本發(fā)明涉及微電子技術領域,具體地,涉及一種反應腔室的下電極機構及反應腔室。
背景技術:
電感耦合等離子體刻蝕(inductivecoupledplasma,以下簡稱icp)設備在半導體晶片領域,尤其是在硅刻蝕制作領域中被廣泛的應用。
現(xiàn)有的icp設備主要包括進氣機構,上電極機構,以及下電極機構,其中,進氣機構用于向反應腔室內(nèi)輸送工藝氣體;上電極機構用于激發(fā)工藝氣體形成等離子體;下電極機構用于承載被加工工件,并向被加工工件加載射頻偏壓,以吸引等離子體刻蝕被加工工件表面。
下電極機構包括用于承載被加工工件的基座,該基座可以為靜電卡盤。并且,在基座的下方設置有下電極腔,該下電極腔的腔體與反應腔室的腔室側壁構成與外界連通的引入通道,不同功能的導電部件通過該引入通道進入下電極腔內(nèi),并通過設置在基座底部的安裝盤引入至基座底部,并與該基座電導通。該導電部件通常包括射頻連接柱、加熱用導線和靜電吸附用導線等。其中,射頻連接柱的外端與射頻源(匹配器與射頻電源)連接,射頻連接柱的內(nèi)端由下而上貫穿上述安裝盤,并與基座電導通。與該射頻連接柱相類似的,加熱用導線和靜電吸附用導線各自的外端分別與交流電源和直流電源連接,內(nèi)端由下而上貫穿上述安裝盤,并與基座中的加熱元件和直流電極電導通。另外,在下電極腔中還設置有用于向基座中的冷卻管道通入冷卻水的冷卻管路,用于向基座中的背吹管道通入背吹氣體的背吹管路,用于檢測基座溫度的溫度傳感器以及頂針機構等等。
上述下電極機構在實際應用中不可避免此存在以下問題:
其一,在上述下電極腔中,射頻連接柱與其他金屬部件之間存在相互干擾,導致電場的均勻性受到影響。
其二,上述射頻連接柱、安裝盤和基座均為導電材料,三者之間相互導通,導致射頻泄漏,從而影響射頻穩(wěn)定性。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一,提出了一種反應腔室的下電極機構及反應腔室,其不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且還可以減少射頻泄漏。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種反應腔室的下電極機構,包括用于承載被加工工件的基座,以及設置在所述基座下方的下電極腔,所述下電極腔包括相互隔離的電磁屏蔽空間和非電磁屏蔽空間,二者分別通過貫穿所述下電極腔的腔體與所述反應腔室的側壁的第一引入通道和第二引入通道與外界連通;以防止所述電磁屏蔽空間內(nèi)的第一部件受到來自所述非電磁屏蔽空間內(nèi)的第二部件的干擾。
優(yōu)選的,所述第一部件依次通過所述第一引入通道和所述電磁屏蔽空間與所述基座中的第一部件接口連接;所述第二部件依次通過所述第二引入通道和所述非電磁屏蔽空間與所述基座中的第二部件接口連接。
優(yōu)選的,所述下電極腔的腔體包括腔體本體,在所述腔體本體的一側形成有第一延伸部,所述第一延伸部與所述反應腔室的側壁連接,并且在所述第一延伸部中形成有水平設置的第一通孔和第二通孔;
在所述反應腔室的側壁上形成有水平設置的第三通孔和第四通孔,所述第三通孔與所述第一通孔構成所述第一引入通道;所述第四通孔與所述第二通孔構成所述第二引入通道。
優(yōu)選的,在所述腔體本體的與所述第一延伸部相對的另一側形成有第二延伸部,所述第二延伸部與所述第一延伸部相對于所述基座在徑向上的中心線對稱。
優(yōu)選的,所述下電極機構還包括第一屏蔽模組,所述第一屏蔽模組設置在所述第一引入通道的與所述下電極腔連通的內(nèi)端和所述基座之間,且位于所述下電極腔中,以形成第一電磁屏蔽腔,所述第一電磁屏蔽腔即為所述電磁屏蔽空間;
所述下電極腔內(nèi)的位于所述第一電磁屏蔽腔之外的空間即為所述非電磁屏蔽空間。
優(yōu)選的,所述第一屏蔽模組包括:
