[发明专利]等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种等离子体加工设备。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于各种微电子元件的需求量日益增大，由此便带动了微电子技术的迅猛发展。等离子体加工设备是一种典型的微电子处理设备，广泛应用于微电子技术领域。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的等离子体加工设备的结构示意图。

一种典型的等离子体加工设备包括反应腔室11，反应腔室11的顶部支承有用于调节其内部空间高度的调整支架13，该调整支架13的上表面支承有用于防止等离子体泄露的石英窗14，石英窗14上方悬有产生电磁场的金属线圈，金属线圈通过连接条连接有匹配器15，反应腔室11的内部固定安装有下电极部分16，反应腔室11的大体中间位置具有静电卡盘(图中未示出)，静电卡盘用于支撑和固定被加工件(例如晶圆等)，被激发的等离子体直接作用在晶圆的上表面。等离子体加工设备工作时，通过机械夹持装置或静电卡盘将被加工件固定于反应腔室11内特定的工位上，同时通过干泵等真空获得装置在反应腔室11中制造并维持接近真空的状态。在此状态下，通过气体分配装置向反应腔室11中输入工艺气体，并在向反应腔室11中输入适当的射频，从而激活工艺气体，进而在加工件的表面产生并维持等离子体环境。由于具有强烈的刻蚀以及淀积能力，等离子体可以与加工件发生刻蚀或者淀积等物理化学反应，以获得所需要的刻蚀图形或者淀积层，反应的副产物由真空获得装置从反应腔室11中抽出。

等离子体加工设备在工作过程中需要向反应腔室11中输送用于激励工艺气体的射频电磁场，射频电磁场通过固定于反应腔室11上方的射频电源、同轴电缆、匹配器15、线圈等器件产生。在等离子体加工设备中可以将上述调整支架13、石英窗14、匹配器15等需要位于反应腔室11顶部的元器件安装于壳体12中，并将上述各元器件以及壳体12的组件称为上电极部分。

在等离子体加工设备在使用一定时间后，需要对反应腔室11的内部进行维护。在进行一些类型的维护(例如清洗反应腔室11内石英陶瓷部件、更换静电卡盘、调平等)时，需要把整个上电极部分移除或升起；而在进行另外一些类型的维护(例如更换石英窗14、检查喷嘴管路等)时，不要将调整支架13和石英窗14等部件移除，而只需要将上电极部分中的其他部分单独移除或升起。通常在等离子体加工设备中使用电极开启机构来将上电极部分整体或者局部自反应腔室11的顶部移除。

请参考图2、图3以及图4，图2为一种典型的电极开启机构在上电极部分未开启状态时的结构示意图；图3为图2所示电极开启机构在上电极部分整体开启状态时的结构示意图；图4为图2所示电极开启机构在上电极部分局部开启状态时的结构示意图。

该电极开启机构包括固定安装于调整支架13上的起吊柱17，调整支架13具有第一凸缘131，上述起吊柱17通过台阶定位螺栓181安装于该第一凸缘131上，起吊柱17的螺纹段贯穿壳体12的第二凸缘121部分，并且通过锁紧螺母182可选择地将起吊柱17与壳体12的第二凸缘121锁紧。当上电极部分整体开启时，将上述锁紧螺母182旋紧，通过起吊柱17将壳体12和调整支架13固定连接，壳体12在外力的作用下移除时，同时带动调整支架13和调整支架13上的石英窗14自反应腔室11的顶部移除，以实现上电极部分的整体开启；而当上电极部分局部开启时，将上述锁紧螺母182自起吊柱17上旋下，起吊柱17与壳体12之间的固定连接关系解除，当壳体12在外力的作用下移除时，调整支架13和石英窗14不会随壳体12同步移除，从而实现了上电极部分的局部移除。

但是，使用上述电极开启机构的上电极部分在开启后再关闭时的定位准确性无法保证，上述起吊柱17和锁紧螺母182的连接方式属于调节式连接，也即当起吊柱17与壳体12连接时，需分别旋紧周向的各个锁紧螺母182，而各锁紧螺母182的旋转程度很难同步，当分布于壳体12周向各处的锁紧螺母182分别锁紧时，壳体12的外周很可能不在同一水平面上，导致重新关闭时反应腔室11上的定位销无法顺利地进入调整支架13的定位孔内，调整支架13发生偏斜或密封面损伤，甚至使得石英窗14与其它零部件发生撞击而破损。同时，由于壳体12内的维护空间有限，当上电极部分局部开启时，需要使用工具将锁紧螺母182旋下，操作过程中工具很容易撞击石英窗14而使其发生损坏；另外，由于工具的使用空间很受限制，使得工具的使用较为不便，从而进一步延长了设备的维护时间。