本實用新型涉及等離子體刻蝕機的組件，具體涉及一種等離子體刻蝕機的壓環(huán)。

背景技術：

刻蝕是半導體加工、微電子制造、LED生產(chǎn)等領域中非常重要的一步工藝。由于半導體器件的集成度日漸提高，對于生產(chǎn)中尺寸控制的要求也愈發(fā)提高，因此對刻蝕精度的要求也越來越高。常見的刻蝕手段主要有干法刻蝕和濕法刻蝕。與濕法刻蝕相比，干法刻蝕具有各向異性好、選擇比高、工藝可控、重復性好、無化學廢液污染等優(yōu)點。干法刻蝕可以分為光揮發(fā)刻蝕、氣相刻蝕、等離子體刻蝕等。

等離子體刻蝕是目前常見的一種干法刻蝕方法，當氣體暴露于電子區(qū)域時，產(chǎn)生電離氣體和具有高能電子的氣體，從而形成等離子體，電離氣體經(jīng)過加速電場，將釋放大量能量到刻蝕表面。與其他刻蝕技術相比，等離子體刻蝕技術的結構簡單、操作便利、性價比高。例如在室溫下刻蝕硅片，產(chǎn)品具有較高的刻蝕速率和選擇比，并能保持較好的側壁陡直度。因此，等離子體刻蝕廣泛用于各類器件制作中。

等離子體刻蝕中，速度和均勻性是兩個極其重要的參數(shù)。對于工業(yè)生產(chǎn)來說，刻蝕速度快，則刻蝕所需時間就少，生產(chǎn)效率才能大幅提高。而均勻性則對產(chǎn)品的良品率有較大影響。

反應真空腔是等離子體刻蝕機的重要組成之一，而壓環(huán)則是真空反應腔中最為關鍵的部分。將待刻樣片送入反應腔后，需要用壓環(huán)壓緊樣片，否則在刻蝕的過程中被刻蝕的樣片容易錯位偏離，必然會嚴重影響刻蝕結果?，F(xiàn)有的等離子體刻蝕機真空反應腔內使用的壓環(huán)存在諸多問題。首先是過于笨重，在單氣缸頂升過程中容易偏斜，其次結構方面也嚴重影響刻蝕的均勻性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術中的壓環(huán)過于笨重、頂升過程中容易偏斜從而影響刻蝕中均勻性等問題而提出。本實用新型提供一種等離子體刻蝕機的壓環(huán)，用于將被刻蝕樣片固定于下電極，其中，所述壓環(huán)包括壓環(huán)主體、定位爪、和樣片壓圈，所述壓環(huán)主體呈平面圓環(huán)狀，所述定位爪沿著所述壓環(huán)主體的周向間隔一定角度而設置并沿徑向凸出到壓環(huán)主體外周，所述樣片壓圈沿周向整圈設置于所述壓環(huán)主體的內側并與所述壓環(huán)主體同心，在所述定位爪的每個中設置有用于與垂直導向桿相配合的定位孔。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，每個所述定位爪均與壓環(huán)主體位于同一平面。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述定位爪的數(shù)目為至少三個，且在壓環(huán)主體的周向上均勻分布。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，每個所述定位爪投影在下電極的上表面上的徑向長度為10～50mm，每個所述定位爪沿所述壓環(huán)主體的周向的寬度為20～50mm。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述定位爪與所述壓環(huán)主體為一體化成形而成的結構。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述樣片壓圈的朝向所述樣片的面包括樣片壓觸環(huán)面，所述樣片壓觸環(huán)面與所述壓環(huán)主體的下表面不在一個平面而形成臺階狀。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述樣片壓圈的與所述樣片壓觸面相垂直的面從所述樣片壓觸面離開一定距離后向所述壓環(huán)主體徑向朝外的方向傾斜一定角度a而形成錐面，所述角度a為95°～150°。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述樣片壓圈與所述壓環(huán)主體為一體化成形而成的結構。

在本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，所述壓環(huán)主體由作為絕緣材質的陶瓷或石英加工而成。

本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)不僅形狀新穎，而且輕盈結實，確保了壓環(huán)的頂升與下降過程中不偏斜，同時也改善了反應腔室內刻蝕的均勻性。并且對偏壓值也起到較好的改善。

附圖說明

圖1是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)的立體結構示意圖；

圖2是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)的從另一方向觀察的立體結構示意圖；

圖3(a)是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)沿徑向剖切后的剖面圖；

圖3(b)是圖3(a)中的樣片壓圈和定位爪的局部放大示意圖；

圖4(a)是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)將樣片固定在下電極的狀態(tài)下的沿徑向剖切后的剖面圖；

圖4(b)是圖4(a)中的樣片壓圈的剖面的局部放大示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"上"、"下"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