屏蔽套管,其設置在所述下電極腔內(nèi),且呈圓弧狀,并且所述屏蔽套管的一端設置在所述基座的下方,所述屏蔽套管的另一端與所述第一引入通道連通,從而形成所述第一電磁屏蔽腔。
優(yōu)選的,所述基座包括由上至下依次設置的基座本體和絕緣盤;
所述下電極機構還包括導電模組,所述導電模組包括依次連接的第一導電分部、第二導電分部和第三導電分部,其中,
所述第一導電分部內(nèi)嵌在所述絕緣盤中;
所述第二導電分部位于所述電磁屏蔽空間中;
所述第三導電分部通過所述第一引入通道伸出至所述反應腔室的外部。
優(yōu)選的,所述第一導電分部包括:
射頻套管,所述射頻套管的上端與所述基座本體電連接,所述射頻套管的下端延伸至所述絕緣盤的下表面,且與所述第二導電分部連接;
第一絕緣件,設置在所述射頻套管中,且包括與所述基座本體的下表面相接觸的上接觸面,以及與所述第二導電分部相接觸的下接觸面;并且,在所述第一絕緣件中形成有多條第一導電通道,每條所述第一導電通道自所述上接觸面延伸至所述下接觸面;各個所述第一部件一一對應地穿過各個所述第一導電通道。
優(yōu)選的,所述射頻套管為豎直設置的直筒,并且在所述直筒的上端形成有直徑小于所述直筒的連接筒,所述連接筒內(nèi)嵌在所述基座本體中;所述直筒的下端延伸至所述絕緣盤的下表面,且與所述第二導電分部連接;
所述第一絕緣件包括內(nèi)嵌在所述直筒中的中心部和環(huán)繞設置在所述直筒的外周壁上的外環(huán)部;其中,所述中心部的下表面用作所述下接觸面;所述外環(huán)部的上表面用作所述上接觸面;
在所述中心部中形成有第一通道,在所述直筒的筒壁中形成第二通道,在所述外環(huán)部中形成有第三通道,所述第一通道、第二通道和第三通道對接形成所述第一導電通道。
優(yōu)選的,多條所述第一導電通道在所述第一絕緣件中沿豎直方向分層設置。
優(yōu)選的,所述射頻套管為錐筒,所述錐筒的上端直徑大于所述錐筒的下端直徑;并且,所述錐筒的上端與所述基座本體電導通,所述錐筒的下端延伸至所述絕緣盤的下表面,且與所述第二導電分部連接;
所述第一絕緣件內(nèi)嵌在所述錐筒中,且與所述錐筒的形狀相吻合。
優(yōu)選的,所述第二導電分部包括:
第一射頻導管,所述第一射頻導管呈圓弧狀,且所述第一射頻導管的上端與所述第一導電分部連接,所述第一射頻導管的下端與所述第三導電分部連接;
第二絕緣件,其設置在所述第一射頻導管中,且所述第二絕緣件的第一端面與所述第一導電分部相對,所述第二絕緣件的第二端面與所述第三導電分部相對;在所述第二絕緣件中形成有多條第二導電通道,每條所述第二導電通道沿所述第一射頻導管的軸線設置,并且所述第二導電通道自所述第一端面延伸至所述第二端面;各個所述第一部件一一對應地穿過各個所述第二導電通道。
優(yōu)選的,所述第三導電分部包括:
第二射頻導管,所述第二射頻導管的一端與所述第二導電分部連接,所述第二射頻導管的另一端沿所述第一引入通道的軸線水平延伸至所述反應腔室的外部;
第三絕緣件,其設置在所述第二射頻導管中,且所述第三絕緣件的第一端面與所述第二導電分部相對;并且,在所述第三絕緣件中形成有多條第三導電通道,每條所述第三導電通道沿所述第二射頻導管的軸線設置,并且所述第三導電通道自所述第三絕緣件的第一端面延伸至所述第三絕緣件的第二端面;各個所述導電部件一一對應地穿過各個所述第三導電通道,并自所述第三絕緣件的第二端面伸出。
優(yōu)選的,所述下電極機構還包括第二屏蔽模組,所述第二屏蔽模組設置在所述反應腔室的外部,且形成封閉所述第一引入通道與外界連通的外端的第二屏蔽腔。
優(yōu)選的,所述第一部件包括多條加熱用導線和至少一條靜電吸附用導線,其中,
所述多條加熱用導線圍繞所述電磁屏蔽空間的軸線對稱分布;
所述至少一條靜電吸附用導線位于所述多條加熱用導線的內(nèi)側。
優(yōu)選的,所述電磁屏蔽空間的內(nèi)徑是所述第二導電分部的外徑的2~6倍。
