CN113410111A - 一种半导体刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体刻蚀设备，包括：电子吸附盘，用于吸附晶圆；内上电极，设置在电子吸附盘正上方，与电子吸附盘形成电场；环状组件，安装在电子吸附盘一侧；其中，环状组件包括上下依次设置的边缘环、连接环、绝缘环和第二连接件，电子吸附盘上设置有第二连接槽，绝缘环通过设置在第二连接槽内部的第二连接件与电子吸附盘固定连接，第二连接件上设置有第二绝缘件，第二绝缘件包括第二绝缘盖，第二绝缘盖表面一侧设置有连接孔，第二连接件顶端通过连接孔与第二绝缘盖连接，第二绝缘盖侧壁和第二连接槽的内壁螺纹连接，有效减少在绝缘环和电子吸附盘之间的电弧放电现象，对半导体设备起到保护作用。

Description

一种半导体刻蚀设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体刻蚀设备。

背景技术

在半导体干法刻蚀设备中，电子吸附盘作为下电极，晶圆放在下电极上，并整体处于上下电极形成的电浆中，通过高能离子在电场中加速轰击晶圆并于需去除的材料发生化学反应，从而得到所需要的图案。但是高能离子的活性很强，偶尔会穿过零配件之间的间隙，比如与绝缘环和电子吸附盘之间的金属固定螺丝形成电弧放电现象，造成设备损坏或晶圆报废，并需要很长时间的保养才能恢复生产。

现有的技术在金属固定螺丝的上方加一个陶瓷的盖片，试图减少金属固定螺丝的暴露，从而达到减少电弧放电的几率，但是采用这种方式并不能完全切断电弧放电的路线，由于增加的盖片与螺丝孔之间存在较大的间隙，仍然会存在电弧放电现象，影响半导体设备的刻蚀效果。

因此，有必要提供一种新型的半导体刻蚀设备以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体刻蚀设备，有效减少在绝缘环和电子吸附盘之间的电弧放电现象，对半导体设备起到保护作用。

为实现上述目的，本发明的所述一种半导体刻蚀设备，包括：

电子吸附盘，用于吸附晶圆；

内上电极，设置在所述电子吸附盘正上方，与所述电子吸附盘形成电场；

环状组件，安装在所述电子吸附盘一侧；

其中，所述环状组件包括上下依次设置的边缘环、连接环、绝缘环和第二连接件，所述电子吸附盘上设置有第二连接槽，所述绝缘环通过设置在所述第二连接槽内部的第二连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第二连接件上设置有第二绝缘件，所述第二绝缘件包括第二绝缘盖，所述第二绝缘盖表面一侧设置有连接孔，所述第二连接件顶端通过所述连接孔与所述第二绝缘盖连接，所述第二绝缘盖侧壁和所述第二连接槽的内壁螺纹连接。

本发明所述半导体刻蚀设备的有益效果在于：通过采用第二绝缘件对第二连接件进行绝缘保护，从而使得连接环和绝缘环之间的第二连接件被有效绝缘，从而减少电子吸附盘和绝缘环之间的电弧放电的现象出现，对半导体刻蚀设备起到保护作用。

在一种可能的实施方式中，所述第二绝缘盖为圆柱形，所述第二连接槽包括上下设置的螺头槽和螺柱槽，所述第二绝缘盖的直径与所述第二连接槽的螺头槽的内径相同，所述第二绝缘盖侧壁设置有外螺纹，所述螺头槽内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。其有益效果在于：所述第二绝缘盖通过外螺纹与第二连接槽的螺柱槽内壁的内螺纹连接，从而便于安装第二绝缘件，方便使用。

在一种可能的实施方式中，所述第二绝缘盖远离所述连接孔的一侧还连接有旋转头，所述旋转头表面设置有切口槽。

在一种可能的实施方式中，所述环状组件还包括第一连接件，所述连接环上设置有第一连接槽，所述第一连接件设置在所述第一连接槽内，所述连接环通过设置在所述第一连接槽的第一连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第一连接件上也设置有所述第二绝缘件，所述第二绝缘件侧壁与所述第一连接槽内壁螺纹连接。