圖1是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)的立體結構示意圖，圖2是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)的從另一方向觀察的立體結構示意圖。如圖1所示，本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)10包括壓環(huán)主體11、定位爪12、和樣片壓圈13，壓環(huán)主體11整體形成為平面圓環(huán)狀，定位爪12沿著壓環(huán)主體11的周向間隔一定角度而設置并沿徑向凸出到壓環(huán)主體11的外周，樣片壓圈13沿周向整圈設置于所述壓環(huán)主體的內側并與所述壓環(huán)主體同心，在定位爪12的每個中設置有用于與未圖示垂直導向桿相配合的定位孔121。壓環(huán)主體11和定位爪12厚度相同，厚度范圍可以設為4mm～10mm。樣片壓圈13作為壓環(huán)的內側，與壓環(huán)主體11內側緊接，厚度減薄，厚度優(yōu)選為取值2～6mm。

本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)中，優(yōu)選為，定位爪12的數(shù)目為三個，且在壓環(huán)主體的周向上均勻分布。當然定位爪12的數(shù)目也可以是三個以上，比如四個、六個、九個，優(yōu)選為定位爪12的數(shù)目在各定位爪12沿圓周均布后能夠形成旋轉對稱，由此可以更加均勻地分配與垂直導向桿配合的摩擦力。每個定位爪12與壓環(huán)主體11位于同一平面內。根據(jù)與其相配合的垂直導向桿的尺寸，每個定位爪12投影在承載樣片的下電極的上表面上的徑向長度為10～50mm，每個定位爪沿壓環(huán)主體11的周向的寬度為20～50mm。

定位爪12與壓環(huán)主體11可以為通過螺栓固定連接的可拆卸結構，當然為了提高精度定位精度或者減少零件數(shù)目、降低成本，定位爪12也可以與壓環(huán)主體11通過直接一體化成形為一體結構。例如，將陶瓷粉擠壓成壓環(huán)整體粗略形狀或輪廓，再用刀具挖削出所需形狀，并留有一定余量，等整體被燒結完，變成堅硬的陶瓷后，再進行精細磨削加工而成。

樣片壓圈13在壓環(huán)主體11的內側整圈設置，優(yōu)選為，樣片壓圈13的朝向所述樣片的面形成為臺階狀而包括壓圈凹入面t1和樣片壓觸面t2。圖3(a)是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)沿徑向剖切后的剖面圖，圖3(b)是圖3(a)中的樣片壓圈和定位爪的局部放大示意圖。如圖3(a)～圖3(b)所示，樣片壓圈13的與樣片壓觸面t2相垂直的面從所述樣片壓觸面離開一定距離后向所述壓環(huán)主體徑向朝外的方向傾斜一定角度a而形成錐面，所述角度a為95°～150°。通過選擇合適的角度a，能夠對等離子體更適當?shù)剡M行聚焦，從而改善刻蝕的均勻性能。

優(yōu)選為樣片壓圈13與壓環(huán)主體11直接一體化成形為一體結構。例如，將陶瓷粉擠壓成壓環(huán)整體粗略形狀或輪廓，再用刀具挖削出所需形狀，并留有一定余量，等整體被燒結完，變成堅硬的陶瓷后，再進行精細磨削加工而成。另外，壓環(huán)主體11、定位爪12、樣片壓圈13的其中一個或多個可以由作為絕緣材質的陶瓷或石英加工而成。

圖4(a)是本實用新型所涉及的等離子體刻蝕機的壓環(huán)將樣片固定在下電極的狀態(tài)下的沿徑向剖切后的剖面圖，圖4(b)是圖4(a)中的樣片壓圈的剖面的局部放大示意圖。如圖4(a)～圖4(b)所示，本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)在使用過程中，使等離子體刻蝕機上垂直配置的三根或多根支撐桿(未圖示)分別與壓環(huán)10的定位爪12的定位孔121連接，壓環(huán)10在氣缸的驅動下隨著支撐桿沿著上下方向移動，當壓環(huán)10下降到樣片壓圈13與樣片接觸時，調節(jié)氣缸的驅動而將支撐桿的力均勻地傳遞到樣片壓圈13整體，確保把放置在下電極20上的樣片30均勻的壓緊。樣片壓圈13與樣片30接觸，樣片壓圈以其整圈整體均勻地壓緊樣片30。通過設定合適的壓觸寬度b，能夠確保在壓緊樣片30的情況下樣片30盡可能多地暴露于等離子體中，改善刻蝕的均勻性的同時也改善刻蝕的偏壓情況。壓觸寬度b的范圍優(yōu)選為0.5mm～5mm。

本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)結構相對輕盈。固定壓環(huán)的三個孔在圓周上均勻分布，由此減輕了壓環(huán)重量，且改善了刻蝕均勻性。壓環(huán)是通過三根支撐桿連接于三個柄上的孔，隨之上下運動，三個柄均勻地傳遞力到設置于壓環(huán)內壁的多個樣片壓圈上，確保壓環(huán)平穩(wěn)均勻地壓緊樣片。綜上所述，本實用新型的壓環(huán)的形狀新穎、壓圈的設計巧妙，能夠確保壓環(huán)頂升與下降過程中不偏斜，同時也改善了反應腔室內刻蝕的均勻性，并且對偏壓值也起到較好的改善。

將本實用新型的等離子體刻蝕機的壓環(huán)應用于等離子體加工設備，可以提高刻蝕速率、以及均勻性，從而可以提高工藝的均勻性，進而可以提高工藝質量，提高工藝良品率。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。