专利名称：法拉第屏蔽及等离子体加工设备的制作方法
技术领域：
本发明属于等离子体加工设备领域，涉及一种法拉第屏蔽以及含有该屏蔽装置的等离子体加工设备。
背景技术：
在电感耦合等离子体加工设备常用于制作半导体器件。图1为电感耦合等离子体加工设备的结构简图。请参阅图1，电感耦合等离子体加工设备包括腔室4、线圈5以及法拉第屏蔽1，线圈5环绕在腔室4的外侧，且通过匹配网络6与射频电源7连接。法拉第屏蔽套置于腔室4的内侧，用于减少线圈与等离子体之间的容性耦合，以减少带电离子侵蚀腔室的内壁，同时防止等离子体污染腔室的内壁。法拉第屏蔽1是一个非闭合的圆筒，以避免法拉第屏蔽产生的环流(即感应电流)而影响射频能量耦合到等离子体，其中非闭合处均以非电连接的方式进行接合。图2为法拉第屏蔽的接合位置的截面图。请参阅图2，在法拉第屏蔽1的接合位置设有接缝2，在接缝2处设置由绝缘材料制成隔离器3，用于防止等离子体穿过接缝2沉积到腔室内壁。在电感耦合等离子体加工设备实施工艺的过程中，等离子体容易沉积在隔离器3 的表面而形成一导电层，使得法拉第屏蔽1在接缝2处导通，这将使得法拉第屏蔽1内形成环流，从而影响射频能量耦合到等离子体。另外，为了有效地防止等离子体沉积到腔室4内壁，隔离器3与法拉第屏蔽1需要良好地接触，这不仅增加了法拉第屏蔽1的制造成本，而且，对隔离器3的加工精度以及安装精度要求较高。
发明内容
本发明就是针对电感耦合等离子体设备中存在的上述缺陷，提供一种法拉第屏蔽，其不仅可以避免法拉第屏蔽在接缝处导通，而且还可以降低法拉第屏蔽的加工成本以及安装精度要求。此外，本发明还提供一种等离子体加工设备，其可以避免法拉第屏蔽因导通而形成环流的问题，而且，制造成本低，安装精度要求低。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种法拉第屏蔽，包括η块板材， 其中，η为大于或等于1的整数，相邻两块所述板材的接合端或一块所述板材的两个接合端相接合而形成不接触的接合部，所述板材的接合端设有回弯部，所述回弯部形成一端开口的空间，位于所述接合部的两个所述回弯部相互嵌套设置而使得所述接合部形成弯曲的通道。其中，位于所述接合部的两个所述回弯部相互嵌入对方所形成的空间内。其中，所述回弯部包括延伸部、连接部以及迂回部，所述延伸部与所述板材连接， 所述迂回部与所述延伸部的延伸方向相反，所述连接部将所述延伸部和所述迂回部连接。其中，所述延伸部与所述板材所在平面的夹角为-150° 150°。其中，所述迂回部的自由端向所述延伸部靠近。
其中，在所述回弯部的相互嵌套位置处还设有由绝缘材料制成的隔离器。本发明还提供一种等离子体加工设备，包括腔室、线圈以及法拉第屏蔽，所述线圈环绕在所述腔室的外侧，所述法拉第屏蔽套置在所述腔室的内侧，所述法拉第屏蔽采用本发明提供的所述法拉第屏蔽。本发明具有以下有益效果本发明提供的法拉第屏蔽在接合部采用两个相互嵌套设置的回弯部，不仅可以有效地防止等离子体穿过法拉第屏蔽的接合部而沉积到腔室的内壁；而且，可以彻底解决因等离子体的沉积而导致接合部导通的问题，从而降低了法拉第屏蔽形成环流的可能，进而使射频电源的能量稳定地耦合到等离子体。另外，由于接合部不需要设置类似于隔离器等阻挡部件，因此，可以减小法拉第屏蔽的制作成本以及降低安装法拉第屏蔽精度的要求。类似地，本发明提供的等离子体加工设备采用本发明提供的法拉第屏蔽，不仅有效地防止等离子体穿过法拉第屏蔽的接合部沉积到腔室的内壁，而且还可以降低法拉第屏蔽形成环流的可能性，从而使射频电源的能量耦合到等离子体。另外，本发明提供的等离子体加工设备还具有加工成本低以及安装精度的要求低的特点。
