CN207338299U - 下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备。该连接装置包括：电极铜柱，其一端设有用于容纳静电卡盘电极探针的第一盲孔，所述电极铜柱的另一端设有用于容纳下电极滤波盒插头的第二盲孔；电极探针套，其设置在所述电极铜柱和静电卡盘电极探针的外部，用于将所述静电卡盘电极探针定位在所述第一盲孔中，以使所述静电卡盘电极探针与所述电极铜柱电接触；以及下电极滤波盒插头，其固定在所述下电极滤波盒上，所述下电极滤波盒插头的一端与所述第二盲孔之间接触，从而使所述下电极滤波盒插头与所述电极铜柱电接触。本实用新型保证了各个腔室下电极滤波盒出线端安装的一致性，有利于提高腔室匹配性。

Description

下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路制造领域，具体地，涉及一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备。

背景技术

等离子设备广泛的应用于集成电路(IC)或微机电系统(MEMS)的制造工艺中，其中一个典型的设备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。ICP装置在半导体制造方面能够完成多种工艺，如各向异性、等向性刻蚀和化学气相沉积(CVD)等。

集成电路制造过程中，半导体设备具有多个工艺腔室。这些腔室在生产硅片的过程中需要收集一些硅片的在线测量结果，测量结果需要达到工艺指标，为了保证多个工艺腔室生产出的晶圆片工艺结果一致，就要使工艺腔室匹配。举例来说，对于多晶硅刻蚀设备，主要涉及到的在线测试结果包括关键尺寸(CD)，氧化物残留(ROX)，刻蚀速率(ER)等。由于腔室的接线部件存在差别，以及设备在使用过程中也会存在腔室环境差别，会导致各个不同的腔室的在线测试结果不匹配。因此，在生产、调试和测试机台过程中，为避免由于各腔室的差异问题而造成工艺结果存在较大差异，需要对生产物料管理、机台装配过程、软硬件测试及工艺测试过程严格管控，从而实现机台的工艺结果一致性，即腔室匹配(ChamberMatch)。

机台装配过程中，静电卡盘(ESC)对地电容是一个重要的匹配参数，ESC供电电源通过下电极滤波盒给静电卡盘进行供电，滤波盒的出线端走线路径、方式、线与线之间的距离以及相对位置关系对ESC对地电容影响很大，从而影响工艺结果不稳定及各个腔室之间工艺结果的一致性。因此装配过程中滤波盒出线端到静电卡盘的线安装一致性要求很高，目前各个腔室下电极滤波盒出线端到静电卡盘的接线会存在差异。

现有技术中下电极滤波盒与静电卡盘的连接方式如图1所示，其中附图标记如下：1-工艺腔室、2-静电卡盘，3-电极探针、4-静电卡盘基座、5-滤波盒与静电卡盘连接电缆、6-下电极滤波盒、7-静电卡盘电源，下电极滤波盒6通过电缆与安装在静电卡盘基座4上的电极探针相连接。

这种连接方式的缺点如下：

1、滤波盒与静电卡盘连接电缆5的走线路径在各个腔室中有差异，各个工艺腔室的电缆长度不同，从而静电卡盘对地电容不一致，会导致腔室匹配(chamber match)的问题；

2、通过电缆进行下电极滤波盒6与静电卡盘2的连接会造成射频功率的损耗，影响刻蚀的结果；

3、滤波盒与静电卡盘连接电缆5的不一致会造成静电卡盘放电不完全，工艺结束后会产生粘片等问题。

因此，有必要提出一种保证下电极滤波盒出线端安装一致性，有利于提高腔室匹配性，减少射频功率损失的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置及等离子设备，以解决现有技术中各个腔室下电极滤波盒出线端到静电卡盘接线不一致的问题。

根据本实用新型的一方面，提出一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置。该连接装置可以包括：

电极铜柱，其一端设有用于容纳静电卡盘电极探针的第一盲孔，所述电极铜柱的另一端设有用于容纳下电极滤波盒插头的第二盲孔；

电极探针套，其设置在所述电极铜柱和静电卡盘电极探针的外部，用于将所述静电卡盘电极探针定位在所述第一盲孔中，以使所述静电卡盘电极探针与所述电极铜柱电接触；以及

下电极滤波盒插头，其固定在所述下电极滤波盒上，所述下电极滤波盒插头的一端与所述第二盲孔之间接触，从而使所述下电极滤波盒插头与所述电极铜柱电接触。

优选地，所述电极探针套为环形绝缘件，其内表面具有台阶面，以与所述电极铜柱的外表面以及静电卡盘电极探针的外表面都紧密接触。

优选地，所述电极铜柱固定在设置于静电卡盘下方的接口盘中。

优选地，所述连接装置还包括卡套组件，用于将所述电极铜柱固定在所述接口盘中。

优选地，所述卡套组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一卡套和第二卡套，所述第一卡套外表面具有与接口盘相配合的台阶面，内表面具有用于卡住所述电极铜柱的台阶面，所述第二卡套与所述第一卡套通过螺纹连接，共同将所述电极铜柱固定在所述接口盘中。

