射频电源装置及半导体工艺设备的制作方法

阅读：评论：0

1.本技术属于半导体装备技术领域，具体涉及一种射频电源装置及半导体工艺设备。

背景技术：

2.在半导体制造领域，刻蚀机作为集成电路制造工艺中不可或缺的设备，随着集成电路规模的不断攀升，在行业对于其产能、性能和效益比的要求日益提高，射频电源作为刻蚀机的核心部件之一，负责在腔室内形成电场从而激发出等离子体。随着刻蚀机的性能要求不断提高，其射频电源的功率也越来越大，一个刻蚀机腔室需要的射频电源的数量和功率越来越高。当前的射频电源数量较少，且整体体积较小，一般在pm小车上设计一个小型的射频电源柜来放置。然而，随着射频电源的体积和数量不断增加，当前的放置方式已无法满足要求。

技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种射频电源装置及半导体工艺设备，能够解决当前射频电源放置方式无法满足要求的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.本技术实施例提供了一种射频电源装置，用于为半导体工艺设备的反应腔室提供射频功率，所述射频电源装置包括：主体、第一电气盒以及多个射频电源；
6.所述主体具有容纳腔体，所述第一电气盒及多个所述射频电源均设置于所述容纳腔体，且所述第一电气盒与多个所述射频电源电连接，用于控制多个所述射频电源工作；
7.所述第一电气盒用于通过电气线缆与所述半导体工艺设备的控制系统电连接，多个所述射频电源用于与所述反应腔室电连接。
8.本技术实施例还提供了一种半导体工艺设备包括：反应腔室和上述射频电源装置；
9.所述反应腔室包括腔体、上电极、真空系统和第二电气盒，所述上电极、所述腔体及所述真空系统自上至下依次设置；
10.所述射频电源装置设置于所述真空系统的一侧；
11.所述第二电气盒设置于所述射频电源装置的一侧。
12.本技术实施例采用一种可以放置多个射频电源以及第一电气盒(即，射频电源电气盒)的集成式射频电源装置，从而可以有效解决射频电源电气盒与射频电源分别放置导致电气设备分散在机台其他部分而占用过大面积的问题；并且，相比于相关技术中只设计一个小型射频电源的方式，本技术实施例中的射频电源装置可以采用多个射频电源，从而可以满足一个半导体工艺设备(如，刻蚀机等)需要多个射频电源的实际需求。
附图说明
13.图1为本技术实施例公开的射频电源装置的第一结构示意图；
14.图2为本技术实施例公开的射频电源装置的第二结构示意图；
15.图3为本技术实施例公开的射频电源装置的第三结构示意图；
16.图4为本技术实施例公开的射频电源装置的第四结构示意图；
17.图5为本技术实施例公开的磁屏蔽组件的结构示意图；
18.图6为本技术实施例公开的pm整机(即，刻蚀机)的第一示意图；
19.图7为本技术实施例公开的pm整机(即，刻蚀机)的第二示意图；
20.图8为本技术实施例公开的pm整机(即，刻蚀机)的第三示意图；
21.图9为本技术实施例公开的半导体工艺设备的布局示意图。
22.附图标记说明：
23.100-射频电源装置；110-主体；111-框架；112-支撑板；113-板面；114-连接件；1141-安装孔；115-脚轮；116-第一电气线缆连接口；120-第一电气盒；130-射频电源；
24.200-水冷装置；
25.300-磁屏蔽组件；
26.400-腔体；
27.500-上电极；
28.600-真空系统；
29.700-第二电气盒；
30.m-容纳腔体；n-避让空间。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例进行详细地说明。
34.参考图1至图9，本技术实施例公开了一种射频电源装置100，用于为半导体工艺设备的反应腔室提供射频功率，以便于进行工艺反应。所公开的射频电源装置100包括主体110、第一电气盒120以及多个射频电源130。
35.其中，主体110为射频电源装置100的基础安装构件，其可以为第一电气盒120、射频电源130等构件提供安装基础。在一些实施例中，主体110具有容纳腔体m，第一电气盒120