優(yōu)選的,所述第二導電分部的外徑的取值范圍在15~50mm。
優(yōu)選的,所述絕緣盤的厚度的取值范圍在60~300mm。
作為另一個技術方案,本發(fā)明還提供一種反應腔室,在所述反應腔室內(nèi)設置有本發(fā)明提供的上述下電極機構。
優(yōu)選的,在所述反應腔室的側壁上設置有通孔,所述通孔的外側設置有側蓋板,所述下電極腔的腔體與所述側蓋板連接;
在所述反應腔室的底部設置有水平導軌和與之滑動連接的活動件,所述側蓋板與所述活動件連接;
所述側蓋板能夠向所述反應腔室的外側移動,以使所述下電極機構整體移出所述反應腔室。
本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供的反應腔室的下電極機構,其通過將下電極腔形成相互隔離的電磁屏蔽空間和非電磁屏蔽空間,可以防止電磁屏蔽空間內(nèi)的第一部件受到來自非電磁屏蔽空間內(nèi)的第二部件的干擾,從而不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且借助電磁屏蔽空間還可以減少射頻泄漏,從而可以提高射頻穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供的反應腔室,其通過采用本發(fā)明提供的上述上電極機構,不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且還可以減少射頻泄漏,從而可以提高射頻穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1a為本發(fā)明實施例提供的反應腔室的下電極機構的剖視圖;
圖1b為本發(fā)明實施例提供的反應腔室的下電極機構的俯視圖;
圖2為本發(fā)明實施例采用的第一屏蔽模組的剖視圖;
圖3為本發(fā)明實施例采用的導電模組的第一導電分部的一種剖視圖;
圖4a為本發(fā)明實施例采用的導電模組的第二導電分部的剖視圖;
圖4b為圖4a中a區(qū)域的放大圖;
圖5為本發(fā)明實施例采用的導電模組的第三導電分部的剖視圖;
圖6為第一導電分部的徑向截面圖;
圖7為本發(fā)明實施例采用的導電模組的第一導電分部的另一種剖視圖;
圖8為本發(fā)明實施例提供的反應腔室的一種剖視圖;
圖9為本發(fā)明實施例提供的反應腔室的另一種剖視圖。
具體實施方式
為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案,下面結合附圖來對本發(fā)明提供的反應腔室的下電極機構及反應腔室進行詳細描述。
本發(fā)明提供一種反應腔室的下電極機構,其包括用于承載被加工工件的基座,以及設置在該基座下方的下電極腔,其中,下電極腔包括相互隔離的電磁屏蔽空間和非電磁屏蔽空間,以防止電磁屏蔽空間內(nèi)的第一部件受到來自非電磁屏蔽空間內(nèi)的第二部件的干擾,從而不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且借助電磁屏蔽空間還可以減少射頻泄漏,從而可以提高射頻穩(wěn)定性。此外,電磁屏蔽空間和非電磁屏蔽空間分別通過貫穿下電極腔的腔體與反應腔室的側壁的第一引入通道和第二引入通道與外界連通,上述第一部件通過第一引入通道引入電磁屏蔽空間;上述第二部件通過第二引入通道引入非電磁屏蔽空間。
下面對上述下電極機構的結構進行詳細描述。具體地,請一并參閱圖1a~圖7,下電極機構包括用于承載被加工工件的基座1,以及設置在該基座1下方的下電極腔。該下電極腔包括相互隔離的電磁屏蔽空間55和非電磁屏蔽空間20,二者分別通過貫穿下電極腔的腔體2與反應腔室的側壁3的第一引入通道和第二引入通道與外界連通。通過將下電極腔形成相互隔離的電磁屏蔽空間55和非電磁屏蔽空間20,可以防止電磁屏蔽空間55內(nèi)的第一部件受到來自非電磁屏蔽空間20內(nèi)的第二部件的干擾。
