[發明專利]一種線圈支撐裝置及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201310302887.5
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN104299870B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 郭浩;陳春偉;丁培軍
• 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: H01J37/02
• 分類號: H01J37/02;H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張天舒

技術領域

本發明涉及微電子加工技術領域，具體地，涉及一種線圈支撐裝置及等離子體加工設備。

背景技術

目前，在等離子體刻蝕、等離子體增強化學氣相沉積等的領域中，人們廣泛采用電容耦合、電感耦合以及電子回旋共振等方式來獲得等離子體。其中，在電感耦合等離子體設備中，螺旋管狀的射頻線圈的應用非常廣泛，而且，在工藝過程中，該射頻線圈與置于反應腔室內的襯底之間的豎直間距以及射頻線圈內各匝之間的豎直間距，對在反應腔室內部形成的等離子體的密度及分布具有很大影響，并最終影響刻蝕速率、沉積速率以及工藝均勻性等的工藝性能，因此，在實際的應用中，通常需要對射頻線圈與襯底之間的豎直間距以及射頻線圈的分布密度進行調整，以獲得理想的工藝效果。

圖1為現有的等離子體處理裝置的結構示意圖。如圖1所示，公開號為CN102054649A的中國發明專利申請公開了一種等離子體處理裝置，其包括反應腔室10、基座12、射頻線圈54、高頻電源56、校正線圈70和高度調節機構72。其中，基座12設置在反應腔室10內，其用于承載被加工工件；射頻線圈54采用螺旋線狀或同心圓線狀結構，其設置在反應腔室10的頂壁上方，且與高頻電源56電氣連接，用以在接通高頻電源56時在反應腔室10內產生射頻磁場，并通過高頻放電產生等離子體；校正線圈70設于射頻線圈54上方，其可通過電磁感應與射頻線圈54進行耦合。高度調節機構72用于驅動校正線圈70作升降運動，以使其能夠靠近或遠離射頻線圈54，從而可以改變射頻線圈54的分布密度，進而可以調節射頻磁場的分布，以使在反應腔室10內產生的等離子體的分布趨于均勻。

上述高度調節機構72的結構具體為：高度調節機構72包括支撐板74、滾珠絲杠76、步進電機78和導柱82。其中，滾珠絲杠76豎直設置在射頻線圈54四周的上方；支撐板74水平設置在射頻線圈54的上方，且與滾珠絲杠76相配合；在支撐板74上設置有多個貫穿其厚度的通孔84，導柱82的數量和位置與通孔84的數量和位置一一對應，且每個導柱82的下端穿過與之一一對應的通孔84，并固定在反應腔室10的頂部，并且每個導柱82和與之一一對應的通孔84滑動配合。步進電機78用于驅動滾珠絲杠76順時針或逆時針旋轉，以使滾珠絲杠76帶動支撐板74沿導柱82的軸向作升降運動，從而可以調節在反應腔室10內產生的射頻磁場的分布，以使在反應腔室10內產生的等離子體的分布趨于均勻。

上述等離子體處理裝置在實際應用中不可避免地存在以下問題，即：

由于上述高度調節機構72僅能夠驅動校正線圈70靠近或遠離射頻線圈54，而無法驅動射頻線圈54靠近或遠離反應腔室10，這不僅會降低等離子體處理裝置的靈活度，而且由于上述高度調節機構72無法對射頻線圈54相對于反應腔室10的高度進行調節，因而無法消除射頻線圈54可能存在的安裝誤差和加工誤差，導致等離子體處理裝置的準確度較低。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種線圈支撐裝置及等離子體加工設備，其通過驅動線圈作升降運動而調節線圈相對于反應腔室的高度，從而不僅可以消除線圈可能存在的安裝誤差和加工誤差，而且還可以靈活而準確地調節射頻磁場在反應腔室內的分布，進而可以提高工藝的均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種線圈支撐裝置，用于支撐位于反應腔室的頂部上方的線圈，所述線圈支撐裝置包括屏蔽罩、線圈支架和升降驅動機構，其中所述屏蔽罩固定在反應腔室的頂部，所述線圈及用于固定所述線圈的線圈支架位于所述屏蔽罩的內部；所述升降驅動機構位于所述屏蔽罩的頂部上方，并與所述線圈支架連接，用以驅動所述線圈支架及與之連接的所述線圈在屏蔽罩內相對于所述反應腔室作升降運動。

其中，所述線圈為多層，且沿豎直方向間隔設置；并且所述線圈支撐裝置包括間距調節機構，所述間距調節機構包括驅動單元和可沿豎直方向伸縮的伸縮機構，其中，所述伸縮機構，包括多個伸縮單元，各所述伸縮單元分別與各層線圈連接；所述驅動單元與所述伸縮機構連接，用以驅動所述伸縮機構沿豎直方向伸縮，帶動各層線圈彼此靠近或遠離。