及多个射频电源130均设置于容纳腔体m，如此，通过主体110可以容纳并安装第一电气盒120和多个射频电源130，并且还可以对第一电气盒120和多个射频电源130起到防护作用，以防止外界因素干扰或损坏第一电气盒120和射频电源130。
36.可选地，主体110可以为立方壳体形状，当然，还可以为其他结构、形状，本技术实施例对此不作具体限定。另外，为方便移动射频电源装置100，主体110还可以设计为车体，此时，射频电源装置100可以看作是射频电源小车，通过车体可以携带第一电气盒120和多个射频电源130移动，以便于适应多种工况需求。
37.第一电气盒120与多个射频电源130电连接，用于控制多个射频电源130工作。此处需要说明的是，第一电气盒120主要是为多个射频电源130提供各种控制信号，以控制多个射频电源130的工作状态，从而为反应腔室提供适当的射频功率，以保证反应腔室内反应工艺的正常进行。此处需要说明的是，第一电气盒120及射频电源130各自的具体结构及其工作原理均可参考相关技术，此处不作详细阐述。
38.第一电气盒120用于通过电气线缆与半导体工艺设备的控制系统电连接。示例性地，电气线缆可以包括输电线缆和信号线缆，输电线缆和信号线缆均与半导体工艺设备的控制系统连接，如此，在控制系统的控制作用下，输电线缆可以向第一电气盒120输送电能，以为射频电源装置100供电，与此同时，控制系统还可以通过信号线缆向第一电气盒120发送控制信号，以对第一电气盒120的工作状态进行控制，进一步通过第一电气盒120控制多个射频电源130的工作状态。
39.多个射频电源130用于与反应腔室电连接，使得多个射频电源130可以分别为反应腔室提供射频功率，从而可以满足反应腔室的工艺需求，进而有利于提高反应腔室乃至整个半导体工艺设备的性能。
40.基于上述设置，本技术实施例采用一种可以放置多个射频电源130以及第一电气盒120(即，射频电源电气盒)的集成式射频电源装置100，可以有效解决射频电源电气盒与射频电源130分别放置导致电气设备分散在机台其他部分而占用过大面积的问题；并且，相比于相关技术中只设计一个小型射频电源130的方式，本技术实施例中的射频电源装置100可以采用多个射频电源130，从而可以满足一个半导体工艺设备(如，刻蚀机等)需要多个射频电源130的实际需求。
41.考虑到射频电源装置100包括多个射频电源130等电气构件，在工作时会产生较多的热量，会导致整个射频电源装置100温度较高，长此以往，会影响射频电源装置100的使用寿命，或者造成射频电源装置100烧毁。
42.基于上述情况，本技术实施例中的射频电源装置100还可以包括水冷装置200，如图2和图4所示，水冷装置200设置于容纳腔体m，用于对射频电源130进行冷却降温，以保证射频电源130的温度不至于过高。
43.具体地，每个射频电源130分别具有电源水路接口，电源水路接口与水冷装置200的出水口连接，而水冷装置200的进水口用于与外部冷却水管连接。如此，通过水冷装置200可以为每个射频电源130输送冷却水，以实现对射频电源130的水冷，从而降低射频电源130的温度，保证其在合理的温度范围内工作。可选地，冷却水可以来自于厂务端。
44.进一步地，主体110可以开设冷却水管连接口，使得冷却水管可以经由冷却水管连接口延伸至主体110内部，并与位于容纳腔体m中的水冷装置200的进水口连接，以便于为水
冷装置200提供冷却水。
45.基于上述设置，厂务端的冷却水可以经由冷却水管输送至水冷装置200，经水冷装置200后经由电源水路接口流入射频电源130，并从射频电源130的出水口流出，以便于带走射频电源130工作时产生的热量。
46.继续参考图4，一些实施例中，第一电气盒120与容纳腔体m的底端面之间形成有避让空间n，水冷装置200与避让空间n相对设置。示例性地，第一电气盒120的靠近容纳腔体m的底端面的一侧可以去掉部分材料而形成缺口，即，避让空间n，该缺口的设置即可以将水冷装置200露出，避免第一电气盒120遮盖水冷装置200而影响水冷装置200的维修、维护。
47.基于上述设置，工作人员可以将手经过避让空间n伸入至水冷装置200的位置，以便于操作维护、维修水冷装置200。
