TW201824326A - 一種螺絲組件及其應用的射頻處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種螺絲組件，包括：一夾板，所述夾板包括一上層夾板和一下層夾板以及位於二者之間的夾板開口，貫穿所述夾板設置一容納螺絲的螺孔；一不銹鋼彈片，位於所述夾板開口內，所述不銹鋼彈片設置與所述螺孔對應的圓形開口；所述不銹鋼彈片靠近所述圓形開口的區域與靠近邊緣的區域位於不同平面內，所述不銹鋼彈片靠近圓形開口的區域和靠近邊緣的區域分別與所述上層夾板和所述下層夾板呈一銳角夾角。本發明所述的螺絲組件設有防鬆機制，能夠有效保證螺絲組件與螺絲的良好接觸。保證射頻電流迴路的路徑穩定，以避免射頻迴路的阻抗發生變化，確保射頻放電的條件不會漂移。
Description
本發明涉及射頻技術領域，尤其涉及一種在射頻處理裝置中用於保證射頻信號穩定的螺絲組件技術領域。
在射頻處理技術領域，尤其是涉及等離子體刻蝕的技術中，為了保證等離子體對基片的刻蝕具有很強的方向性，通常會要求等離子體處理裝置內饋入較高功率的射頻信號來提供足夠的偏置電壓，在大功率的技術條件下，等離子體處理裝置內會產生較大的射頻電流。偏置射頻信號通常施加到用於支撐基片的基座上，為了形成電流迴路，等離子體處理裝置還需要提供能夠保證射頻電流形成電流迴路的通道。
在射頻電流的迴路中，通常利用連接螺絲和墊圈進行射頻信號的傳導，為了避免大電流引起連接螺絲和墊圈的損壞，從集膚深度和電流密度的角度考慮，一般會選擇磁導率較低的鋁螺絲和鋁墊圈。但是，由於等離子體處理裝置在工作過程中會產生較大的熱量，在熱迴圈過程中，所述的鋁螺絲和鋁墊片較易產生鬆動，並且由於鋁墊片硬度不夠難以設置防鬆動的機制。螺絲和墊片的鬆動會導致其固定的器件的鬆動，影響射頻電流的通過路徑，導致射頻迴路的阻抗發生變化，從而引起射頻放電的條件漂移，對等離子體的處理穩定性造成影響。
因此，本領域技術人員極需提供一種合適的應用於射頻處理裝置中的螺絲組件，即可以滿足防鬆的機制，又可以確保在高輸入功率的情況下，射頻電流密度不至於過大從而保護螺絲組件。
有鑑於此，本發明的第一方面提供了一種螺絲組件，所述螺絲組件包括：一夾板，所述夾板包括一上層夾板和一下層夾板以及位於二者之間的夾板開口，貫穿所述夾板設置一容納螺絲的螺孔；一不銹鋼彈片，位於所述夾板開口內，所述不銹鋼彈片設置與所述螺孔對應的圓形開口；所述不銹鋼彈片靠近所述圓形開口的區域與靠近邊緣的區域位於不同平面內，所述不銹鋼彈片靠近圓形開口的區域和靠近邊緣的區域分別與所述上層夾板和所述下層夾板呈一銳角夾角。
較佳地，所述上層夾板與所述下層夾板之間通過一側壁相連接。
較佳地，所述側壁與所述上層夾板和所述下層夾板一體設置。
較佳地，所述夾板的螺孔邊緣到所述夾板開口一側的夾板寬度小於所述夾板的螺孔邊緣到所述側壁一側的夾板寬度。
較佳地，所述夾板為圓形，所述螺孔位於所述夾板的偏圓心位置。
較佳地，所述夾板為非正圓型，所述螺孔靠近所述夾板開口一側。
較佳地，所述夾板材料為鋁材料。
較佳地，所述不銹鋼彈片呈漏斗狀。
較佳地，所述不銹鋼彈片靠近圓形開口的區域與所述上層夾板的開口面相接觸且形成一銳角夾角，所述不銹鋼彈片靠近邊緣的區域與所述下層夾板相接觸且形成另一銳角夾角。
較佳地，所述銳角夾角與另一所述銳角夾角角度相同。
較佳地，所述銳角夾角與另一所述銳角夾角角度不相同。
進一步的，本發明還揭露了一種等離子體處理裝置，所述處理裝置包括一可抽真空反應腔，所述真空反應腔內設置一氣體噴淋頭，所述氣體噴淋頭藉由上文所述的螺絲組件和螺絲與一安裝基座固定連接。
基於本發明的第一方面，本發明還提供了一種包括上述螺絲組件的射頻處理裝置。
一種射頻處理裝置，包括至少兩個需要連接的器件，所述兩個器件的對應位置分別設置螺孔，螺絲穿過如上文所述的螺絲組件進入所述器件的螺孔內，實現對所述器件的固定連接。
