[發(fā)明專利]離子體反應(yīng)腔室電極間隙調(diào)整裝置及離子體反應(yīng)腔室

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219012.3
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103972014A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊義勇;趙康寧;程嘉;季林紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 張錦波;蔡純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子體處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及等離子體反應(yīng)腔室電極間隙調(diào)整裝置及等離子體反應(yīng)腔室。

背景技術(shù)

在超大規(guī)模集成電路制造業(yè)，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)(PECVD)制備硅基薄膜器件倍受青睞，其具有基底溫度低、生長速度快、薄膜均勻性好等特點(diǎn)。PECVD設(shè)備的腔室在真空環(huán)境下通入刻蝕氣體。刻蝕氣體在被加熱到預(yù)定溫度之后，被射頻電離成為等離子體。這些等離子體在晶片的表面生成所需的薄膜結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)的PECVD設(shè)備中，放電電極采用的均為固定電極，其放電穩(wěn)定，但無法根據(jù)膜層要求獲得最佳極間距，在加工過程中其刻蝕性會受到影響，對工件也會有一定的損傷性。而且不同薄膜的生長一般情況需要的電極是不同的，因此，可調(diào)節(jié)電極間距的等離子體放電腔室為薄膜層的優(yōu)化提供了更好的空間。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于等離子處理設(shè)備的等離子體反應(yīng)腔室電極間隙調(diào)整裝置以及設(shè)置有上述電極間隙調(diào)整裝置的等離子體反應(yīng)腔室，以解決現(xiàn)有技術(shù)中等離子體腔室上下電極間距不可調(diào)，導(dǎo)致的無法根據(jù)膜層要求獲得最佳極間距的問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電極間隙調(diào)整裝置，所述電極位于等離子體反應(yīng)腔室內(nèi)，所述電極包括上電極和下電極，其特征在于，包括上電極升降裝置，所述上電極升降裝置包括上固定板、升降板、下固定板、導(dǎo)向支撐桿、螺桿和滑動桿，所述上固定板和下固定板相對平行設(shè)置，所述升降板平行的設(shè)置在所述上固定板和下固定板之間；所述導(dǎo)向支撐桿和所述螺桿垂直安裝在所述上固定板和下固定板之間，并均勻分布在以所述上固定板的中心為圓心、以一定距離為半徑的圓上；所述滑動桿設(shè)置在所述升降板和上電極之間。

進(jìn)一步，所述螺桿的上端和下端通過軸承分別固定在所述上固定板和下固定板上，其上端連接有驅(qū)動手柄或步進(jìn)電機(jī)；所述升降板與所述導(dǎo)向支撐桿之間通過移動法蘭相配合，所述升降板與所述螺桿之間通過調(diào)節(jié)螺母相配合，所述移動法蘭和所述調(diào)節(jié)螺母均固定在所述升降板上。

進(jìn)一步，所述上電極升降裝置還包括真空波紋管，該真空波紋管設(shè)置在所述升降板和下固定板之間，其上端通過上法蘭固定在所述升降板上，下端通過下法蘭固定在所述下固定板上。

進(jìn)一步，所述滑動桿的上端通過絕緣法蘭固定在所述升降板的中心位置，其下端固定連接在所述上電極上，所述滑動桿的上部位于所述真空波紋管內(nèi)，下部位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種等離子體反應(yīng)腔室，包括腔室主體、布?xì)庋b置、上電極和下電極，其特征在于還包括上電極升降裝置，所述上電極升降裝置包括上固定板、升降板、下固定板、導(dǎo)向支撐桿、螺桿和滑動桿，所述上固定板和下固定板相對平行設(shè)置，所述升降板平行的設(shè)置在所述上固定板和下固定板之間；所述導(dǎo)向支撐桿和所述螺桿垂直安裝在所述上固定板和下固定板之間，并均勻分布在以所述上固定板的中心為圓心、以一定距離為半徑的圓上；所述滑動桿設(shè)置在所述升降板和上電極之間。

進(jìn)一步，所述腔室主體包括殼體和腔室主體蓋板，所述上電極升降裝置位于所述腔室主體上側(cè)，并固定安裝在所述腔室主體蓋板上。

進(jìn)一步，在所述腔室主體蓋板上設(shè)置有進(jìn)氣管適配孔和腔室主體蓋板中心孔，所述腔室主體蓋板中心孔位于所述腔室主體蓋板的中心位置，所述進(jìn)氣管適配孔位于以所述腔室主體蓋板的中心為圓心、以一定距離為半徑的圓上，設(shè)置有多個(gè)，且均勻布置。

進(jìn)一步，所述布?xì)庋b置主體為環(huán)盤形，在其上表面上設(shè)置有進(jìn)氣管；在所述布?xì)庋b置的下表面上設(shè)置有呈放射狀分布的通氣孔。

進(jìn)一步，還包括下電極承載裝置，在所述下電極承載裝置內(nèi)設(shè)有冷卻槽。

進(jìn)一步，所述下電極承載裝置包括上承載部和下承載部，在所述上承載部和下承載部之間設(shè)置有所述冷卻槽，所述下承載部內(nèi)部設(shè)置有冷卻液通道。等離子體設(shè)備的上電極升降裝置，包括螺旋傳動機(jī)構(gòu)、滑動桿、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及真空波紋管，其特征在于，所述螺旋傳動機(jī)構(gòu)，包括螺桿、調(diào)節(jié)螺母、驅(qū)動手柄或步進(jìn)電機(jī)；所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向支撐桿，導(dǎo)向法蘭，所述導(dǎo)向支撐桿與所述螺桿平均分布在所述上固定板(或下固定板)邊界圓的同心圓上。

本發(fā)明的等離子體反應(yīng)腔室電極間隙調(diào)整裝置能夠根據(jù)刻蝕工藝需求，精確控制電極間距，達(dá)到最佳的放電位置，可以更好的實(shí)現(xiàn)工藝的精度。在工藝條件變更需要調(diào)節(jié)電極間的間距時(shí)，本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動手柄或者步進(jìn)電機(jī)獲得工藝需求的電極間距，即可滿足薄膜制備要求，為設(shè)備的應(yīng)用范圍提供了更寬的空間。

附圖說明