48.考虑到射频电源装置100包括多个射频电源130，为避免其工作时产生的电磁干扰影响周围其他设备，参考图5，本技术实施例中，射频电源装置100还可以包括磁屏蔽组件300，磁屏蔽组件300设置于主体110的外部，并覆盖主体110的至少部分壁板。示例性地，可以在靠近射频电源130的区域的外围覆盖磁屏蔽组件300，既可以起到一定的磁屏蔽作用，又可以减少磁屏蔽材料的使用，以降低成本。当然，为了达到较佳的磁屏蔽效果，还可以对主体110的整个外围覆盖磁屏蔽组件300，以便于最大限度地缓解磁场泄露问题。通过磁屏蔽组件300可以用于屏蔽射频电源130产生的电磁以及发出的射频噪声。
49.在一些实施例中，磁屏蔽组件300可以包括多块磁屏蔽板，多块磁屏蔽板一一对应地设置于主体110的各壁板的外侧面，如此，可以实现对主体110的全方位包裹，从而可以大大减少磁泄露，有效缓解了射频电源装置100工作时产生的电磁干扰对周围设备产生影响的问题。示例性地，磁屏蔽板可以采用粘接、螺接、铆接、卡接等方式固定。
50.可选地，磁屏蔽板的厚度范围可以为1mm～2mm，具体包括1mm、1.2mm、1.4mm、1.58mm、1.6mm、1.8mm、2mm等，当然还可以包括其他数值，具体可根据需要屏蔽的磁场强度而定。
51.其中，每块磁屏蔽板的外形尺寸可以与主体110的各壁板的外侧面保持一致，当然，也可以略大于各壁板的外侧面的尺寸。
52.另外，磁屏蔽组件300还可以采用磁屏蔽材质，即，各块磁屏蔽板均采用磁屏蔽材质，该磁屏蔽材质包括1j85软磁合金。1j85软磁合金具有高电阻率和高磁导率，其本质是铁—镍(78％～80％)二元合金，还含有mo、al、mn、cu、si等元素。当然，还可以是其他任何具有磁屏蔽功能的材质，本技术实施例对此不作具体限定。
53.此处需要说明的是，上述磁屏蔽材质的磁导率较高，使得射频电源130产生的电磁场无法穿透屏蔽材质，从而起到了磁屏蔽的效果，进而可以隔绝射频电源130产生的电磁场对周围其他设备造成影响。
54.参考图2，在一些实施例中，主体110可以包括框架111、多块支撑板112和多个板面113，其中，多个板面113对应设置于框架111的各个侧部，多个板面113共同围设成容纳腔体m，且至少部分板面113相对于框架111可翻转开启或闭合，多个支撑板112层叠且相互间隔地设置于容纳腔体m，且多个支撑板112均与框架111固定连接。
55.其中，框架111为主体110的基本支撑骨架，多个板面113用于对框架111的各个侧部进行封堵，以便于对主体110内部的第一电气盒120和多个射频电源130等电气构件进行
遮盖，一方面可以提高美观性，另一方面还可以起到防护作用，以防止外界因素导致电气构件无法正常工作或损坏。支撑板112起到支撑作用，以便于为电气构件启动安装基础。可选地，支撑板112可以焊接在框架111上，以提高连接的牢固性。
56.可选地，至少部分板面113与框架111之间可以可以采用铰链连接，以保证连接的牢固性，并且便于翻转开启或闭合，以便于对主体110内部的电气构件进行维修、维护或更换。
57.本技术实施例中，多个射频电源130一一对应地设置于多个支撑板112，从而可以通过支撑板112对相应的射频电源130进行支撑和安装，以防止射频电源130在主体110内随意移动。第一电气盒120则与框架111固定连接，以保证安装的牢固性和稳定性，并且可以适应主体110内部各电气构件的排布，以便于容纳更多的电气构件。可选地，第一电气盒120的外侧可以焊接在框架111上，以保证连接的牢固性。
58.参考图1和图2，在一些实施例中，主体110的底部可以设有连接件114，该连接件114设有安装孔1141，安装孔1141内设有紧固件，紧固件用于与反应腔室紧固连接。示例性地，安装孔1141可以为条形孔，紧固件可以为螺栓，反应腔室也可以设有安装孔，如此，通过螺栓可以穿入连接件114的安装孔1141以及反应腔室的安装孔，并紧固，以将射频电源装置100与反应腔室固定在一起。
59.基于上述设置，可以将射频电源装置100紧邻反应腔室，并实现两者之间的紧固连接，从而可以无需连接射频电源130与反应腔室的射频线过长，进而可以减少电磁辐射的产生。