图1为为电感耦合等离子体加工设备的结构简图；图2为法拉第屏蔽接合位置处的截面图；图3为本发明提供的法拉第屏蔽的俯视；图4为本发明提供的法拉第屏蔽接合位置处的截面图；图5为本发明提供的另一种回弯部的截面图；图6为本发明提供的又一种回弯部的截面图；以及图7为本发明提供的另一法拉第屏蔽接合位置处的截面图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的法拉第屏蔽及等离子体加工设备进行详细描述。图3为本发明提供的法拉第屏蔽的结构图，图4为本发明提供的法拉第屏蔽接合位置处的截面图。请一并参阅图3和图4，法拉第屏蔽是由一块板材11弯曲而成的圆筒形结构，在板材11的接合部，即板材11的两个端部各设有一回弯部，本实施的回弯部具体可为一钩状的回弯部。其中，第一回弯部12包括延伸部121、连接部122以及迂回部123，其中，延伸部 121与板材11连接，延伸部121与板材11所在平面的夹角α为0°，即延伸部121与板材 11所在平面平行。迂回部123设置在法拉第屏蔽的内侧且与延伸部121的延伸方向相反， 连接部122用于连接延伸部121和迂回部123。延伸部121、连接部122和迂回部123在法拉第屏蔽的内侧形成一端开口的空间。第二回弯部13包括延伸部131、连接部132以及迂回部133，与第一回弯部12不同之处在于，迂回部133设置在法拉第屏蔽的外侧。从而使延伸部131、连接部132和迂回部133在法拉第屏蔽的外侧形成一端开口的空间。
在安装法拉第屏蔽时，将第一回弯部12的迂回部123自第二回弯部13的开口处嵌入第二回弯部13所形成的空间内，对应地，将第二回弯部13的迂回部133自第一回弯部 12的开口处嵌入第一回弯部12所形成的空间内，而且，保持第一回弯部12和第二回弯部 13不接触，从而在法拉第屏蔽的接合部形成弯曲的通道，即类似于“回字形”的通道，从而增加等离子体穿过法拉第屏蔽接合部的路径，进而减少、甚至完全避免等离子体沉积到腔室内壁。为了降低等离子体沉积到腔室内壁的可能性，迂回部123的自由端朝向延伸部 121靠近(倾斜)，当两个回弯部相互嵌入对方所形成的空间内时，朝向延伸部121靠近的迂回部123可以使接合部的弯曲通道更窄，从而更有效地阻挡等离子体沉积到腔室内壁。不难理解，本实施例的迂回部123还可以进一步朝向延伸部121迂回，S卩，使迂回部123的自由端再次朝向延伸部121方向迂回，以使上述接合部所形成弯曲的通道呈迷宫状。图6为本发明提供的又一种回弯部的截面图。请参阅图6，在迂回部123的自由端进一步朝向延伸部121方向迂回，增加迂回部123的迂回次数，这样，可以进一步增加接合部的通道的复杂性，从而增加等离子体穿过法拉第屏蔽接合部的路径。本实施例中，延伸部121与板材11的夹角α为0°，然而，延伸部121与板材11 所在平面的夹角α可以是-150° +150°的任意角度，如士 15°、士30°、士45°、士90° 或士 135°，其中，“ + ”表示回弯部相对于板材11向逆时针方向旋转，“_”表示回弯部相对于板材11向顺时针方向旋转。如图5所示，延伸部121与板材11的夹角α为-90°。通过第一回弯部12和第二回弯部13的相互嵌套配合，不仅可以有效地防止等离子体穿过法拉第屏蔽的接合位置沉积到腔室的内壁；而且，由于第一回弯部12和第二回弯部13不直接接触，也未设置任何将第一回弯部12和第二回弯部13连接的其它部件，因此， 可以彻底避免接合部的导通问题，从而降低法拉第屏蔽形成环流的可能，进而减少射频电源的能量损失。此外，本实施例提供的法拉第屏蔽无需增加隔离器即可防止等离子体沉积到腔室内壁，因此，可以减小法拉第屏蔽的制作成本以及降低安装精度的要求。