具體地,腔體2包括腔體本體,在該腔體本體一側形成有第一延伸部21,該第一延伸部21延伸至反應腔室的側壁3的內(nèi)表面;并且,在該第一延伸部21中形成有水平設置的第一通孔23和第二通孔24。而且,在反應腔室的側壁3上形成有水平設置的第三通孔30和第四通孔31。第三通孔30與第一通孔23構成上述第一引入通道;第四通孔31與第二通孔24構成上述第二引入通道。
如圖1b所示,反應腔室的側壁3的內(nèi)表面在該反應腔室的徑向上的正投影形狀為圓形,即,反應腔室的內(nèi)部空間32是對稱結構,而由于上述第一延伸部21相對于基座1凸出,這使得下電極機構的整體結構是非對稱的,從而影響了反應腔室的內(nèi)部空間32中的氣流場均勻性,進而影響工藝均勻性。為此,優(yōu)選的,如圖1a所示,在腔體本體的與上述第一延伸部21相對的另一側設置有第二延伸部22,該第二延伸部22與第一延伸部21相對于基座1在徑向上的中心線對稱,從而可以保證反應腔室的內(nèi)部空間32中的氣流場均勻性,進而可以提高工藝均勻性。容易理解,上述第二延伸部22的尺寸和外部形狀與上述第一延伸部21的尺寸和外部形狀趨于一致,以使下電極機構的整體結構是對稱的。
上述第一部件依次通過第一引入通道和電磁屏蔽空間55與基座1中的第一部件接口(圖中未示出)連接;上述第二部件依次通過第二引入通道和非電磁屏蔽空間20與基座1中的第二部件接口(圖中未示出)連接。
在實際應用中,通常需要基座1具有加熱功能,即,在基座1中設置有加熱元件,以控制被加工工件的溫度。在這種情況下,上述第一部件包括需要引入加熱用導線501,且在基座1中設置有加熱用導線501的接口,用以將該加熱元件與加熱用導線501的輸出端電連接,該加熱用導線501的輸入端與反應腔室外部的交流電源電連接,以提供加熱用的交流電。若基座1為靜電卡盤,其內(nèi)部還設置有用于與被加工工件之間產(chǎn)生靜電引力的直流電極,在這種情況下,上述第一部件還包括需要引入靜電吸附用導線502,且在基座1中設置有靜電吸附用導線502的接口,用以將該直流電極與靜電吸附用導線502的輸出端電連接,該靜電吸附用導線502的輸入端與反應腔室外部的直流電源電連接,以提供靜電吸附用的直流電。另外,若需要向基座1加載射頻偏壓,則第一部件還包括引入射頻導電部件,且在基座1中設置有射頻導電部件的接口,以將基座1與射頻導電部件的輸出端電連接,該射頻導電部件與反應腔室外部的匹配器和射頻電源電連接,以提供射頻電流。由上可知,上述第一部件通常包括加熱用導線501、靜電吸附用導線502和射頻導電部件。
在基座1中還設置有用于向基座1與被加工工件之間的間隙中通入冷卻氣體的背吹通道,以及用于冷卻基座1的冷卻通道,在這種情況下,上述第二部件包括背吹管路8,且在基座1內(nèi)設置有背吹管路8的接口,用以將上述背吹通道與背吹管路8的輸出端連接,背吹管路8的輸入端與反應腔室外部的背吹氣源連接,以提供冷卻氣體。在基座1中還設置有冷卻通道,用以冷卻基座1,在這種情況下,上述第二部件還包括冷卻管路9,且在基座1內(nèi)設置有冷卻管路9的接口,用以將上述冷卻通道與冷卻管路9的輸出端連接,該冷卻管路9的輸入端與反應腔室外部的冷卻水源連接,以提供冷卻水。除此之外,在基座1內(nèi)還設置有溫度傳感器,在這種情況下,上述第二部件還包括該溫度傳感器的接線10,且在該基座1內(nèi)設置有接線10的接口,用以將上述溫度傳感器與該接線10的輸出端連接,該接線10的輸出端與反應腔室外部的控制單元連接,用以向控制單元輸出檢測數(shù)據(jù)。另外,在上述非電磁屏蔽空間20內(nèi)還設置有頂針機構7,用以在進行取放片操作時,升降基座1上的被加工工件。由上可知,上述第一部件通常包括背吹管路8、冷卻管路9和接線10。
