一种等离子体处理装置及其可伸缩密封部制造方法及图纸

一种等离子体处理装置及其可伸缩密封部，可伸缩密封部设置在等离子体处理装置的射频回路中或射频回路附近，可伸缩密封部包含具有第一端部和第二端部的波纹管组件，在波纹管组件的上部和下部增加了隔离环以减弱纵向的射频耦合，在波纹管组件的内侧和外侧增加了金属套筒以屏蔽横向的射频耦合。本发明专利技术在保持了可伸缩密封部具有隔绝真空和可伸缩功能的基础上，有效地屏蔽了射频耦合，获得稳定的射频回路及刻蚀速率。路及刻蚀速率。路及刻蚀速率。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体处理装置及其可伸缩密封部


[0001]本专利技术涉及半导体设备制造领域，尤其涉及一种等离子体处理装置及其可伸缩密封部。

技术介绍

[0002]在半导体设备领域，腔体内部很多位置均运用到了不锈钢波纹管，例如：支撑基座的支撑轴四周，支撑基座的支撑轴和腔体之间，移动接地环和固定接地环之间，这些位置的不锈钢波纹管位于射频回路中或射频回路附近会产生很多问题。
[0003]具体地，以设置在移动接地环和固定接地环之间的波纹管为例，随着技术节点的不断推进，刻蚀工艺对关键尺寸的控制要求进一步提高，14nm及以下节点采用了All
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One等先进制程。对于All
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One制程而言，可变的极板间距(Gap)能够有效增加工艺窗口，降低调节难度，因此面向All
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One制程的刻蚀设备需要配备能够相对运动的上下极板设计。为了实现此功能，具有可伸缩特性且可以隔绝真空的波纹管结构是必要的组件之一，而不锈钢波纹管因其较大的伸缩行程及良好的机械强度得以采用。
[0004]然而，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题。在复杂的射频环境中，不锈钢波纹管具有以下劣势：1、在不同的伸缩行程下，不锈钢箔片之间具有变化的电容和电感，导致其阻抗的稳定性较差；2、不锈钢材料相对于铜、铝材料具有较高的电阻率，当有射频电流经过时，存在不可忽略的热能量损耗。由于以上因素，在现有产品的测试过程中发现，当不锈钢波纹管位于或靠近射频回路时，腔体内部容易产生不确定性的串联或并联谐振，进而导致刻蚀速率的不稳定。
[0005]这里的陈述仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种等离子体处理装置及其可伸缩密封部，在保持了可伸缩密封部具有隔绝真空和可伸缩功能的基础上，有效地屏蔽了射频耦合，获得稳定的射频回路及刻蚀速率。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供一种可伸缩密封部，所述可伸缩密封部设置在等离子体处理装置的射频回路中或射频回路附近，所述可伸缩密封部包含：
[0008]波纹管组件，其包含第一端部和第二端部；
[0009]套筒组件，其包含第一套筒和第二套筒，第一套筒靠近所述波纹管组件的第一端部设置，第二套筒靠近所述波纹管组件的第二端部设置；第一套筒和第二套筒的自由端相互重叠以在第一套筒和第二套筒相对滑动时形成射频屏蔽空间；所述波纹管组件位于所述射频屏蔽空间中；其中，所述套筒组件为导体。套筒组件以屏蔽横向的射频耦合，获得稳定的射频回路和刻蚀速率。
[0010]所述可伸缩密封部还包含法兰组件，所述法兰组件包含第一法兰和第二法兰，所述第一法兰与所述波纹管组件的第一端部连接，所述第二法兰与所述波纹管组件的第二端
部连接；所述第一套筒的非自由端通过所述第一法兰可拆卸地设置在所述波纹管组件的第一端部，所述第二套筒的非自由端通过所述第二法兰可拆卸地设置在所述波纹管组件的第二端部。
[0011]所述第一法兰上在远离波纹管组件的一侧设置至少一个密封圈，所述第二法兰上在远离波纹管组件的一侧设置至少一个密封圈，以隔绝真空。
[0012]所述波纹管组件为不锈钢箔片。
[0013]所述第一法兰上在远离波纹管组件的一侧设置隔离环，所述第二法兰上在远离波纹管组件的一侧也设置隔离环，以减弱纵向的射频耦合，获得稳定的射频回路和刻蚀速率。
[0014]所述可伸缩密封部还包含紧固件，所述紧固件用于固定所述第一法兰、第二法兰和/或隔离环。
[0015]一方面，所述隔离环采用金属材料。
[0016]另一方面，所述隔离环采用绝缘材料。
[0017]所述隔离环和所述第一法兰之间设置至少一个密封圈，所述隔离环和所述第二法兰之间设置至少一个密封圈，以隔绝真空。
[0018]所述套筒组件设置在所述波纹管组件的两侧，或设置在所述波纹管组件靠近射频回路的一侧。
[0019]所述第一套筒设置在远离所述波纹管组件的外侧或靠近所述波纹管组件的内侧，相应地，所述第二套筒设置在靠近所述波纹管组件的内侧或远离所述波纹管组件的外侧；所述第一套筒和所述第二套筒始终保持在竖直方向上有部分重叠。
[0020]所述第一套筒和/或第二套筒为一体式结构或分体式结构。
[0021]所述第一套筒和第二套筒采用经过表面处理的金属材料。