优选地，所述连接装置还包括设置在所述下电极滤波盒表面的绝缘固定板，所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

优选地，所述连接装置还包括插头固定组件，用于将所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

所述插头固定组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和所述下电极滤波盒插头的另一端通过螺纹连接，置入所述绝缘固定板的凹槽中，所述第二固定件抵住第一固定件，并且所述第二固定件和所述绝缘固定板通过螺纹连接，将所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

优选地，所述下电极滤波盒插头容纳在所述第二盲孔内的部分设置弹簧片，并且所述弹簧片与所述第二盲孔之间为过盈配合。

根据本实用新型的一方面，提出一种等离子设备。在所述等离子设备中的下电极滤波盒通过前述下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置连接在静电卡盘的电极探针上。

根据本实用新型的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，下电极滤波盒与静电卡盘的电极探针通过插接式接触，固定了接触路径，有利于提高下电极滤波盒的安装一致性，减小接触电阻，确保静电卡盘对地电容的一致性，从而有利于提高腔室匹配性；并且这种插接式接触方便拆卸维护；电源加载电压通过滤波盒滤波之后直接作用于电极探针，减少中间的走线环节，抗干扰能力增强。

本实用新型的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出根据现有技术的下电极滤波盒与静电卡盘的接线方式；

图2示出根据本实用新型的示例性实施例的下电极滤波盒与静电卡盘的连接方式；

图3为根据本实用新型的示例性实施例的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置的示意图；

图4为根据本实用新型的示例性实施例的下电极滤波盒插头的剖面图。

主要附图标记说明：

1-工艺腔室，2-静电卡盘，3-电极探针，4-静电卡盘基座，5-滤波盒与静电卡盘连接电缆，6-下电极滤波盒，7-静电卡盘电源；

11-工艺腔室，12-静电卡盘，13-电极探针，14-静电卡盘基座，15-下电极滤波盒，16-静电卡盘电源；

101-静电卡盘电极探针，102-电极探针套，103-电极铜柱，104-第一卡套，105-第二卡套，106-第一固定件，107-第二固定件，108-下电极滤波盒插头，109-绝缘固定板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下，底、顶、前、后、左、右、内、外”通常是在本实用新型提供的阀体组件正常使用的情况下定义的。

本实用新型提供了一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，通过改变下电极滤波盒出线端的插头形式和安装位置，从而使下电极滤波盒直接插接在静电卡盘基座的探针上，去掉滤波盒与静电卡盘之间的接线，减少各个工艺腔室之间的差异，如图2所示。

以下参考图2详细描述根据本实用新型的示例性实施例的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置。如图3所示，下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置包括：

电极铜柱103，其一端设有用于容纳静电卡盘电极探针101的第一盲孔，电极铜柱103的另一端设有用于容纳下电极滤波盒插头108的第二盲孔；

电极探针套102，其设置在电极铜柱103和静电卡盘电极探针101的外部，用于将静电卡盘电极探针101定位在所述第一盲孔中，以使静电卡盘电极探针101与电极铜柱103电接触；以及

下电极滤波盒插头108，其固定在图2中的下电极滤波盒15上，下电极滤波盒插头108的一端与所述第二盲孔之间接触，使下电极滤波盒插头108与电极铜柱103电接触。

静电卡盘电极探针101、电极铜柱103和下电极滤波盒插头103使用导电性能好且耐高压的铜制成，也可选用其他导电性能和耐高压性能好的材料。电极探针套102为绝缘材料制成，可使用树脂材料，也可采用其他耐高温绝缘材料。

由于下电极滤波插头108与电极铜柱103之间，以及静电卡盘电极探针101与电极铜柱103之间都采用插接式进行电接触，因此固定了接触路径，有利于提高下电极滤波盒的安装一致性；并且减小了接触电阻，确保静电卡盘对地电容的一致性，从而有利于提高腔室匹配性。并且采用这种插接式接触，方便拆卸维护；此外，静电卡盘电源加载电压通过滤波盒滤波之后直接作用于静电卡盘电极探针101，减少了中间的走线环节，增强了抗干扰能力。

在一个示例中，电极探针套102为环形绝缘件，其内表面具有台阶面，以与电极铜柱103的外表面以及静电卡盘电极探针101的外表面都紧密接触。

在一个示例中，电极铜柱103固定在设置于静电卡盘下方的接口盘中。通过这种方式，可以不改变静电卡盘本身的结构而实现电极铜柱103的固定。

在一个示例中，该连接装置还包括卡套组件，用于将所述电极铜柱103固定在所述接口盘中。

在一个示例中，该卡套组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一卡套104和第二卡套105，第一卡套104嵌入到接口盘上的凹陷部中，第一卡套104外表面具有与接口盘相配合的台阶面以定位在凹陷部中，内表面具有用于卡住电极铜柱103的台阶面，电极铜柱103上设有相应的突环，电极铜柱103插入到第一卡套104内，突环抵靠并定位在其台阶面上，第二卡套105套设在第一卡套104外部并通过螺纹连接，第二卡套105抵靠在电极铜柱103的突环上，第一卡套104和第二卡套105均嵌入到接口盘上的凹陷部中，共同将电极铜柱103固定在所述接口盘中。通过这种方式，可以稳固地将电极铜柱固定在接口盘中。