在一种可能的实施方式中，所述环状组件还包括第一连接件，所述连接环上设置有第一连接槽，所述连接环通过设置在所述第一连接槽的第一连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第一连接件上设置有第一绝缘件，所述第一连接槽侧壁均设置有弧形槽，所述第一绝缘件包括第一绝缘盖，所述绝缘盖两侧均连接有凸起，所述凸起底端连接有插入所述弧形槽的卡接柱，所述绝缘盖通过所述卡接柱插入所述弧形槽，以固定安装在所述第一连接槽内部。其有益效果在于：通过采用第一绝缘件对第一连接件进行绝缘保护，从而使得连接环和电子吸附盘之间的第二连接件被有效绝缘，从而进一步减少电弧放电的现象出现，对半导体刻蚀设备起到保护作用

在一种可能的实施方式中，所述第一连接件包括第一螺柱和第一螺头，所述第一螺柱与所述第一连接槽底部螺纹连接，所述第一螺柱上螺旋连接有异形垫片和至少止锁垫片，所述异形垫片设置在至少两个所述止锁垫片之间，所述异形垫片边缘处连接有固定件，所述固定件卡合在所述弧形槽内部，所述卡接柱插入所述弧形槽后与所述固定件接触。其有益效果在于：在第一连接件固定在第一连接槽内部之后，第一绝缘件的卡接柱插入弧形槽以与异形垫片边缘处的固定件接触连接，从而保证第一绝缘件安装时的稳定性。

在一种可能的实施方式中，所述卡接柱外壁设置有弧形结构，所述弧形结构与所述弧形槽相匹配。

在一种可能的实施方式中，所述第一绝缘盖底面设置有卡合槽，所述第一绝缘盖通过所述卡合槽与所述第一连接件顶端连接。

在一种可能的实施方式中，所述第一连接件和所述第二连接件均采用工程塑料材料或者陶瓷材料。

在一种可能的实施方式中，所述第一连接件和所述第二连接件表面设置有一层绝缘镀层。

在一种可能的实施方式中，所述第一绝缘件完全覆盖所述第一连接件，所述第二绝缘件完全覆盖所述第二连接件。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种半导体刻蚀设备的整体结构图；

图2为本发明实施例所述的一种半导体刻蚀设备的第二绝缘件的截面结构图；

图3为本发明实施例所述的一种半导体刻蚀设备的第一连接件和第二连接件均设置第二绝缘件时的结构图；

图4为本发明实施例所述的一种半导体刻蚀设备的第一连接件采用第一绝缘件、第二连接件采用第二绝缘件时的结构图；

图5为本发明实施例所述的一种半导体刻蚀设备的第一绝缘件的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种半导体刻蚀设备，如图1所示，包括：

电子吸附盘1，用于吸附晶圆；

内上电极2，设置在所述电子吸附盘1正上方，与所述电子吸附盘1之间形成电场；

固定组件3，安装在所述电子吸附盘1侧面；

其中，所述环状组件3包括上下依次设置的边缘环301、连接环302、绝缘环303和第二连接件307，所述电子吸附盘1上设置有第二连接槽308，所述绝缘环3通过设置在所述第二连接槽308内部的第二连接件307与所述电子吸附盘1固定连接，所述第二连接件307上设置有第二绝缘件5。

具体的，如图2所示，所述第二绝缘件5包括第二绝缘盖501，所述第二绝缘盖501表面一侧设置有连接孔502，所述第二连接件307顶端通过所述连接孔502与所述第二绝缘盖501连接，所述第二绝缘盖501侧壁和所述第二连接槽308的内壁螺纹连接。

在上述方案中，电子吸附盘1作为内下电极，与所述内上电极2共同作用，从而形成电场，使得位于电子吸附盘上的晶圆整体处于内上电极和内下电极形成的电浆中，通过高能离子在电场中加速轰击晶圆并于需去除的材料发生化学反应，从而得到所需要的图案，完成半导体刻蚀的过程。

在本实施例中，通过在电子吸附盘1和绝缘环3之间连接的第二连接件307上设置第二绝缘件5，使得第二连接件307被绝缘隔离，从而进一步减少电子吸附盘1和绝缘环3之间的电弧放电现象，对整个半导体刻蚀设备起到良好的保护作用，第二绝缘件5不仅可以完全覆盖所述第二连接件307，而且便于安装和拆下，便于使用。

具体的，在安装使用时，第二绝缘件5的第二绝缘盖501通过连接孔502与所述第二连接件307顶端固定连接，从而将整个第二连接件307完全覆盖，而另一方面，所述第二绝缘盖501的侧壁和第二连接槽308的顶端的侧壁螺纹连接，从而将第二绝缘盖501固定在第二连接槽308内部。

