[實(shí)用新型]等離子處理裝置及其法拉第屏蔽裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220309133.3
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN202839531U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許頌臨
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于射頻電感式耦合等離子處理裝置的法拉第屏蔽裝置。?

背景技術(shù)

利用射頻電感式耦合等離子體進(jìn)行刻蝕或沉積是制備半導(dǎo)體薄膜器件的一種關(guān)鍵工藝，包括各種微電子器件、薄膜光伏電池、發(fā)光二極管等的制備都離不開刻蝕或沉積工藝。等離子體刻蝕或沉積的基本過程是：將反應(yīng)氣體從氣源引入反應(yīng)腔室，在等離子體中進(jìn)行電離和分解形成離子和自由基。這些具有高度反應(yīng)活性的粒子依靠氣體運(yùn)輸?shù)竭_(dá)待加工物體表面進(jìn)行表面反應(yīng)。?

在等離子體中進(jìn)行的表面刻蝕或沉積反應(yīng)的均勻性，與等離子體的均勻性直接相關(guān)。而等離子體的均勻性又取決于通過射頻線圈進(jìn)行的能量耦合的均勻性以及反應(yīng)腔的尺寸及形狀。通過射頻線圈進(jìn)行的能量耦合一般包括交流和直流兩部分，交流部分用于產(chǎn)生等離子體，而直流部分用于增加離子對反應(yīng)腔表面的轟擊能量。現(xiàn)有技術(shù)中的法拉第屏蔽裝置的主要用途，是減少或消除直流部分的能量耦合。?

半導(dǎo)體工藝件的均一性是困擾半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一個(gè)問題。所謂半導(dǎo)體工藝件的邊緣效應(yīng)是指在等離子體處理工藝過程中，由于等離子體受電磁場控制，而上下兩極邊緣處的場強(qiáng)會(huì)受邊緣條件的影響，總有一部分電磁場線彎曲，而導(dǎo)致電磁場邊緣部分場強(qiáng)不均，進(jìn)而導(dǎo)致該部分的等離子體濃度不均勻。在該種情況下，生產(chǎn)出的半導(dǎo)體工藝件周圍也存在一圈處理不均勻的區(qū)域。這一不均勻現(xiàn)象在射頻電場頻率越高時(shí)越明顯，在射頻頻率大于60MHZ甚至大于100Mhz時(shí)這一等離子濃度的不均勻性程度已經(jīng)很難再用其它裝置如位于靜電夾盤邊緣的聚集環(huán)來調(diào)控。?

其中，除了邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的均一性問題，還有其他未知因素也會(huì)導(dǎo)致均?一性問題的產(chǎn)生。例如，射頻電感式耦合等離子處理裝置腔室絕緣窗口的線圈排布不是絕對均勻的，這就導(dǎo)致在有些區(qū)域線圈排布密集，而在其他區(qū)域相對排布較稀疏，因此對應(yīng)于線圈排布密集的區(qū)域磁場強(qiáng)度就較強(qiáng)，而對應(yīng)于線圈排布稀疏的區(qū)域磁場強(qiáng)度就較弱。磁場強(qiáng)度的強(qiáng)弱直接關(guān)系到所產(chǎn)生等離子體的濃度，從而導(dǎo)致基片的制程不均。然而，射頻電感式耦合等離子處理裝置制造完成以后既已基本定型，無法再對線圈位置進(jìn)行調(diào)整。?

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出本實(shí)用新型。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出了用于射頻電感式耦合等離子處理裝置的法拉第屏蔽裝置。?

本實(shí)用新型提供了一種用于射頻電感式耦合等離子處理裝置的法拉第屏蔽裝置，所述等離子體處理裝置包括至少一個(gè)反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室包括一絕緣窗口，在所述絕緣窗口上方設(shè)置有射頻線圈，所述法拉第屏蔽裝置設(shè)置于所述反應(yīng)腔室和相對應(yīng)的射頻線圈之間，所述法拉第屏蔽裝置上設(shè)置有至少一個(gè)射頻通道，由線圈產(chǎn)生的磁場能夠通過所述射頻通道耦合到反應(yīng)腔室內(nèi)部，其特征在于，所述法拉第屏蔽裝置具有第一部分和第二部分，所述第一部分上設(shè)置的射頻通道多余所述第二部分上設(shè)置的射頻通道。?

進(jìn)一步地，所述法拉第屏蔽裝置的第一部分對應(yīng)于所述等離子處理裝置內(nèi)磁場強(qiáng)度最小的第一區(qū)域設(shè)置。?

進(jìn)一步地，所述第一區(qū)域包括所對應(yīng)的線圈密度最小的區(qū)域。?

進(jìn)一步地，所述射頻通道的形狀包括：?

-徑向槽；?

-孔。?

進(jìn)一步地，所述射頻通道的數(shù)目以及在所述法拉第屏蔽裝置上的分布由所述等離子處理裝置內(nèi)的磁場分布確定。?

進(jìn)一步地，所述射頻通道占所述法拉第屏蔽裝置的面積的取值范圍為20%~80%?

進(jìn)一步地，所述射頻通道的形狀為徑向槽，所述徑向槽的長度和寬度的分別為200mm和10mm，其中，所述法拉第屏蔽裝置為圓盤形，其直徑為?500mm。?

本實(shí)用新型第二方面提供了一種用于射頻電感式耦合等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子處理裝置包括本實(shí)用新型第一方面所述的法拉第屏蔽裝置。?

進(jìn)一步地，所述等離子處理裝置還包括一傳感器，其用于檢測所述等離子處理裝置的反應(yīng)腔室內(nèi)部的磁場強(qiáng)度。?

進(jìn)一步地，其特征在于，所述等離子處理裝置還包括一自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其接收來自所述傳感器的關(guān)于反應(yīng)腔室內(nèi)部的磁場強(qiáng)度的感應(yīng)信號，并根據(jù)所述感應(yīng)信號調(diào)整法拉第屏蔽裝置的第一部分和第二部分的位置。?

本實(shí)用新型提供的法拉第屏蔽裝置能夠改善制程均一性，并且能夠根據(jù)等離子處理裝置的若干未知因素可調(diào)整地對其制程均一性進(jìn)行改善。?

附圖說明

圖1是射頻電感式耦合等離子處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；?