[發(fā)明專利]一種等離子體預(yù)清洗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110299536.4
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103014745A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂鈾
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23G5/04
• 分類號: C23G5/04
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張?zhí)焓?陳源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于等離子體加工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于對加工件進(jìn)行預(yù)清洗的等離子體裝置。

背景技術(shù)

等離子體預(yù)清洗工藝是制作微尺寸集成電路的常用技術(shù)，其是通過在腔室中激發(fā)出包含離子、電子、自由基等中性粒子的高密度的等離子體，然后借助等離子體中的離子濺射、轟擊被加工工件的表面，從而將被加工工件表面的金屬氧化物去除。同時(shí)，等離子體中的具有還原性的自由基可與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也可以將被加工工件表面的金屬氧化物去除。

通常，等離子體是通過容性耦合、感性耦合或電子回旋共振等方式激發(fā)產(chǎn)生。其中，感性耦合激發(fā)出的等離子體密度比容性耦合激發(fā)出的等離子體密度高1-2個(gè)數(shù)量級，而且，能量耦合效率高。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，常用感性耦合方式來激發(fā)等離子體。

圖1為等離子體預(yù)清洗裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。請參閱圖1，等離子體預(yù)清洗裝置包括腔室1以及設(shè)置在腔室1上方并與腔室1連接的腔室罩2，腔室罩2采用石英或陶瓷等絕緣材料制成。在腔室罩2上纏繞有作為天線部件的線圈3，線圈3與射頻電源4連接。射頻電源4向線圈3提供高頻功率，從而在腔室1內(nèi)激發(fā)出高密度的等離子體。在腔室罩2與線圈3之間設(shè)有法拉第屏蔽件5，借助法拉第屏蔽件5可以減少線圈3與腔室1內(nèi)的等離子體之間的容性耦合能力。

圖2為法拉第屏蔽的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖2，法拉第屏蔽件5為圓桶狀結(jié)構(gòu)，其上間隔設(shè)有開口。然而，這種法拉第屏蔽件5為整體結(jié)構(gòu)，加工困難，制造成本高，而且安裝維護(hù)不便。更重要地是，法拉第屏蔽件5的端部沒有完全斷開，當(dāng)腔室1內(nèi)的磁場發(fā)生變化時(shí)，在法拉第屏蔽件5內(nèi)容易產(chǎn)生環(huán)流(渦流)，使得作用在線圈3上的射頻功率因產(chǎn)生熱量而損失，從而導(dǎo)致作用在線圈3上的射頻功率的能量耦合效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對等離子體預(yù)清洗裝置中存在的上述缺陷，提供一種等離子體預(yù)清洗裝置，其不僅可以避免容性耦合的產(chǎn)生，而且可以提高作用在線圈上的射頻功率的能量耦合效率。

解決上述技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是提供一種等離子體預(yù)清洗裝置，包括線圈、法拉第屏蔽件、介質(zhì)桶、設(shè)置在所述介質(zhì)桶頂端的頂蓋以及與所述介質(zhì)桶底端相連的腔體，所述法拉第屏蔽件套在所述介質(zhì)桶的外側(cè)，所述線圈纏繞在所述法拉第屏蔽件的外側(cè)，所述法拉第屏蔽件包括沿所述介質(zhì)桶周緣方向排列的至少兩個(gè)相互不接觸的法拉第屏蔽單元。

其中，在所述法拉第屏蔽單元上設(shè)有沿所述法拉第屏蔽件軸向方向的槽部。

其中，所述槽部在所述法拉第屏蔽件的周緣方向上的寬度為3～10mm。

其中，所述法拉第屏蔽單元在所述法拉第屏蔽件的徑向方向的厚度為3～10mm。

其中，在所述介質(zhì)桶周緣方向上，相鄰兩個(gè)所述法拉第屏蔽單元之間的距離為3～10mm。

其中，所述法拉第屏蔽單元采用導(dǎo)電材料制成。

其中，所述法拉第屏蔽件與直流電源連接。

其中，所述法拉第屏蔽件與直流電源之間連接有低通濾波器。

其中，所述介質(zhì)桶頂端與所述頂蓋之間設(shè)置有轉(zhuǎn)接法蘭，在所述轉(zhuǎn)接法蘭內(nèi)部設(shè)有用于冷卻所述介質(zhì)桶的冷卻通道，所述冷卻通道與冷卻介質(zhì)源連通。

其中，所述介質(zhì)桶采用陶瓷或石英制成。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的等離子體預(yù)清洗裝置，設(shè)置在介質(zhì)桶外側(cè)的法拉第屏蔽件包括沿所述介質(zhì)桶周緣方向排列的至少兩個(gè)相互不相接觸的法拉第屏蔽單元，該法拉第屏蔽件不僅能夠屏蔽電場，從而減少線圈與等離子體之間的容性耦合的發(fā)生，降低等離子體對介質(zhì)桶的轟擊，從而延長介質(zhì)桶的壽命以及減少反應(yīng)腔室內(nèi)的污染；而且可以減少、甚至避免法拉第屏蔽件上產(chǎn)生渦流，從而可以減少作用在線圈上的射頻功率的損失，進(jìn)而可以提高作用在線圈上的射頻功率的能量耦合效率。此外，由至少兩個(gè)相互不相接觸的法拉第屏蔽單元沿所述介質(zhì)桶周緣方向組成的法拉第屏蔽件容易加工，制作成本低，而且安裝維護(hù)方便。

附圖說明

圖1為等離子體預(yù)清洗裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2為法拉第屏蔽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的等離子體預(yù)清洗裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖4為本發(fā)明提供的法拉第屏蔽件的俯視圖；

圖5為本發(fā)明提供的法拉第屏蔽件的立體圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的等離子體預(yù)清洗裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。