进一步的，如图2所示，所述第二连接件307包括第二螺柱3071和第二螺头3072，所述第二连接槽308包括上下设置的螺头槽3081和螺柱槽3082，第二连接件307的第二螺头3072位于第二连接槽308的所述螺头槽3081内部，所述第二连接件307的第二螺柱3072与第二连接槽308的所述螺柱槽3082螺纹连接，所述第二绝缘盖501侧壁与所述螺头槽3081内壁螺纹连接，从而实现所述第二绝缘盖501在所述第二连接槽308内部的螺旋安装，在保证第二绝缘盖501固定在所述第二连接件307顶端的时候，方便第二绝缘盖501在所述第二连接槽308内部的自由活动安装，便于拆卸和安装。

在一些实施例中，所述第二绝缘盖501为圆柱形，所述第二绝缘盖501的直径与所述第二连接槽308顶端的内径相同，即第二绝缘盖501的直径与第二连接槽308顶端的的螺头槽3081相同，所述第二绝缘盖501侧壁设置有外螺纹，所述第二连接槽308内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，第二绝缘盖501通过外螺纹与所述第二连接槽308顶端的螺头槽3081的内螺纹连接在一起，从而实现第二绝缘盖501与第二连接槽308的螺纹连接，便于在第二连接槽308内部，自由安装所述第二绝缘件5，方便第二绝缘件5的安装和拆卸。

在一些实施例中，所述第二绝缘盖501远离所述连接孔502的一侧还连接有旋转头503，所述旋转头503表面设置有切口槽504，在安装第二绝缘盖501的时候，通过切口槽504旋转所述旋转头503，使得所述第二绝缘盖501在所述第二连接槽308内部滑动，从而调节所述第二绝缘盖501的位置，实现第二绝缘盖501的自由安装和拆卸。

在一些实施例中，如图3所示，所述环状组件3还包括第一连接件304，所述连接环302上设置有第一连接槽305，所述第一连接件304设置在所述第一连接槽305内，所述连接环302通过设置在所述第一连接槽305的第一连接件304与所述电子吸附盘1固定连接，所述第一连接件304上也设置有所述第二绝缘件5，所述第二绝缘件5侧壁与所述第一连接槽301内壁螺纹连接，其中所述第一连接槽301和所述第二连接槽308的结构相同，此处不再赘述。

由于所述第一连接件304上也设置有第二绝缘件5，从而通过第二绝缘件5将连接环302和电子吸附盘1之间有效绝缘，有效减少连接环302和电子吸附盘1之间的电弧放电现象，对设备起到了良好的保护作用。

需要说明的是，由于此处的第一连接件304和第二连接件307上均设置相同结构的第二绝缘件5以起到绝缘保护作用，由于第二绝缘件5在第二连接槽308内部对第二连接件307的绝缘作用的过程和原理在前述内容已经描述，而所述第一连接槽301和所述第二连接槽308的结构相同，则第二绝缘件5在第一连接件304的工作原理和过程也想通，此处不再赘述。

在另外一些实施例子中，如图4所示，所述环状组件3还包括第一连接件304，所述连接环302上设置有第一连接槽305，所述第一连接件304设置在所述第一连接槽305内部，所述连接环302通过所述第一连接件304与所述电子吸附盘1固定连接，所述第一连接件304上设置有第一绝缘件4。

如图5所示，所述第一连接槽305侧壁均设置有弧形槽306，所述第一绝缘件4包括第一绝缘盖401，所述第一绝缘盖401两侧均连接有凸起402，所述凸起402底端连接有插入所述弧形槽306的卡接柱403，所述第一绝缘盖401通过所述卡接柱403插入所述弧形槽306，以固定安装在所述第一连接槽305内部。

在上述方案中，电子吸附盘1作为内下电极，与所述内上电极2共同作用，从而形成电场，使得位于电子吸附盘上的晶圆整体处于内上电极和内下电极形成的电浆中，通过高能离子在电场中加速轰击晶圆并于需去除的材料发生化学反应，从而得到所需要的图案，完成半导体刻蚀的过程。

