专利名称：大容量圆筒形平板型干法刻蚀机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于等离子体微细加工专用设备。
现有的等离子和反应离子刻蚀机，如圆筒形刻蚀机、圆筒形加金属隧道刻蚀机、钟罩式平板刻蚀机等，有的不能满足刻蚀精度要求，有的不能偏置刻蚀或刻蚀精度不高，有的不能连续完成打底膜、刻蚀和去胶，有的容量小，有的结构较复杂、成本高，不易推广普及。
本实用新型的目的是提供一种刻蚀精度较高、能造成偏置刻蚀、刻蚀均匀、可用于连续完成打底膜、刻蚀和去胶、容量较大、结构简单、成本低、易于普及推广的圆筒形平板型干法刻蚀机。
本实用新型的具体实施方案是大容量圆筒形平板型干法刻蚀机，有圆筒形反应室、内电极板、反应室密封帽、真空泵、进出气管、刻蚀源流量计及电源线路部分组成，真空泵和刻蚀源流量计分别用连接管与反应室连接，反应室密封帽套在反应室开口处，内电极板置于反应室内，电极电源引出端与高频电源线路输出端连接，内电极板为三个以上水平电极板(含三个)，或二个以上垂直于水平面电极板(含二个)，反应室的径向两侧有进气口和出气口。奇数电极板并联为一组，偶数电极板并联为一组，两组的电源引出端分别与高频电源线路输出端连接。在电源线路的高频放电回路上并联有可调节的直流偏置的直流电路，或并联有正负半周对称波形的可调节的交流低频偏置电路。反应室的进气口和出气口均有多个，并分别与反应室内径向放置垂直于水平面的多个电极板一一对应，其对应方式为一是进气口和出气口在圆筒形反应室径向两侧上分别对准反应室内径向放置垂直于水平面的电极板。二是进气口和出气口分别对准反应室内径向放置垂直于水平面电极板间距的正中间。反应室进气口和出气口的连接方式有一是每个进气口与进气管并接，每个出气口与出气管并接，进气口并接的排列顺序与一一对应的出气口并接后的排列顺序互逆，二是首先将2X个进气口和出气口中的相邻两个分别两两并接为2(x－1)组，再将并接成的2(x－1)组中相邻组两两并接，依此并接下去，直至最后并接成2°组时，再与流量计和真空泵分别连接。在垂直放置的每两个电极板放电空间有硅片支架。水平电极板或轴向放置垂直水平面电极板均与反应室密封帽固定连接为一体，电极板也可连接在反应室内的固定插座上，径向放置垂直于水平面的电极板固定在电极板铜棒上，硅片支架与电极板固定连接。电极电源为13MCHZ、800W高频电源。
本实用新型提供的干法刻蚀机，能偏置刻蚀，刻蚀精度高，可连续完成打底膜、刻蚀和去胶，容量大，生产效率高，结构简单，成本低，实践已证明是比较理想的一种专用设备。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1大容量圆筒形平板型干法刻蚀机示图，图2图1的A－A截面视图1，图3图1的A－A截面视图2，图4图1的A－A截面视图3，图5图1的A－A截面视图4，图6图1的A－A截面视图5，
图7高频电源电路图，图8可调节的直流偏置电路图，图9正负半周对称波形可调节的低频交流电路图，图10(a)进气口和出气口分别对准电极板，进气口与进气管并接，出气口与出气管并接示图。
图10(b)进气口和出气口分别对准电极板间距的中间，进气口与进气管并接，出气口与出气管并接示图。
图11(a)进气口和出气口分别对准电极板，将2X个相邻进气口、出气口两两并接后与进气管、出气管连接示图，图11(b)进气口和出气口分别对准电极板间距的中间，将2X个相邻进气口、出气口两两并接后与进气管、出气管连接示图。
实施例大容量圆筒形平板型干法刻蚀机有圆筒形反应室2、内电极板3、反应室密封帽4、真空泵1、出气管10、进气管9、转子气体流量计7、针形真空微调阀8、电极电源引出端6和电源线路部分组成(见图1、图7)。
圆筒形反应室2用石英、玻璃或绝缘的塑料管制成，内电极板3用铝或铝镁合金制做，反应室密封帽4用不锈钢制做，密封帽内配有密封圈5，真空泵1为每秒抽速4－8升的机械泵或每秒抽速为30升的机械泵加增压泵，真空泵1通过出气管10与圆筒形反应室2相连，由针形真空微调阀8和转子流量计构成的进气流量计通过进气管9与圆筒形反应室2相连，水平放置或轴向放置垂直于水平面的电极板3与反应室密封帽4固定连接为一体，也可接插在反应室内的固定插座上。
