[发明专利]一种用于半导体加工反应腔室的密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封结构，特别是涉及一种用于半导体加工反应腔室并延长所使用的密封圈寿命的密封结构。

背景技术

目前，半导体晶片加工主要是在真空环境下进行的。真空环境是通过泵将反应腔室中的气体抽走来实现的，反应腔室的密闭环境是通过密封圈来实现的。在半导体晶片的加工过程中会使用到很多化学气体以及等离子装置，其中电感耦合等离子体装置被广泛应用，如干法刻蚀设备、化学气相沉积。其原理是：在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔室中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团和被刻蚀物质表面发生化学反应和物理反应，反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。

图1显示了目前常用的一种电感耦合等离子体设备的结构示意图。反应腔室的密闭环境是通过石英盖板20和反应腔室10之间的密封圈300以及静电卡盘60与反应腔室间的密封圈300来实现密封的。工艺气体通过管路由固定在石英盖板20上的进气口A进入反应腔室10，在施加了射频电源的线圈100的激发下，工艺气体电离成等离子体，等离子体在偏压的驱动下，对吸附在静电卡盘60上的晶片50进行沉积、刻蚀，刻蚀后的生成物通过抽气口B被泵抽走。

图2为现有最常用的密封结构，它是在组成密闭空间的部件之一上加工出矩形密封槽，将密封圈固定于密封槽之中，然后通过另一部件对密封圈的挤压使密封圈产生弹性变形来实现内外的隔绝，从而实现密封，这种密封结构被广泛的应用在半导体行业中。

上述现有技术的缺陷在于，半导体晶片的加工往往会用到各种化学气体以及等离子体，在如图2所示的密封结构中，上下密封面均为平面，且不可能完全接触，总会存在着间隙，而两平面之间的缝隙为直缝，这就使得化学气体及等离子体会通过这条直缝接触到密封圈，而化学气体及等离子体会对密封圈产生腐蚀作用，这就使得密封圈的寿命降低，需要定期的更换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服上述现有技术的缺陷而提供一种可以延长使用寿命的用于半导体加工反应腔室的密封结构。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

本发明的一种用于半导体加工反应腔室的密封结构，包括相互连接并共同组成反应腔室的盖板、腔室侧壁和静电卡盘，在所述腔室侧壁与盖板和/或静电卡盘的连接处设有卡件，卡件上设有密封件，在所述腔室侧壁与盖板或静电卡盘的连接处还设有至少一处曲面连接部，所述曲面连接部和所述连接处之间呈0～90度角。

优选地，设有至少两处曲面连接部，所述曲面连接部为向所述连接处至少一侧弯曲的三角形曲面，或矩形曲面，或弧面，或上述曲面的结合。更进一步，所述曲面连接部包括位于连接处一侧的凹槽，以及位于连接处另一侧并与所述凹槽相配合的凸起。

优选地，在所述曲面连接部的至少一侧上还设有第二密封件。更进一步，在所述曲面连接部的两侧上均设有相互配合第二密封件。

优选地，所述曲面连接部与所述连接处成1～45度，所述曲面连接部相对于所述密封件靠近反应腔室。所述曲面连接部与所述盖板或腔室侧壁或静电卡盘一体制成。在所述连接处的两侧均设有卡件，所述密封件适配位于所述连接处两侧的卡件之间。所述卡件为梯形凹槽或突台。

本发明的优点是：由于本发明通过改变真空端密封面之间缝隙的形状，使得缝隙的长度得到加长，即：延长了化学气体及等离子体到密封圈的路径，从而降低了到达密封圈的化学气体及等离子体的量，同时曲折的形状大大增加了化学气体及等离子体通过的难度，从而延长了密封圈的寿命。

附图说明

图1为现有技术中电感耦合等离子体设备的结构示意图；

图2为现有技术的密封结构；

图3为本发明第一种实施例的结构示意图；

图4为本发明第二种实施例的结构示意图；

图5为本发明第三种实施例的结构示意图；

图6为本发明第四种实施例的结构示意图；

图7为本发明第五种实施例的结构示意图；

图8为本发明第六种实施例的结构示意图；

图9A为本发明第七种实施例的结构示意图；

图9B也为本发明第七种实施例的结构示意图

图10为本发明第八种实施例的结构示意图。

具体实施方式