在进行半导体刻蚀的过程中，由于连接电子吸附盘1和连接环302之间的第一连接槽305内部设置的第一连接件304可能会存在电弧放电的情况，通过第一绝缘件4的绝缘保护作用，从而有效减少第一连接件304上存在的电弧放电情况，对半导体设备和加工的晶圆起到保护作用。

在所述第一绝缘件4具体安装使用时，第一绝缘盖401覆盖在所述第一连接件304的顶端，同时第一绝缘盖401两侧的凸起402连接的卡接柱403则插入第一连接槽305侧板的弧形槽306，从而将整个第一绝缘盖401和第一连接件304固定在一起，通过弧形槽306和卡接柱403的固定作用，将所述第一绝缘盖401稳定安装在第一连接件304的上方，通过第一绝缘盖401实现绝缘保护的同时，保证了第一绝缘盖401的稳定性，从而使得电子吸附盘1和连接环302之间的电弧放电情况有效减少。

在一些实施例中，所述第一连接件304包括第一螺柱3041和第一螺头3042，所述第一螺柱3041与所述第一连接槽305内壁螺纹连接，所述第一螺柱3041上螺旋连接有异形垫片3043和至少两个止锁垫片3044，所述异形垫片3043设置在至少两个所述止锁垫片3044之间，所述异形垫片3043边缘处连接有固定件3045，所述固定件3045卡合在所述弧形槽306内部，所述卡接柱403插入所述弧形槽306后与所述固定件3045接触连接。

在第一连接件304安装时，第一螺柱3041插入第一连接槽305之后与第一连接槽305螺纹连接从而固定在第一连接槽305内部，异形垫片3043位于两个止锁垫片3044之间，以保证止锁垫片3043的稳定性，而止锁垫片3043侧面连接的两个固定件3045分别插入到第一连接槽305内壁的弧形槽306内部，以进一步保持止锁垫片3043的固定。

进一步的，当第一绝缘件盖401的卡接柱403插入到弧形槽306内部之后，卡接柱403底端与所述固定件3045之间接触连接，从而进一步增强第一绝缘盖401的稳定性，防止第一绝缘盖401出现松动。

在一些实施例中，所述卡接柱403与所述固定件3045之间通过插孔连接的方式固定在一起，在保证卡接柱403可以插入到固定件3045内部保持固定的同时，方便将卡接柱403与所述固定件3045之间分离出来，便于拆卸安装。

在一些实施例中，所述卡接柱403外壁设置为弧形结构，所述弧形结构与所述弧形槽306相匹配，在卡接柱403插入所述弧形槽306内部的时候，使得卡接柱403通过弧形结构与所述弧形槽306之间紧密贴合，进一步增强所述所述第一绝缘盖401的稳定性。

在一些实施例中，所述第一绝缘盖401底面设置有卡合槽404，所述第一绝缘盖401通过所述卡合槽404与所述第一连接件304顶端连接，具体的，第一连接件304顶端为螺头3042，使得第一绝缘盖401在固定在第一连接件304顶端的时候，第一绝缘盖401通过卡合槽404固定在所述与所述第一连接件304顶端的螺头3042之间固定连接，从而将第一绝缘盖401与第一连接件304固定连接。

在一些实施例中，所述电子吸附盘1上设置有第二连接槽308，所述环状组件3还包括设置在所述第二连接槽308内部的第二连接件307，所述第二连接槽101侧壁也设置有弧形槽306，所述绝缘环303通过第二连接件307与所述电子吸附盘1固定连接，所述第二连接件307上也设置有所述第一绝缘件4，所述第一绝缘件4上的所述第一绝缘盖401通过所述卡接柱403插入所述第二连接槽308上的所述弧形槽306，以固定安装在所述第二连接槽308内部。

在本实施例中，由于电子吸附盘1上还设置有第二连接槽101，第二连接槽101内部设置连接电子吸附盘1和绝缘环303的第二连接件307，通过在第二连接件307上也安装第一绝缘件4，通过第一绝缘件4对第二连接件307起到绝缘保护的作用，从而有效减少电子吸附盘1和绝缘环303之间的第二连接件307上出现电弧放电的现象，避免设备损坏，提高加工效果。