下面對形成上述電磁屏蔽空間55和非電磁屏蔽空間20的結構進行詳細描述。具體地,在本實施例中,基座1包括由上至下依次設置的基座本體和絕緣盤51。絕緣盤51設置在下電極腔的頂部,用于承載基座本體,且使該基座本體與下電極腔的腔體2電絕緣。該絕緣盤51呈盤狀,其可以采用諸如三氧化二鋁等的絕緣材料制作。優(yōu)選的,絕緣盤51的厚度的取值范圍在60~300mm,以保證基座本體與下電極腔的腔體2及其內(nèi)部的部件之間的良好絕緣,且能夠使基座本體的電位穩(wěn)定。另外,優(yōu)選的,背吹管路8、冷卻管路9和頂針機構7與基座本體連接的部分均采用絕緣材料制作,以使三者與基座本體之間電絕緣。
下電極機構還包括第一屏蔽模組,該第一屏蔽模組設置在第一引入通道的與下電極腔連通的內(nèi)端和基座1之間,即,第一通孔23的內(nèi)端與基座1之間,且位于下電極腔中,以形成第一電磁屏蔽腔,該第一電磁屏蔽腔即為電磁屏蔽空間55。下電極腔內(nèi)的位于上述第一電磁屏蔽腔之外的空間即為非電磁屏蔽空間20。
在本實施例中,上述第一屏蔽模組包括屏蔽套管53,其設置在下電極腔內(nèi),且呈圓弧狀,并且屏蔽套管53的一端與設置在絕緣盤51底部的接口盤52連接,屏蔽套管53的另一端與第一引入通道連通,從而形成上述第一電磁屏蔽腔。通過使屏蔽套管53呈圓弧狀,可以節(jié)省屏蔽套管53在下電極腔內(nèi)的占用空間,從而給非電磁屏蔽空間20內(nèi)的第二部件的布置帶來方便。另外,優(yōu)選的,在屏蔽套管53與接口盤52的連接處,以及屏蔽套管53與腔體2的內(nèi)壁的連接處均設置有彈性導電片,以提高屏蔽套管53通過接口盤52和腔體2接地的效果。
在本實施例中,如圖2所示,下電極機構還包括第二屏蔽模組,該第二屏蔽模組設置在反應腔室的外部,且形成封閉上述第一引入通道與外界連通的外端的第二屏蔽腔54。具體地,該第二屏蔽腔54呈盒狀,且罩設在反應腔室的側壁3中的第三通孔30外側,從而可以進一步減小射頻泄漏。另外,第二屏蔽腔54具有將第一部件引入的開口。該開口包括用于引入射頻導電部件的射頻開口541,用于引入加熱用導線501和靜電吸附用導線502的導線開口542。在實際應用中,反應腔室的側壁3接地,上述第二屏蔽腔54的腔體通過該側壁3接地,并且優(yōu)選的,在反應腔室的側壁3與第二屏蔽腔54的腔體的連接處設置有彈性導電片,以提高第二屏蔽腔54的接地效果。
在本實施例中,下電極機構還包括導電模組,該導電模組用作上述第一部件的載體,將所有的第一部件集成在一起,并引入基座1的底部,以使不同的第一部件的引入路徑相同,從而可以提高第一部件的布置一致性。
下面對導電模組的具體結構進行詳細描述。具體地,如圖1a所示,導電模組的延伸方向依次與上述第一引入通道的軸向和上述電磁屏蔽空間55的軸向一致。為了便于安裝,導電模組包括依次連接的第一導電分部61、第二導電分部62和第三導電分部63,其中,第一導電分部61內(nèi)嵌在絕緣盤51中;第二導電分部62位于電磁屏蔽空間55中;第三導電分部63通過第一引入通道伸出至反應腔室的外部。
在本實施例中,如圖3所示,第一導電分部61包括射頻套管611和第一絕緣件,其中,射頻套管611用作上述射頻導電部件,以傳導射頻功率。射頻套管611的上端與基座本體電連接,射頻套管611的下端延伸至絕緣盤51的下表面,且與第二導電分部62連接。在本實施例中,射頻套管611為豎直設置的直筒,且在該直筒的上端形成有直徑小于該直筒的連接筒612,并且對應地,在基座本體的下表面形成有凹槽,用作該連接筒612的接口,連接筒612內(nèi)嵌在凹槽中,從而可以實現(xiàn)射頻套管611與基座本體良好的電接觸。直筒的下端延伸至絕緣盤52的下表面,且與第二導電分部62連接。