60.在另一些实施例中，主体110的底部还可以分布有多个用于射频电源装置100移动的脚轮115。示例性地，如图1至图3所示，主体110的底板的下方可以安装四个脚轮115，一方面可以使射频电源装置100相对稳定，另一方面还可以便于射频电源装置100移动。
61.为了使电气线缆能够与第一电气盒120电连接，本技术实施例中，其中一个板面113开设有第一电气线缆连接口116，电气线缆的一端可以经过第一电气线缆连接口116延伸至主体110的内部，以便于与第一电气盒120电连接。通过设置第一电气线缆连接口116，可以对电气线缆起到避让作用，以便于使电气线缆的一端穿入至主体110的容纳腔体m内。此处需要说明的是，上述电气线缆用于连接第一电气盒120与控制系统，以便于向第一电气盒120传输电能以及控制信号。
62.同样地，其中一个板面113还可以开设有第二电气线缆连接口，与射频电源130电连接的电气线缆可以经由第二电气线缆连接口延伸至主体110外部，以便于与反应腔室电连接。通过设置第二电气线缆连接口，可以对电气线缆起到避让作用，以便于使电气线缆的一端穿出主体110的容纳腔体m。此处需要说明的是，上述电气线缆用于连接射频电源130与反应腔室，以便于向反应腔室传输控制信号。
63.在一些实施例中，射频电源130可以为高功率射频电源，其用于满足反应腔室更好的性能要求。其中，高功率射频电源的功率可以大于或等于6kw。另外，高功率射频电源的外形尺寸可以大于或等于663mm*483mm*128mm。
64.相比于相关技术中的低功率射频电源，本技术实施例中的射频电源130功率更高，外形尺寸更大，并且可以将多个高功率射频电源集成在一起，从而可以替代更多个低功率设备电源，在安装时，可以适应于性能更高的反应腔室。
65.参考图1至图9，基于上述射频电源装置100，本技术实施例还公开了一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备包括反应腔室和上述射频电源装置100，其中，反应腔室可以包括腔体400、上电极500、真空系统600和第二电气盒700，且上电极500、腔体400及真空系统600自上至下依次设置，射频电源装置100设置于真空系统600的一侧，第二电气盒700设置于射频电源装置100的一侧。
66.参考图6至图9分别为半导体工艺设备的整体布局的各视角的示意图。在需要对射频电源装置100进行维护、维修时，可以打开射频电源装置100的部分板面113，以便于对射频电源装置100内的电气构件进行维护、维修操作。当需要对真空系统600进行维护时，可以拉动射频电源装置100，并形成维护空间，工作人员站在射频电源装置100原来的位置，对真空系统600进行维护。当需要拆卸真空系统600时，先将射频电源装置100拉出，在将真空系统600拉出即可，以便于拆卸并移走真空系统600。
67.综上所述，本技术实施例采用可以装载多个高功率射频电源的射频功率装置，以适应更好性能要求的反应腔室；射频电源装置100还集成了水冷等功能，以延长射频电源装置100的使用寿命，并增加了磁屏蔽功能，以缓解射频电源装置100工作时对周围设备造成影响的问题。
68.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：

1.一种射频电源装置，用于为半导体工艺设备的反应腔室提供射频功率，其特征在于，所述射频电源装置包括：主体(110)、第一电气盒(120)以及多个射频电源(130)；所述主体(110)具有容纳腔体(m)，所述第一电气盒(120)及多个所述射频电源(130)均设置于所述容纳腔体(m)，且所述第一电气盒(120)与多个所述射频电源(130)电连接，用于控制多个所述射频电源(130)工作；所述第一电气盒(120)用于通过电气线缆与所述半导体工艺设备的控制系统电连接，多个所述射频电源(130)用于与所述反应腔室电连接。2.