[發明專利]一種等離子體預清洗裝置

有效

• 申請號: 201110299536.4
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103014745A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 呂鈾
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23G5/04
• 分類號: C23G5/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;陳源

技術領域

本發明屬于等離子體加工設備領域，涉及一種應用于對加工件進行預清洗的等離子體裝置。

背景技術

等離子體預清洗工藝是制作微尺寸集成電路的常用技術，其是通過在腔室中激發出包含離子、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，等離子體中的具有還原性的自由基可與金屬氧化物發生化學反應，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產生。其中，感性耦合激發出的等離子體密度比容性耦合激發出的等離子體密度高1-2個數量級，而且，能量耦合效率高。因此，在實際應用中，常用感性耦合方式來激發等離子體。

圖1為等離子體預清洗裝置的結構簡圖。請參閱圖1，等離子體預清洗裝置包括腔室1以及設置在腔室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內激發出高密度的等離子體。在腔室罩2與線圈3之間設有法拉第屏蔽件5，借助法拉第屏蔽件5可以減少線圈3與腔室1內的等離子體之間的容性耦合能力。

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

發明內容

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

解決上述技術問題的所采用的技術方案是提供一種等離子體預清洗裝置，包括線圈、法拉第屏蔽件、介質桶、設置在所述介質桶頂端的頂蓋以及與所述介質桶底端相連的腔體，所述法拉第屏蔽件套在所述介質桶的外側，所述線圈纏繞在所述法拉第屏蔽件的外側，所述法拉第屏蔽件包括沿所述介質桶周緣方向排列的至少兩個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，在所述介質桶周緣方向上，相鄰兩個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，所述介質桶頂端與所述頂蓋之間設置有轉接法蘭，在所述轉接法蘭內部設有用于冷卻所述介質桶的冷卻通道，所述冷卻通道與冷卻介質源連通。

其中，所述介質桶采用陶瓷或石英制成。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的等離子體預清洗裝置，設置在介質桶外側的法拉第屏蔽件包括沿所述介質桶周緣方向排列的至少兩個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生，降低等離子體對介質桶的轟擊，從而延長介質桶的壽命以及減少反應腔室內的污染；而且可以減少、甚至避免法拉第屏蔽件上產生渦流，從而可以減少作用在線圈上的射頻功率的損失，進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，由至少兩個相互不相接觸的法拉第屏蔽單元沿所述介質桶周緣方向組成的法拉第屏蔽件容易加工，制作成本低，而且安裝維護方便。

附圖說明

圖1為等離子體預清洗裝置的結構簡圖；

圖2為法拉第屏蔽的結構示意圖；

圖3為本發明提供的等離子體預清洗裝置的結構簡圖；

圖4為本發明提供的法拉第屏蔽件的俯視圖；

圖5為本發明提供的法拉第屏蔽件的立體圖。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的等離子體預清洗裝置進行詳細描述。