图2、图3、图4、图5、图6是内电极板3在圆筒形反应室2内五种不同放置方法情况下图1的A－A截面视图，图2和图4是电极板水平放置时的截面视图，硅片a、b、c放在极板上，为保证极板不滑动，极板上有浅槽，图3、图5、图6是电极板轴向放置垂直于水平面时截面视图，硅片a、b、c、d、e、f、g、h、i、j放在电极间的硅片支架11、13上，硅片支架11、13用螺丝、螺帽固定在极板上，径向放置垂直于水平面的电极板用四氟乙烯螺丝、螺帽按一定距离固定在铜棒上，铜棒上套有四氟乙烯套子，在铜棒上装有四氟乙烯轮子，便于推进和拉出，铜棒与反应室密封帽连接或铜棒插在反应室内固定插座上，并经电极电源引出端6与高频电源输出端E、F连接，多电极板中奇数极板3(1)、3(3)和偶数极板3(2)、3(4)分别并联后再与高频电源输出端E、F连接，径向放置垂直于水平面的电极板间固定有氟塑料支架11，硅片12背靠背地放在支架11上。
多个内电极板3在圆筒形反应室2内垂直于水平面径向放置时，多个进气口和与其一一相对应的多个出气口在圆筒形反应室2径向两侧(见图10(a)，图10(b)，图11(a)，图11(b))，进气口和出气口在两侧的位置有两种一是对准反应室内径向放置垂直于水平面的电极板，(见图10(a)，图11(a))，二是对准反应室内径向放置垂直于水平面电极板间距的正中(见图10(b)、图11(b))；进气管9和出气管10与进气口和出气口的连接方法有两种一是进气管9与每个进气口连接后依次并接一起，出气管10与每个出气口连接后依次并接一起，连接进气口的进气管并接顺序与连接出气口的出气管并接顺序相反，(见图10(a)、图10(b))，二是先将2X个进气口和对应的出气口中相邻两个分别两两用进气管9、出气管10并接为2(x－1)组，再将并接后的2(x－1)组中相邻组两两并接，依次并接下去，直至最后并接成2°组时，再用进气管9、出气管10与刻蚀源流量计和真空泵分别相连接。
电源为13MCHZ、800W高频电源(见图7)，或在高频电源上并接一个可调节的直流偏置直流电路(见图8)，或在高频电源上并联一个正负半周对称波形的可调节交流低频偏置电路(见图9)。
图7是高频电源电路图，图中A相220V电经保险丝BX1和继电器常开触点J3／2与0～250V调压变压器B1的输入端连接，B1的输入端与升压变压器B2的输入端相连，B2的输出端与桥式硅堆输入端连接，整流成0～3000V直流电，其输出端串联一直流电流表A1，并联一个经R1、R2分压的高压直流电压表V1，A1与电容C1并联，V1与电容C2并联，高压直流电经轭流圈RFC1分别与振荡管G的阳极和隔直电容C8相接，振荡管G产生的高频电经C8至主谐振回路L1、C11和C9、C13高频分压后接G的栅极，轭流线圈RFC2的一端与G的栅极连接，另一端通过电阻R3接到限流表A2，A2另一端接地，电容C5与A2并联，电容C10的一端与RFC2相连，另一端接地，形成高频放电分路，R3起栅自偏作用。
主谐振回路通过L2C12和电极板组成回路谐振后形成一个高频匹配网络，A3为高频电流表，电容C6与A3并联。A3一端接地，E、F为输出端接点，与电极引出端相接。
B相220V电经保险丝BX2与常开按钮K1、常闭按钮K2、继电器J1和零线相接，形成真空泵开关回路。A相220V电经保险丝BX1与常开按钮K3、常闭按钮K4、继电器J2、灯丝变压器B3和零线连接，形成灯丝开关回路。灯丝变压器B3输出端并接有电容C3和C4，C3和C4中间接地，使灯丝在正负半周交替过程中的电压变化减小。A相220V电经保险丝BX1、起连锁作用的继电器触点J2／1接到常开按钮K5、常闭按钮K6、定时继电器J4、继电器J3和零线，形成高压开关回路。
A相220V电经保险丝BX1接到调压变压器B4输入端(见图8)，B4的输出端接0～1000V的升压变压器B5的输入端，B5的输出端接桥式硅堆的输入端，经桥式硅堆整流输出后接电容C14、线圈L3、电容C15开形滤波，再接直流电流表A4，电容C16与A4并联，A4又与轭流线圈RFC3、直流电压表V2相连，电容C17与V2并联，最后输出端E、F与高频电流输出端、电极板输入端相接。