[0022]所述第一套筒和所述第二套筒之间设置绝缘缓冲层，所述绝缘缓冲层分别接触所述第一套筒和所述第二套筒，并保证所述第一套筒和所述第二套筒之间不接触，以避免不稳定的局部接触，同时也避免产生摩擦颗粒物。
[0023]所述绝缘缓冲层采用绝缘材料。
[0024]所述第二套筒上设置卡槽，用于容置所述绝缘缓冲层。
[0025]所述绝缘缓冲层粘附在所述第一套筒或所述第二套筒上。
[0026]本专利技术还提供一种等离子体处理装置，包含：
[0027]反应腔；
[0028]设置于腔体内的上电极以及与所述上电极相对设置的下电极，所述上电极和下电极的相对位置可调，从而使上电极与下电极之间的间距可调；
[0029]至少一个射频电源连接到所述上电极或者所述下电极；
[0030]所述的可伸缩密封部，其设置于上电极和下电极之间的射频回路中或射频回路附近，所述可伸缩密封部随着所述上电极和下电极的所述相对位置变化而发生伸缩。
[0031]所述下电极固定于导电支撑杆且位于反应腔的底壁开口之上，固定于所述导电支撑杆下端的驱动装置驱动所述导电支撑杆轴向运动，实现所述下电极的位置调节。
[0032]所述下电极上设置静电吸盘，所述静电吸盘支撑并夹持晶片。
[0033]本专利技术提供的可伸缩密封部，在波纹管组件的上部和下部增加了隔离环以减弱纵向的射频耦合，在波纹管组件的内侧和外侧增加了金属套筒以屏蔽横向的射频耦合，可以
获得稳定的射频回路，并且刻蚀速率具有更好的稳定性及可重复性，相比于传统波纹管结构，更适合在射频回路区域内使用。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例中提供的一种等离子体处理装置的剖面结构示意图。
[0035]图2是本专利技术一个实施例中提供的一种可伸缩密封部的剖面结构示意图。
[0036]图3是本专利技术另一个实施例中提供的一种可伸缩密封部的剖面结构示意图。
[0037]图4是本专利技术第三个实施例中提供的一种可伸缩密封部的剖面结构示意图。
[0038]图5是本专利技术第四个实施例中提供的一种可伸缩密封部的剖面结构示意图。
[0039]图6是本专利技术第五个实施例中提供的一种可伸缩密封部的剖面结构示意图。
[0040]图7和图8是刻蚀速率的试验数据图。
具体实施方式
[0041]以下根据图1～图8，具体说明本专利技术的较佳实施例。
[0042]如图1所示，在本专利技术的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可伸缩密封部，其特征在于，所述可伸缩密封部设置在等离子体处理装置的射频回路中或射频回路附近，所述可伸缩密封部包含：波纹管组件，其包含第一端部和第二端部；套筒组件，其包含第一套筒和第二套筒，第一套筒靠近所述波纹管组件的第一端部设置，第二套筒靠近所述波纹管组件的第二端部设置；第一套筒和第二套筒的自由端相互重叠以在第一套筒和第二套筒相对滑动时形成射频屏蔽空间；所述波纹管组件位于所述射频屏蔽空间中；其中，所述套筒组件为导体。2.如权利要求1所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述可伸缩密封部还包含法兰组件，所述法兰组件包含第一法兰和第二法兰，所述第一法兰与所述波纹管组件的第一端部连接，所述第二法兰与所述波纹管组件的第二端部连接；所述第一套筒的非自由端通过所述第一法兰可拆卸地设置在所述波纹管组件的第一端部，所述第二套筒的非自由端通过所述第二法兰可拆卸地设置在所述波纹管组件的第二端部。3.如权利要求2所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述第一法兰上在远离波纹管组件的一侧设置至少一个密封圈，所述第二法兰上在远离波纹管组件的一侧设置至少一个密封圈。4.如权利要求1所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述波纹管组件为不锈钢箔片。5.如权利要求2所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述第一法兰上在远离波纹管组件的一侧设置隔离环，所述第二法兰上在远离波纹管组件的一侧也设置隔离环。6.如权利要求5所述的可伸缩密封部，其特征在于，还包括紧固件，所述紧固件用于固定所述第一法兰、第二法兰和/或隔离环。7.如权利要求5所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述隔离环采用金属材料。8.如权利要求5所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述隔离环采用绝缘材料。9.如权利要求5所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述隔离环和所述第一法兰之间设置至少一个密封圈，所述隔离环和所述第二法兰之间设置至少一个密封圈。10.如权利要求1所述的可伸缩密封部，其特征在于，所述套筒组件设置在所述波纹管组件的两侧，或设置在所述波纹管组件靠近射频回路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智昊，吴磊，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：