本發明的優點在於：藉由選用鋁制的螺絲組件夾板可以在高輸入功率的技術條件下，避免大電流引起的連接螺絲和螺絲組件的損壞。藉由在螺絲組件夾板的開口內設置一非平面結構的不銹鋼彈片可以保證始終存在一個與螺絲施加到螺絲組件上的壓力相反的反抗力，當螺絲及螺絲組件固定的器件溫度升高，螺絲和螺絲組件間產生鬆動時，不銹鋼彈片推動上層夾板向與開口方向相反的方向擴張，以保證上層夾板與螺絲始終接觸，實現螺絲組件的防鬆功能。最後有效保證螺絲組件與螺絲的良好接觸。保證射頻電流迴路的路徑穩定，以避免射頻迴路的阻抗發生變化，確保射頻放電的條件不會漂移。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的圖式，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明揭露了一種螺絲組件，主要應用於射頻處理裝置，尤其是等離子體處理裝置中。本發明揭露的螺絲組件主要用於實現射頻處理裝置的多個器件結構的固定連接，同時保證連接過程中形成射頻電流的迴路路徑。本發明所述的螺絲組件設有防鬆機制，能夠保證工作過程中螺絲與螺絲組件及其所固定器件的緊密接觸，在高輸入功率的情況下，在總電流一定的情況下，趨膚深度較大，射頻電流密度不至於過大從而保護螺絲組件。
圖1示出本發明一種示例性的螺絲組件，所述螺絲組件100為一容納螺絲的墊片，所述墊片大致呈圓形，包括一夾板110，所述夾板110包括一上層夾板101，一下層夾板102以及上層夾板101與下層夾板102之間的開口103，上層夾板101和下層夾板102之間還設置一側壁104，為了加工的簡易及保證不同部件的良好接觸，側壁104與上層夾板101和下層夾板102一體設置，其製作方法常採用在一定厚度的大致為環形的板材一側切割製作開口103，同時形成上層夾板101，下層夾板102及側壁104。開口103內設置一環形彈片120，貫穿夾板110和環形彈片120設置容納螺絲的螺孔130，當使用螺絲固定連接射頻處理裝置的若干器件時，將螺絲組件100設置在螺絲與器件之間可以增加螺絲對若干器件的固定牢固度。為了保證環形彈片120的彈性，環形彈片120常採用不銹鋼材質。為了使所述螺絲組件100具有防鬆機制，在本實施例中，環形不銹鋼彈片120設置為非平面結構，較佳地，設置環形不銹鋼彈片120的形狀呈一漏斗狀結構。具體的，設置環形不銹鋼彈片120的邊緣部分和靠近螺孔130的部分位於不同的平面內，當環形不銹鋼彈片120放置在夾板110的開口103內時，環形不銹鋼彈片120的邊緣部分與上層夾板101或下層夾板102的開口面接觸，而靠近螺孔130的部分與上層夾板101或下層夾板102的另外一個開口面接觸。
由圖2螺絲組件的垂直剖面圖可見，環形不銹鋼彈片120放置在夾板開口103內時，環形不銹鋼彈片120的邊緣區域與下層夾板102的開口面接觸，環形不銹鋼彈片120靠近螺孔130的區域與上層夾板101的開口面接觸，設置環形不銹鋼彈片120不同區域的厚度大致相同，由圖2可以看出，環形不銹鋼彈片120自所述下層擋板至所述上層擋板呈一傾斜面，環形不銹鋼彈片120分別與所述下層擋板及所述上層擋板間呈一銳角夾角α和β。銳角夾角α和β可以相同也可以不相同，當上層夾板101與下層夾板102間的夾板開口均勻設置且環形不銹鋼彈片120的厚度一致時，夾角α和β角度相同。當環形不銹鋼彈片120不同區域厚度不一致或夾板開口設置不均勻時，夾角α和β角度可能不完全相同。同理，也可以將環形不銹鋼彈片120的位置倒置，使得環形不銹鋼彈片120的邊緣區域與上層夾板101的開口面接觸，環形不銹鋼彈片120靠近螺孔130的區域與下層夾板102的開口面接觸，如此設置形成的螺絲組件100具有與圖1、圖2所示的實施例相同的功效。