根据权利要求1所述的射频电源装置，其特征在于，所述射频电源装置(100)还包括水冷装置(200)，所述水冷装置(200)设置于所述容纳腔体(m)；所述射频电源(130)具有电源水路接口，所述电源水路接口与所述水冷装置(200)的出水口连接，所述水冷装置(200)的进水口用于与外部冷却水管连接。3.根据权利要求1所述的射频电源装置，其特征在于，所述射频电源装置(100)还包括磁屏蔽组件(300)，所述磁屏蔽组件(300)设置于所述主体(110)的外部，并覆盖所述主体(110)的至少部分壁板。4.根据权利要求3所述的射频电源装置，其特征在于，所述磁屏蔽组件(300)包括多块磁屏蔽板，多块所述磁屏蔽板一一对应地设置于所述主体(110)的各壁板的外侧面，所述磁屏蔽板的厚度范围为1.0～2.0mm；和/或，所述磁屏蔽组件(300)采用磁屏蔽材质，所述磁屏蔽材质包括1j85软磁合金。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的射频电源装置，其特征在于，所述主体(110)包括框架(111)、多块支撑板(112)和多个板面(113)；多个所述板面(113)对应设置于所述框架(111)的各个侧部，多个所述板面(113)共同围设成所述容纳腔体(m)，且至少部分所述板面(113)相对于所述框架(111)可翻转开启或闭合；多个所述支撑板(112)层叠且相互间隔地设置于所述容纳腔体(m)，且多个所述支撑板(112)均与所述框架(111)固定连接；多个所述射频电源(130)一一对应地设置于多个所述支撑板(112)；所述第一电气盒(120)与所述框架(111)固定连接。6.根据权利要求5所述的射频电源装置，其特征在于，所述主体(110)的底部设有连接件(114)，所述连接件(114)设有安装孔(1141)，所述安装孔(1141)内设有紧固件，所述紧固件用于与所述反应腔室紧固连接；和/或，所述主体(110)的底部分布有多个用于使所述射频电源装置(100)移动的脚轮(115)。7.根据权利要求5所述的射频电源装置，其特征在于，其中一个所述板面(113)开设有第一电气线缆连接口(116)，所述电气线缆的一端能够经过所述第一电气线缆连接口(116)延伸至所述主体(110)的内部，并与所述第一电气盒(120)电连接；和/或，其中一个所述板面(113)开设有第二电气线缆连接口，与所述射频电源(130)电连接的电气线缆能够经过所述第二电气线缆连接口延伸至所述主体(110)外部，并用于与所述反应腔室电连接。8.根据权利要求2所述的射频电源装置，其特征在于，所述第一电气盒(120)与所述容
纳腔体(m)的底端面之间形成有避让空间(n)，所述水冷装置(200)与所述避让空间(n)相对设置。9.根据权利要求1所述的射频电源装置，其特征在于，所述射频电源(130)为高功率射频电源；所述高功率射频电源的功率大于或等于6kw，和/或，所述高功率射频电源的外形尺寸大于或等于663mm*483mm*128mm。10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：反应腔室以及权利要求1至9中任意一项所述的射频电源装置(100)；所述反应腔室包括腔体(400)、上电极(500)、真空系统(600)和第二电气盒(700)，所述上电极(500)、所述腔体(400)及所述真空系统(600)自上至下依次设置；所述射频电源装置(100)设置于所述真空系统(600)的一侧；所述第二电气盒(700)设置于所述射频电源装置(100)的一侧。

技术总结

本申请公开了一种射频电源装置及半导体工艺设备，涉及半导体装备领域。一种射频电源装置，用于为半导体工艺设备的反应腔室提供射频功率，所述射频电源装置包括：主体、第一电气盒以及多个射频电源；所述主体具有容纳腔体，所述第一电气盒及多个所述射频电源均设置于所述容纳腔体，且所述第一电气盒与多个所述射频电源电连接，用于控制多个所述射频电源工作；所述第一电气盒用于通过电气线缆与所述半导体工艺设备的控制系统电连接，多个所述射频电源用于与所述反应腔室电连接。本申请能够解决当前射频电源放置方式无法满足要求的问题。决当前射频电源放置方式无法满足要求的问题。决当前射频电源放置方式无法满足要求的问题。