作为本实施例的变型，图7为本发明提供的另一法拉第屏蔽接合位置处的截面图。请参阅图7，在板材11的接合部位设置由绝缘材料制成的隔离器14，具体地，第一回弯部12的迂回部123与第二回弯部13的迂回部133的相对位置处设置隔离器14。隔离器 14通过粘接方式或用紧固件固定在第一回弯部12和第二回弯部13之间。隔离器14可以将“回字形”接合部的唯一通道堵塞，这样可以进一步防止等离子体沉积到腔室内壁。除此之外，本实施例的其它结构与上述实施例完全相同，这里不再赘述。需要说明的是，上述实施例法拉第屏蔽由一块板材弯曲而成，但本发明并不局限于此，法拉第屏蔽也可以由多块板材弯曲而成，即由η块板材组合而成，其中，η为大于或等于1的整数。当法拉第屏蔽由η块板材组成时，每块板材的端部均采用本实施例所述的回弯部。组合而成的法拉第屏蔽的接合位置采用本实施例提供的回弯部形成“回字形”的接合部ο本实施例还提供一种等离子体加工设备，包括腔室、线圈以及法拉第屏蔽，线圈环绕在腔室的外侧，法拉第屏蔽套置在腔室内侧且紧靠腔室的内壁，用于减少等离子体中各种粒子轰击腔室内壁，所述法拉第屏蔽采用上述实施例提供的法拉第屏蔽。本实施例提供的等离子体加工设备，不仅有效地防止等离子体沉积到腔室的内侧，而且还可以降低法拉第屏蔽形成环流的可能，从而减少因容性耦合而导致射频电源的能量损失。另外，该等离子体加工设备的制作成本低以及对安装精度的要求低。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种法拉第屏蔽，包括η块板材，其中，η为大于或等于1的整数，相邻两块所述板材的接合端或一块所述板材的两个接合端相接合而形成不接触的接合部，其特征在于，所述板材的接合端设有回弯部，所述回弯部形成一端开口的空间，位于所述接合部的两个所述回弯部相互嵌套设置而使得所述接合部形成弯曲的通道。
2.根据权利要求1所述屏蔽装置，其特征在于，位于所述接合部的两个所述回弯部相互嵌入对方所形成的空间内。
3.根据权利要求2所述屏蔽装置，其特征在于，所述回弯部包括延伸部、连接部以及迂回部，所述延伸部与所述板材连接，所述迂回部与所述延伸部的延伸方向相反，所述连接部将所述延伸部和所述迂回部连接。
4.根据权利要求3所述屏蔽装置，其特征在于，所述延伸部与所述板材所在平面的夹角为-150° 150°。
5.根据权利要求3所述屏蔽装置，其特征在于，所述迂回部的自由端向所述延伸部靠近。
6.根据权利要求1所述屏蔽装置，其特征在于，在所述回弯部的相互嵌套位置处还设有由绝缘材料制成的隔离器。
7.一种等离子体加工设备，包括腔室、线圈以及法拉第屏蔽，所述线圈环绕在所述腔室的外侧，所述法拉第屏蔽套置在所述腔室的内侧，其特征在于，所述法拉第屏蔽采用权利要求1-6任意一项所述法拉第屏蔽。
全文摘要
本发明提供一种法拉第屏蔽以及等离子体加工设备，该法拉第屏蔽包括n块板材，其中，n为大于或等于1的整数，相邻两块所述板材的接合端或一块所述板材的两个接合端相接合而形成不接触的接合部，所述板材的接合端设有回弯部，所述回弯部形成一端开口的空间，位于所述接合部的两个所述回弯部相互嵌套设置而使得所述接合部形成弯曲的通道。因此，该法拉第屏蔽可以有效地防止等离子体沉积到腔室的内壁，降低法拉第屏蔽形成环流的可能，而且，制作成本以及安装精度要求低。
文档编号H01J37/32GK102543645SQ20101060374
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者吕铀, 武晔, 王一帆 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司