當螺絲穿過螺孔實現對螺絲組件100下方的若干器件的固定連接時，在螺絲向下擰緊的過程中勢必會對螺絲組件100造成一定的擠壓。擠壓的過程中，夾板110的上層夾板101和下層夾板102擠壓環形不銹鋼彈片120，使得環形不銹鋼彈片120與下層擋板及上層擋板間的夾角α變小，在此過程中，由於不銹鋼彈片120自身具有的彈性，始終存在一個與螺絲的擠壓方向相反的反抗力，該反抗力可以保證當外部環境溫度升高，螺絲與器件發生鬆動時，螺絲組件100，螺絲及螺絲固定連接的器件之間始終保持接觸，保證射頻電流迴路的穩定。
圖3示出本發明所述螺絲組件的一種應用場景示意圖，該應用為一典型的電容耦合等離子體處理裝置， 該處理裝置包括一封閉殼體10圍成的可抽真空反應腔，反應腔下方設置一基座30，基座30上設置一靜電夾盤16用於支撐並夾持基片20。基座30上通常施加至少一個射頻功率源45，藉由將射頻功率耦合到反應腔內，將氣體供應裝置15輸送到反應腔內的氣體解離為等離子體60，實現對基片20的加工處理。氣體供應裝置15輸出的反應氣體經過一氣體噴淋頭50均勻的輸送到反應腔內，以提供均勻分佈的等離子體，氣體噴淋頭50與基座30相對設置，同時用作射頻功率信號耦合的上電極。為了形成射頻電流迴路，氣體噴淋頭50通常與一接地的安裝基座70相連，藉由安裝基座70實現氣體噴淋頭50的固定連接，所以氣體噴淋頭50同時作為上電極與下方作為下電極的基座30相對設置。施加到基座30上的射頻信號藉由反應腔內的等離子體耦合到上電極上，並透過接地的安裝基座形成電流迴路。
本發明揭露的螺絲組件用於實現安裝基座70與氣體噴淋頭50的固定連接，具體的，安裝基座70與氣體噴淋頭50上分別設置複數位置對應的螺孔，安裝基座的每個螺孔上端設置一本發明所述的螺絲組件100，螺絲200穿過螺絲組件100與安裝基座70和氣體噴淋頭50的螺孔內的螺紋相匹配，藉由擰緊螺絲200、螺絲組件100以及安裝基座70和氣體噴淋頭50的螺孔內的螺紋實現對安裝基座70和氣體噴淋頭50的固定連接。為了避免螺絲200及螺絲組件100對氣體噴淋頭的氣體分佈造成影響，可以將安裝基座70與氣體噴淋頭50的螺孔分別設置在二者的邊緣區域。
電容耦合等離子體處理裝置內進行基片加工處理時，等離子體的解離及對基片的轟擊都會產生熱量，儘管電容耦合等離子體處理裝置內部設置一定的降溫系統，處理設備的各個器件的溫度依然會有不同程度的升高。而藉由採用本發明所述的螺絲組件100設計，由於螺絲組件100的不銹鋼彈片具有較強的彈性，始終存在一個與螺絲200施加到螺絲組件100上的壓力相反的反抗力，當螺絲200及螺絲組件100固定的器件溫度升高，螺絲200和螺絲組件100間產生鬆動時，不銹鋼彈片120推動上層夾板101向與開口103方向相反的方向擴張，以保證上層夾板101與螺絲200始終接觸，實現螺絲組件的防鬆功能。
螺絲200及螺絲組件100除了起到固定安裝基座與氣體噴淋頭的作用外，還兼負傳導射頻電流的作用。原因在於，氣體噴淋頭50與等離子體60直接接觸，為避免等離子體對氣體噴淋頭的腐蝕損壞，通常會在氣體噴淋頭表面鍍陽極氧化鋁或氧化釔保護層等導電係數較低的塗層，因此，勢必會影響氣體噴淋頭的導電效果。本發明藉由螺絲200與氣體噴淋頭50和安裝基座70的接觸，利用螺絲200及螺絲組件100作為射頻電流迴路中的一部分，能夠形成穩定的射頻電流通過路徑。並且由於本發明所述的螺絲組件100具有防鬆機制，即便在工作過程中等離子體產生的熱量使得螺絲周圍的區域產生溫度變化，造成螺絲200與螺絲組件100發生一定的鬆動，由於螺絲組件100的不銹鋼彈片始終存在一與螺絲200施加的壓力相反的彈力，能夠有效保證螺絲組件100與螺絲200的良好接觸。保證射頻電流迴路的路徑穩定，以避免射頻迴路的阻抗發生變化，保證射頻放電的條件不會漂移。