由于第二连接槽101内部也设置有弧形槽306，在第二连接件307上设置的第一绝缘件4的第一绝缘盖401与通过卡接柱403与第二连接槽308侧壁的弧形槽306卡接，以将所述第一绝缘件401固定在第二连接件307上，通过第一绝缘件401实现第二连接件307的绝缘效果，由于第一绝缘件4的相关结构和原理在前述内容中已经描述，本实施例中第一连接件304上的第一绝缘件4和第二连接件307上的第一绝缘件4功能和结构完全相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，所述第一连接件304和所述第二连接件307均采用工程塑料材料或者陶瓷材料，通过采用工程塑料材料或者陶瓷材料，以增强所述第一连接件304和第二连接件307的韧性和强度，不仅进一步起到绝缘的作用，防止被产生电弧放电的情况，而且易于加工。

进一步的，所述第一连接件304和所述第二连接件307表面设置有一层绝缘镀层(图中未标示)，从而使得所述第一连接件304和所述第二连接件307具备良好的绝缘性能，以有效隔绝电弧放电的情况。其中，在所述第一连接件304和所述第二连接件307表面设置绝缘镀层时，所述第一连接件304和所述第二连接件307既可以采用本领域常用的金属材料，也可以采用工程塑料材料或者陶瓷材料，此处不再赘述。

需要说明的是，所述绝缘镀层采用的是现有技术中的绝缘材料，本发明不涉及对绝缘镀层本身的改进，能够在本技术方案中实现所述第一连接件304和所述第二连接件307的绝缘性能均可使用，此处不再赘述。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (11)

1.一种半导体刻蚀设备，其特征在于，包括：

电子吸附盘，用于吸附晶圆；

内上电极，设置在所述电子吸附盘正上方，与所述电子吸附盘形成电场；

环状组件，安装在所述电子吸附盘一侧；

其中，所述环状组件包括上下依次设置的边缘环、连接环、绝缘环和第二连接件，所述电子吸附盘上设置有第二连接槽，所述绝缘环通过设置在所述第二连接槽内部的第二连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第二连接件上设置有第二绝缘件，所述第二绝缘件包括第二绝缘盖，所述第二绝缘盖表面一侧设置有连接孔，所述第二连接件顶端通过所述连接孔与所述第二绝缘盖连接，所述第二绝缘盖侧壁和所述第二连接槽的内壁螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第二绝缘盖为圆柱形，所述第二连接槽包括上下设置的螺头槽和螺柱槽，所述第二绝缘盖的直径与所述第二连接槽的螺头槽的内径相同，所述第二绝缘盖侧壁设置有外螺纹，所述螺头槽内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。

3.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第二绝缘盖远离所述连接孔的一侧还连接有旋转头，所述旋转头表面设置有切口槽。

4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述环状组件还包括第一连接件，所述连接环上设置有第一连接槽，所述第一连接件设置在所述第一连接槽内，所述连接环通过设置在所述第一连接槽的第一连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第一连接件上也设置有所述第二绝缘件，所述第二绝缘件侧壁与所述第一连接槽内壁螺纹连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述环状组件还包括第一连接件，所述连接环上设置有第一连接槽，所述连接环通过设置在所述第一连接槽的第一连接件与所述电子吸附盘固定连接，所述第一连接件上设置有第一绝缘件，所述第一连接槽侧壁均设置有弧形槽，所述第一绝缘件包括第一绝缘盖，所述绝缘盖两侧均连接有凸起，所述凸起底端连接有插入所述弧形槽的卡接柱，所述绝缘盖通过所述卡接柱插入所述弧形槽，以固定安装在所述第一连接槽内部。

6.根据权利要求5所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第一连接件包括第一螺柱和第一螺头，所述第一螺柱与所述第一连接槽底部螺纹连接，所述第一螺柱上螺旋连接有异形垫片和至少止锁垫片，所述异形垫片设置在至少两个所述止锁垫片之间，所述异形垫片边缘处连接有固定件，所述固定件卡合在所述弧形槽内部，所述卡接柱插入所述弧形槽后与所述固定件接触。

7.根据权利要求6所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述卡接柱外壁设置有弧形结构，所述弧形结构与所述弧形槽相匹配。

8.根据权利要求6所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第一绝缘盖底面设置有卡合槽，所述第一绝缘盖通过所述卡合槽与所述第一连接件顶端连接。

9.根据权利要求5所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均采用工程塑料材料或者陶瓷材料。

10.根据权利要求5或9所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件表面设置有一层绝缘镀层。

11.根据权利要求5所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述第一绝缘件完全覆盖所述第一连接件，所述第二绝缘件完全覆盖所述第二连接件。

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