在一个示例中，该连接装置还包括设置在下电极滤波盒表面的绝缘固定板109，下电极滤波盒插头108的另一端固定在绝缘固定板109中。通过这种方式，可以不改变下电极滤波盒本身的结构而实现下电极滤波盒插头108的固定。

在一个示例中，该连接装置还包括插头固定组件，用于将下电极滤波盒插头108的另一端固定在所述绝缘固定板中。

在一个示例中，该插头固定组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一固定件106和第二固定件107，第一固定件106和下电极滤波盒插头108的另一端通过螺纹连接，置入绝缘固定板109的凹槽中，第二固定件107抵住第一固定件106，并且第二固定件108和绝缘固定板109通过螺纹连接，固定住第一固定件106和下电极滤波盒插头108的组合体。通过这种方式，可以将下电极滤波盒插头牢牢固定在所述绝缘固定板中。

在一个示例中，下电极滤波盒插头容纳在第二盲孔内的部分设置弹簧片，并且所述弹簧片与所述第二盲孔之间为过盈配合，实现下电极滤波盒插头108与电极铜柱103内壁的完全接触以及固定，并且接触路径上的绝缘材料都是耐高压的绝缘树脂件，增强了耐击穿能量。图4为下电极滤波盒的剖面图，如图4所示，黑色实线部分表示为弹簧片。

在图3中，下电极滤波盒插头108和电极铜柱103之间可以通过该弹簧片形变产生过盈配合；静电卡盘电极探针101和电极铜柱103之间是间隙很小的接触式配合。以上两种方式接触牢固、接触电阻小利于导电、方便拆卸，并且这种连接方式能够保证下电极滤波盒的安装一致性，确保静电卡盘对地电容的一致性。

图3中斜线标识的区域为绝缘材料，将导电区域与射频区域完全隔离开。

本实用新型还提出一种等离子设备，在该设备的多个工艺腔室中，下电极滤波盒通过如上所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置连接在静电卡盘的探针上，保证了各个腔室下电极滤波盒出线端安装的一致性，实现了机台的工艺结果一致性。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，包括：

电极铜柱，其一端设有用于容纳静电卡盘电极探针的第一盲孔，所述电极铜柱的另一端设有用于容纳下电极滤波盒插头的第二盲孔；

电极探针套，其设置在所述电极铜柱和静电卡盘电极探针的外部，用于将所述静电卡盘电极探针定位在所述第一盲孔中，以使所述静电卡盘电极探针与所述电极铜柱电接触；以及

下电极滤波盒插头，其固定在所述下电极滤波盒上，所述下电极滤波盒插头的一端与所述第二盲孔之间接触，从而使所述下电极滤波盒插头与所述电极铜柱电接触。

2.根据权利要求1所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，所述电极探针套为环形绝缘件，其内表面具有台阶面，以与所述电极铜柱的外表面以及静电卡盘电极探针的外表面都紧密接触。

3.根据权利要求1所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，所述电极铜柱固定在设置于静电卡盘下方的接口盘中。

4.根据权利要求3所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，还包括卡套组件，用于将所述电极铜柱固定在所述接口盘中。

5.根据权利要求4所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，所述卡套组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一卡套和第二卡套，所述第一卡套外表面具有与接口盘相配合的台阶面，内表面具有用于卡住所述电极铜柱的台阶面，所述第二卡套与所述第一卡套通过螺纹连接，共同将所述电极铜柱固定在所述接口盘中。

6.根据权利要求1所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，还包括设置在所述下电极滤波盒表面的绝缘固定板，所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

7.根据权利要求6所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，还包括插头固定组件，用于将所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

8.根据权利要求7所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，所述插头固定组件包括绝缘材料制成的为环形件的第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和所述下电极滤波盒插头的另一端通过螺纹连接，置入所述绝缘固定板的凹槽中，所述第二固定件抵住第一固定件，并且所述第二固定件和所述绝缘固定板通过螺纹连接，将所述下电极滤波盒插头的另一端固定在所述绝缘固定板中。

9.根据权利要求1所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置，其特征在于，所述下电极滤波盒插头容纳在所述第二盲孔内的部分设置弹簧片，并且所述弹簧片与所述第二盲孔之间为过盈配合。

10.一种等离子设备，其特征在于，其中的下电极滤波盒通过如权利要求1-9中的一项所述的下电极滤波盒与静电卡盘的连接装置连接在静电卡盘的电极探针上。