在螺絲組件100與螺絲200進行射頻電流傳導的過程中，一個影響電流傳輸的重要參數為傳導路徑的趨膚效應。在等離子體刻蝕技術中，為了保證刻蝕具有很強的方向性，一般施加到基座上的射頻功率源具有很高的饋入功率，在高輸入功率的技術條件下，會帶來較大的射頻電流，為了避免大電流引起的連接螺絲200和螺絲組件100的損壞，從趨膚深度和電流密度的角度考慮，一般會選擇磁導率較低的鋁螺絲和鋁螺絲組件。因此，本發明揭露的螺絲組件100優先採用鋁質材料。鋁制螺絲組件100及螺絲200在高功率射頻輸入的情況下趨膚深度較大，能夠保證不被射頻電流密度損壞。
螺絲組件100的側壁104能夠保證射頻電流的傳導路徑通暢。在一種實施例中，夾板110設置為圓形，其內部容納螺絲的螺孔130通常設置為圓柱狀以配合圓柱狀的螺絲200。由於夾板110一側設置開口103另一側設置側壁104，螺孔130設置在螺絲組件100的偏圓心位置，以保證側壁104的空間。
在另一種實施例中，夾板110設置為非正圓形，環狀不銹鋼彈片的邊緣區域與夾板的開口103邊緣區域對齊設置，環狀不銹鋼彈片的環形開口與夾板的螺孔130對齊設置，夾板110開口103另一側設置一側壁104，以實現射頻電流的傳導。
除了圖3所示的電容耦合等離子體處理裝置，本發明所述的螺絲組件可以應用於多種需要在螺絲與連接器件間設置墊片的場合，本發明揭露的螺絲組件具有的防鬆設計可以有效的避免螺絲在緊固器件時可能發生的鬆動，保證器件的安裝牢固。當螺絲與螺絲組件需要作為電流傳輸路徑時，還能有效保證螺絲與螺絲組件的接觸緊密，保證電流傳輸路徑的穩定可靠。
以上所述僅是本發明的較佳地實施方式，應當指出，對於本技術領域的具有通常知識者來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
10‧‧‧封閉殼體
15‧‧‧氣體供應裝置
16‧‧‧靜電夾盤
20‧‧‧基片
30‧‧‧基座
45‧‧‧射頻功率源
50‧‧‧氣體噴淋頭
60‧‧‧等離子體
70‧‧‧基座
100‧‧‧螺絲組件
101‧‧‧上層夾板
102‧‧‧下層夾板
103‧‧‧開口
104‧‧‧側壁
110‧‧‧夾板
120‧‧‧不銹鋼彈片
130‧‧‧螺孔
200‧‧‧螺絲
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的圖式作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的圖式是本發明的一些實施例，對於本領域具有通常知識者來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
圖1示出本發明螺絲組件的立體結構示意圖；
圖2示出本發明螺絲組件的垂直剖面結構示意圖；
圖3示出本發明螺絲組件應用的電容耦合等離子體處理裝置結構示意圖。
Claims (13)
- 一種螺絲組件，其包括： 一夾板，該夾板包括一上層夾板和一下層夾板以及位於二者之間的一夾板開口，貫穿該夾板設置一容納螺絲的螺孔； 一不銹鋼彈片，位於該夾板開口內，該不銹鋼彈片設置與該螺孔對應的一圓形開口； 該不銹鋼彈片靠近該圓形開口的區域與靠近邊緣的區域位於不同平面內，該不銹鋼彈片靠近該圓形開口的區域和靠近邊緣的區域分別與該上層夾板和該下層夾板呈一銳角夾角。
- 如申請專利範圍第1項所述的螺絲組件，其中，該上層夾板與該下層夾板之間透過一側壁相連接。
- 如申請專利範圍第2項所述的螺絲組件，其中，該側壁與該上層夾板和該下層夾板係為一體設置。
- 如申請專利範圍第2項所述的螺絲組件，其中，該夾板的該螺孔邊緣到該夾板開口一側的夾板寬度小於該夾板的螺孔邊緣到該側壁一側的夾板寬度。
- 如申請專利範圍第4項所述的螺絲組件，其中，該夾板為圓形，該螺孔位於該夾板的偏圓心位置。