第一絕緣件用作上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502的載體,并使加熱用導線501和靜電吸附用導線502均與上述射頻套管611電絕緣。第一絕緣件設置在上述射頻套管611中,該第一絕緣件近似充滿射頻套管611的內(nèi)部空間,以實現(xiàn)對加熱用導線501和靜電吸附用導線502的固定,同時使二者均與上述射頻套管611電絕緣。具體地,第一絕緣件包括與基座本體的下表面相接觸的上接觸面615,以及與第二導電分部62相接觸的下接觸面616,并且,在該第一絕緣件中形成有多條第一導電通道,每條第一導電通道自上接觸面615延伸至下接觸面616,上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502一一對應地穿過各個第一導電通道。
在本實施例中,上述第一絕緣件包括內(nèi)嵌在上述直筒中的中心部613和環(huán)繞設置在直筒的外周壁上的外環(huán)部614,其中,中心部613的下表面用作上述下接觸面616,外環(huán)部614的上表面用作上述上接觸面615。并且,在中心部613中形成有第一通道,在直筒的筒壁中形成第二通道,在外環(huán)部614中形成有第三通道,該第一通道、第二通道和第三通道對接形成上述第一導電通道。
在本實施例中,上述第一導電通道被設置為:上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502自上述下接觸面616豎直向上延伸至中心部613中,并沿水平方向穿過直筒筒壁,并延伸至外環(huán)部614中,最后豎直向上自上接觸面615延伸出去,并與基座本體中相應的接口連接。優(yōu)選的,對應不同功能的第一部件,多條第一導電通道在第一絕緣件中沿豎直方向分層設置,以避免不同的第一部件相互干擾。進一步說,多條上述第一導電通道在中心部613和外環(huán)部614中水平延伸的部分的高度不同,以實現(xiàn)分層布置。例如,針對上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502,通過分層設置,可以減少輸送交流電的上述加熱用導線501對輸送直流電的靜電吸附用導線502的干擾。另外,根據(jù)靜電吸附用導線502和加熱用導線501的供電電壓的不同(通常,直流電壓為2400v,交流電壓為220v),可以使對應加熱用導線501的第一導電通道設置在對應靜電吸附用導線502的第一導電通道的下層,以使加熱用導線501更靠近接地位置,以保證加熱用導線501能夠充分的與地絕緣隔離。另外,如圖6所示,上述多條第一導電通道的布置方式滿足:多條加熱用導線501圍繞中心部613的軸線對稱分布;靜電吸附用導線502為至少一條,且位于多條加熱用導線501的內(nèi)側。
作為上述第一導電分部61的一個變形,如圖7所示,上述第一導電分部61包括射頻套管617和第一絕緣件618,其中,射頻套管617為錐筒,該錐筒的上端直徑大于錐筒的下端直徑,即,錐筒的形狀類似于“碗”狀,以將第一絕緣件618容納在其中。并且,錐筒的上端617a與基座本體電導通,并且錐筒的上端617a可以內(nèi)嵌在基座本體中,以實現(xiàn)錐筒與基座本體的良好電接觸。錐筒的下端617b延伸至絕緣盤51的下表面,且與第二導電分部62連接。第一絕緣件618內(nèi)嵌在錐筒中,且與該錐筒的形狀相吻合,即,也為“碗”狀,以實現(xiàn)對加熱用導線501和靜電吸附用導線502的固定,同時使二者均與上述射頻套管611電絕緣。設置在第一絕緣件618中的第一導電通道的結構和布置方式與前述第一導電通道相同,在此不再贅述。
如圖4a所示,第二導電分部62包括第一射頻導管621和第二絕緣件622,其中,第一射頻導管621用作射頻導電部件,其上端與射頻套管611的下端連接,具體連接方式如圖4b所示,第一射頻導管621的上端套設在射頻套管611的下端外周壁上,二者可以通過螺釘固定連接。并且,在第一射頻導管621的上端內(nèi)周壁與射頻套管611的下端外周壁之間設置有彈性導電片624,用以加強二者之間的電接觸,從而實現(xiàn)良好的電導通。第一射頻導管621呈圓弧狀,且下端沿屏蔽套管53的圓弧形軸線延伸,并與第三導電分部63連接。