A相220V电经保险丝BX1接调压变压器B6输入端(见图9)，B6的输出端接升压变压器B7的输入端，B7的输出端接交流电流表A5，然后与轭流圈RFC4和电压表V3相接，电容C18与A5并联，电容C19与V3并联，最后输出端E、F与高频电源输出端和电极板输入端相接。
实施例中主要元件参数如下C1、C2、C3、C4、C5、C6、C16、C17、C18、C19为云母电容CY3－6800P／500V。
C7为瓷介电容CCG11－2－1500P5KV8KVA，C8、C9、C10为瓷介电容CCG11－2－1000P5KV8KVA，C11为瓷介电容CCG11－1－47P10KV9KVA，C12为可变电容CB－A－500P3KV，
C13为瓷介电容CCY1－B47P8KV，RFC1为高频轭流圈1MH0.5A，RFC2为高频轭流圈2.5MH0.5A，RFC3、RFC4为高频轭流圈1MH2A，J1、J2、J3为CJ10－10A220
，J4为时间继电器JS11－41，桥式硅堆为2DL0.5A10KV，R3为线绕电阻3.9KΩ50W，G为电子管F／u－33，B1为调压器220V／0－250V1KVA，B2为变压器220／3000V0.45A，B3为变压器220V／10V10A，B4、B6为调压器220V／0－250V2KVA，B5、B7为变压器220V／1000V2A，BX1、BX2为保险丝座BCF／10A。
权利要求1.大容量圆筒形平板型干法刻蚀机，有圆筒形反应室、内电极板、反应室密封帽、真空泵、进出气管、刻蚀源流量计及电源线路部分组成，真空泵和刻蚀源流量计分别用连接管与反应室连接，反应室密封帽套在反应室开口处，内电极板置于反应室内，电极电源引出端与高频电源线路输出端连接，其特征是内电极板为三个以上(含三个)水平电极板，或二个以上(含二个)垂直于水平面电极板，反应室的径向两侧或轴向两端有进气口和出气口。
2.按权利要求1所述的刻蚀机，其特征是奇数极板并联为一组，偶数极板并联为一组，两组的电源引出端分别与高频电源线路输出端连接。
3.按权利要求1、2所述的刻蚀机，其特征是在电源线路的高频放电回路上并联有可调节的直流偏置的直流电路。
4.按权利要求1、2所述的刻蚀机，其特征是在电源线路的高频放电回路上并联有正负半周对称波形可调节的交流低频偏置电路。
5.按权利要求1、2所述的刻蚀机，其特征是反应室的进气口和出气口分别与反应室内径向放置垂直于水平面的多个电极板一一对应，其对应方式为a、进气口和出气口在圆筒形反应室径向两侧上分别对准反应室内径向放置垂直于水平面的电极板；b、进气口和出气口分别对准反应室内径向放置垂直于水平面电极板间距的正中间。
6.按权利要求1、5所述的刻蚀机，其特征是反应室进气口和出气口的连接方式有a、每个进气口与进气管并接，每个出气口与出气管并接，进气口并接后的排列顺序与一一对应的出气口并接后的排列顺序互逆；b、首先将2x个进气口和出气口中相邻两个分别两两并接为2(x－1)组，再将并接成的2(x－1)组中相邻组两两并接，依次并接下去，直至最后并接成2°组时，再与流量计和真空泵分别连接。
7.按照权利要求1所述的刻蚀机，其特征是在垂直放置的每两个电极板放电空间有硅片支架。
专利摘要大容量圆筒形平板型干法刻蚀机是一种等离子体微细加工专用设备。该机容量大，刻蚀精度较高且均匀，能连续完成打底膜、刻蚀、去胶。生产效率高，结构简单，成本低，其特征是反应室内有水平放置的三个以上电极板或二个以上垂直于水平面放置的电极板，奇数极板并联为一组，偶数极板并联为一组，在电源线路高频放电回路上并联有可调节的直流偏置电路或正负半周对称波形可调节交流低频偏置电路，进气口和出气口按排连接恰当。
文档编号H05K3/08GK2084232SQ9021556
公开日1991年9月4日 申请日期1990年12月12日 优先权日1990年12月12日
发明者张崇玖, 何圣梅 申请人:张崇玖, 何圣梅