- 如申請專利範圍第4項所述的螺絲組件，其中，該夾板為非正圓型，該螺孔靠近該夾板開口一側。
- 如申請專利範圍第1項所述的螺絲組件，其中，該夾板材料為鋁材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的螺絲組件，其中，該不銹鋼彈片呈漏斗狀。
- 如申請專利範圍第1項所述的螺絲組件，其中，該不銹鋼彈片靠近圓形開口的區域與該上層夾板的開口面相接觸且形成一銳角夾角，該不銹鋼彈片靠近邊緣的區域與該下層夾板相接觸且形成另一銳角夾角。
- 如申請專利範圍第9項所述的螺絲組件，其中，該銳角夾角角度與另該銳角夾角相同。
- 如申請專利範圍第9項所述的螺絲組件，其中，該該銳角夾角角度與另該銳角夾角不相同。
- 一種等離子體處理裝置，其包括：該處理裝置包括一可抽真空反應腔，該真空反應腔內設置一氣體噴淋頭，該氣體噴淋頭藉由申請專利範圍第1至11項所述的該螺絲組件和該螺絲與一安裝基座固定連接。
- 一種射頻處理裝置，其包括至少二需要連接的器件，其包括：二該器件的對應位置分別設置一螺孔，一螺絲穿過如申請專利範圍第1至11項所述的該螺絲組件進入該器件的該螺孔內，實現對該器件的固定連接。
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW106137261A TWI677003B (zh) | 2016-12-30 | 2017-10-27 | 螺絲組件及其應用的射頻處理裝置 |
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| TW (1) | TWI677003B (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI709361B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-11-01 | 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 | 電漿處理裝置中氣體噴淋頭的接地連接結構、電漿處理裝置及導電連接結構 |
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|---|---|---|---|---|
| CN2589722Y (zh) * | 2002-10-28 | 2003-12-03 | 李西宁 | 一种螺纹联接装置上的螺栓、螺母及垫圈 |
| CN101807736B (zh) * | 2010-04-12 | 2013-07-03 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 腔体滤波器、腔体滤波器盖板及调谐螺钉自锁装置 |
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2017
- 2017-10-27 TW TW106137261A patent/TWI677003B/zh active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI709361B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-11-01 | 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 | 電漿處理裝置中氣體噴淋頭的接地連接結構、電漿處理裝置及導電連接結構 |
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