第二絕緣件622填充在第一射頻導管621中,且與上述第一絕緣件相類似的,第二絕緣件622近似充滿第一射頻導管621的內(nèi)部空間,以實現(xiàn)對加熱用導線501和靜電吸附用導線502的固定,同時使二者均與第一射頻導管621電絕緣。而且,第二絕緣件622的第一端面與第一導電分部61相對,第二絕緣件622的第二端面與第三導電分部63相對。并且,在第二絕緣件622中形成有多條第二導電通道,該第二導電通道沿第一射頻導管621的軸線設置,并且第二導電通道的一端延伸至第二絕緣件622的第一端面,另一端自上述第一端面延伸至第二端面;上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502一一對應地穿過各個第二導電通道,且多條第二導電通道的布置方式與圖6中示出的第一導電通道的布置方式一致。
另外,上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502在第二導電通道中的部分與在第一導電通道中的部分的連接方式具體為:如圖4b所示,上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502在第二導電通道中的部分的端部設置有插片623,與之相對應的,上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502在第一導電通道中的部分的端部設置有插口(圖中未示出),通過插片623和插口相配合,來實現(xiàn)上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502在第二導電通道中的部分與在第一導電通道中的部分相互電導通。
優(yōu)選的,上述屏蔽套管53的內(nèi)徑是第二導電分部62的外徑的2~6倍,以使電磁屏蔽空間55足夠?qū)?,從而避免屏蔽套?3干涉第二導電分部62中的射頻導電部件(即,第一射頻導管621)。另外,優(yōu)選的,第二導電分部62的外徑的取值范圍在15~50mm,以為布置不同功能的第一部件提供足夠的空間。上述第三導電分部63的外徑可以與第二導電分部62的外徑相同。
如圖5所示,第三導電分部63包括第二射頻導管631和第三絕緣件632,其中,第二射頻導管631用作射頻導電部件,其一端與第二導電分部62連接,具體連接方式可以與圖4b示出的第一射頻導管621的上端與射頻套管611的下端的連接方式相同。第二射頻導管631的另一端沿上述第一引入通道的軸線水平延伸至反應腔室的外部,并通過第二屏蔽腔54上的射頻開口541與位于第二屏蔽腔54外部的射頻源連接。該射頻源包括依次連接的匹配器4和射頻電源(圖中未示出)。
第三絕緣件632設置在第二射頻導管631中,且第三絕緣件632近似充滿第二射頻導管631的內(nèi)部空間,以實現(xiàn)對加熱用導線501和靜電吸附用導線502的固定,同時使二者均與第二射頻導管631電絕緣。該第三絕緣件632的第一端面與第二導電分部相對,即與上述第二絕緣件622的第二端面(朝向第二通孔23的一端)相對。并且,在第三絕緣件632中形成有多條第三導電通道,每條第三導電通道沿第二射頻導管631的軸線設置,并且第三導電通道自第三絕緣件632的上述第一端面延伸至其第二端面。上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502一一對應地穿過各個第三導電通道,并自第三絕緣件632的第二端面伸出,并通過導線開口542與位于第二屏蔽腔54外部的電源連接。另外,多條第三導電通道的布置方式與圖6中示出的第一導電通道的布置方式一致。
