化。
在其中一个实施例中，所述筛孔的直径与所述筛孔的深度之比小于等于10。可使流道内的工艺气体不离子化。
在其中一个实施例中，所述进气接头200为金属进气接头，所述金属进气接头包括第一进气管头210和第二进气管头220；
所述进气部310包括第一通气孔311和第二通气孔312，分别与所述第一进气管头210和第二进气管头220相匹配。
在其中一个实施例中，所述第一通气孔311与所述圆形流道510相连通，所述第二通气孔312与所述环形流道520相连通。
两个进气孔分别与两个流道相连通，可通过对流入第一通气孔和第二通气孔的气体流量和种类进行调整，使得工艺腔室内的工艺气体均匀分布，从而获得满足要求的刻蚀均匀性。
在其中一个实施例中，在本发明的上电极组件进气装置的一实施例，还包括用于防止工艺气体泄漏的第一密封圈600和第二密封圈700。
所述第一密封圈600安装在所述进气接头200与所述盖板300的第一表面之间。
所述第二密封圈700安装在所述盖板300的第二表面与所述筛板400的第一表面之间。
在气体在其中流动的部件之间设置密封圈，防止气体的泄漏，节约资源，降低成本。
在其中一个实施例中，本发明的一实施例中，如图2，图5所示，还包括用于防止工艺气体泄漏的第三密封圈800。
所述上电极组件的工艺腔室900包括侧壁910，所述侧壁910围成中空筒。
所述筛板400安装在所述中空筒的一端，所述筛板400的第二表面与所述侧壁910紧密贴合。
所述第三密封圈800安装在所述筛板400的第二表面与所述侧壁910之间，用于防止工艺气体泄漏。
工艺腔室用于对工艺加工，筛板安装在工艺腔室的一端，覆盖所述工艺腔室的一端。安装的第三密封圈防止工艺气体从所述筛板与所述工艺腔室侧壁之间泄漏，节约资源，降低成本。
此处需要说明的是，所述筛板安装在所述工艺腔室上时，筛板上的筛孔都在工艺腔室侧壁包围的范围内，工艺气体全部落入到工艺腔室之中。
在其中一个实施例中，盖板300为陶瓷材料。
盖板和筛板都为不导电的陶瓷材料，是本发明实施例的进气结构具有更好的效果。
在其中一个实施例中，所述进气接头采用奥氏体不锈钢0Cr17Ni12Mo2（316L）或06Cr19Ni10（304）制作；所述盖板采用氧化铝陶瓷或熔凝石英材料制作。
实施例二
基于同一发明目的，本发明实施例还公开一种上电极组件，包括平面线圈100和工艺腔室900，还包括如实施例一所述的上电极组件进气装置。
其中上电极组件进气装置与实施一结构相同，以同样的方式进行工作，因此，在本发明实施例二中，不再一一详细描述。
本发明的上电极组件进气装置及上电极组件，可有效避免进气接头的感应加热，降低进气接头内气体的离子化，从而也可降低气体离化的离子对进气接头对其内壁的轰击加热。因此，从整体上降低了进气接头的温度，避免了进气接头的发热问题，防止进气接头温度过高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种上电极组件进气装置，其特征在于，包括进气接头，盖板，以及筛板，其中：
所述进气接头安装在所述盖板的第一表面上；
所述盖板的第二表面与所述筛板的第一表面紧密贴合；
所述盖板包括盖板主体和进气部，所述盖板主体与所述进气部固定连接，所述进气部与所述进气接头相匹配，且所述进气部设置在所述盖板平面线圈覆盖区域的外侧；
所述筛板的第一表面设置有至少一条用于工艺气体流通的流道，所述流道与所述进气部连通；
所述筛板设置有多个用于工艺气体流通的筛孔；
所述流道的深度小于等于1毫米。
2.根据权利要求1所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述进气部在所述盖板主体边缘的外侧。
3.根据权利要求1所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述筛板的第一表面设置有圆形流道，以及与所述圆形流道同心的环形流道。
4.根据权利要求1所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述筛孔的直径与所述筛孔的深度之比小于等于10。
5.根据权利要求3所述的上电极组件进气装置，其特征在于，
所述进气接头为金属进气接头，所述金属进气接头包括第一进气管头和第二进气管头；
所述进气部包括第一通气孔和第二通气孔，分别与所述第一进气管头和第二进气管头相匹配。
6.根据权利要求5所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述第一通气孔与所述圆形流道相连通，所述第二通气孔与所述环形流道相连通。
7.根据权利要求1至6任一项所述的上电极组件进气装置，其特征在于，还包括用于防止工艺气体泄漏的第一密封圈和第二密封圈，其中：
所述第一密封圈安装在所述进气接头与所述盖板的第一表面之间；
所述第二密封圈安装在所述盖板的第二表面与所述筛板的第一表面之间。
8.根据权利要求7所述的上电极组件进气装置，其特征在于，还包括用于防止工艺气体泄漏的第三密封圈；
所述上电极组件的工艺腔室包括侧壁，所述侧壁围成中空筒；
所述筛板安装在所述中空筒的一端，所述筛板的第二表面与所述侧壁紧密贴合；
所述第三密封圈安装在所述筛板的第二表面与所述侧壁之间。
9.根据权利要求8所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述盖板为陶瓷材料。
10.根据权利要求9所述的上电极组件进气装置，其特征在于，所述进气接头采用奥氏体不锈钢0Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10制作；所述盖板采用氧化铝陶瓷或熔凝石英材料制作。
11.一种上电极组件，包括平面线圈和工艺腔室，其特征在于，还包括如权利要求1-10任一项所述的上电极组件进气装置，进气部设置在平面线圈覆盖区域的外侧。
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