在本實施例中,在第二射頻導管631的對應第三絕緣件632的第二端面的一端設置有導電柱634,該導電柱634穿過射頻開口541與匹配器4連接,具體的連接方式可以為:射頻開口541位于與第三絕緣件632的上述第二端面相對的位置處。并且,在第二射頻導管631的外周壁上設置有第四通道,上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502依次通過該第四通道和導線開口542延伸出去,并與相應的電源連接。通過將上述導線開口542設置在第二射頻導管631的外周壁上,可以避免上述加熱用導線501和靜電吸附用導線502與導電柱634干涉。
另外,如圖1a所示,第一屏蔽模組還包括第一絕緣環(huán)531,其設置在屏蔽套管53的內(nèi)壁上,用于固定第二導電分部62,且使第二導電分部62與屏蔽套管53相隔離,從而保證第二導電分部62與屏蔽套管53之間電絕緣。該第一絕緣環(huán)531可以是閉合的環(huán)體,或者也可以由環(huán)繞屏蔽套管53的內(nèi)壁間隔設置的多個分體。第二導電分部62穿過第一絕緣環(huán)531的環(huán)孔。在實際應用中,第一絕緣環(huán)531也可以為多個,且多個第一絕緣環(huán)531沿屏蔽套管53的軸向間隔設置。
與上述相類似的,第一屏蔽模組還包括第二絕緣環(huán)231,其設置在第二通孔23的內(nèi)壁上,用于固定第三導電分部63,且使第二導電分部63與第一延伸部21相隔離。具體地,如圖1a所示,第二絕緣環(huán)231為多個,且沿第二通孔23的軸向間隔設置,第三導電分部63依次穿過多個第二絕緣環(huán)231的環(huán)孔。當然,在實際應用中,第二絕緣環(huán)231也可以根據(jù)具體情況設定為一個。
綜上所述,本發(fā)明提供的反應腔室的下電極機構,其通過將下電極腔形成相互隔離的電磁屏蔽空間和非電磁屏蔽空間,可以防止電磁屏蔽空間內(nèi)的第一部件受到來自非電磁屏蔽空間內(nèi)的第二部件的干擾,從而不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且借助電磁屏蔽空間還可以減少射頻泄漏,從而可以提高射頻穩(wěn)定性。
作為另一個技術方案,本發(fā)明實施例還提供一種反應腔室,請一并參閱圖8和圖9,在反應腔室100的上方設置有射頻線圈103,其通過匹配器104與射頻電源(圖中未示出)電連接,并且在反應腔室100內(nèi)設置有下電極機構200,該下電極機構200采用了本發(fā)明實施例提供的上述下電極機構。
優(yōu)選的,在反應腔室100的側壁上設置有能夠供下電極機構通過的通孔101,該通孔101的外側設置有側蓋板102,下電極腔的腔體200與該側蓋板102連接。并且,在反應腔室100的底部還設置有水平導軌(圖中未示出)和與之滑動連接的活動件105,側蓋板102與活動件105連接。側蓋板102能夠向反應腔室100的外側移動,以使下電極機構整體移出反應腔室100。在需要對下電極機構200進行維修時,可以通過手動或自動控制等方式將下電極機構整體移出反應腔室100,從而為下電極機構200的維護提供方便。
本發(fā)明實施例提供的反應腔室,其通過采用本發(fā)明實施例提供的上述上電極機構,不僅可以避免因射頻干擾導致的電場均勻性受到影響,而且還可以減少射頻泄漏,從而可以提高射頻穩(wěn)定性。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式,然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言,在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。