[發(fā)明專利]氣體注入裝置、其制作方法及其應(yīng)用的等離子處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610486288.7
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107546093B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉季霖;張潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發(fā)明公開了一種帶有氣體注入裝置的等離子體處理裝置，所述反應(yīng)氣體注入裝置，包括一絕緣外殼，所述絕緣外殼圍成一氣體擴(kuò)散腔，所述氣體擴(kuò)散腔一端與一反應(yīng)氣體源相連接，一端靠近基片支撐裝置，包括若干氣體擴(kuò)散通道；通過在所述絕緣外殼內(nèi)表面設(shè)置一導(dǎo)體內(nèi)襯，并在等離子體處理工藝中實現(xiàn)對該導(dǎo)體內(nèi)襯的接地處理，使得導(dǎo)體內(nèi)襯形成一接地的電磁屏蔽，將射頻功率源產(chǎn)生的射頻電場屏蔽在氣體注入器外部，避免了氣體注入器內(nèi)放電產(chǎn)生等離子體對氣體注入器內(nèi)表面造成的損害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種向等離子體處理裝置內(nèi)供應(yīng)氣體的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體處理裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，并廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、平板顯示器，發(fā)光二極管(LED)，太陽能電池等的制造工業(yè)內(nèi)。其中一類等離子體處理裝置是半導(dǎo)體處理裝置中的重要組成部分，用來對待處理基片進(jìn)行高精度的加工如等離子體刻蝕、化學(xué)氣相沉積(CVD)等。在等離子體處理裝置中通常會施加至少一個射頻電源以產(chǎn)生并維持等離子體于反應(yīng)腔中。其中，有許多不同的方式施加射頻功率，每個不同方式的設(shè)計都將導(dǎo)致不同的特性，比如效率、等離子解離、均一性等等。其中，一種設(shè)計是電感耦合(ICP)等離子腔。

在電感耦合等離子處理腔中，射頻功率源通常經(jīng)由一個線圈狀的天線向反應(yīng)腔內(nèi)發(fā)射射頻能量。為了使來自天線的射頻功率耦合到反應(yīng)腔內(nèi)，在天線處放置一個絕緣材料窗。反應(yīng)腔可以處理各種基片，比如硅基片等，基片被固定在夾盤上，等離子在基片上方產(chǎn)生。因此，天線被放置在反應(yīng)器頂板上方，使得反應(yīng)腔頂板是由絕緣材料制成或者包括一個絕緣材料窗。

圖1示出了一種現(xiàn)有電感耦合等離子體反應(yīng)腔設(shè)計的截面圖。ICP反應(yīng)腔100包括基本呈圓筒狀的金屬側(cè)壁105和絕緣頂板107，構(gòu)成可被抽真空器125抽真空的氣密空間。基座120支撐夾盤115，所述夾盤115支撐待處理的基片101。來自射頻功率源145的射頻功率被施加到呈線圈狀的天線140。來自氣源150的反應(yīng)氣體通過管線155被供應(yīng)到反應(yīng)腔內(nèi)，以點燃并維持等離子體，并由此對基片101進(jìn)行加工。在標(biāo)準(zhǔn)電感耦合反應(yīng)腔中，氣體通過在反應(yīng)腔周圍噴頭和中心噴頭130之一或者兩者一同注入來供應(yīng)到真空容器內(nèi)的。

利用中心噴頭130向反應(yīng)腔內(nèi)注入反應(yīng)氣體時，由于中心噴頭130內(nèi)部具有一定空間，當(dāng)射頻功率源145施加射頻功率至天線140時，反應(yīng)氣體在中心噴頭130內(nèi)部即會進(jìn)行解離生成等離子體，或者反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生的等離子體會倒吸入中心噴頭130內(nèi)，上述等離子體會對中心噴頭的內(nèi)表面進(jìn)行轟擊，產(chǎn)生大片的顆粒污染物，這些顆粒污染物不僅會造成中心噴頭堵塞，若掉落到基片表面還會造成基片處理工藝的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種等離子體處理裝置，其中，包括：反應(yīng)腔體，包括由頂板及反應(yīng)腔側(cè)壁圍成的反應(yīng)腔，所述頂板構(gòu)成絕緣材料窗；

基片支撐裝置，其設(shè)置于所述反應(yīng)腔內(nèi)的所述絕緣材料窗下方；

射頻功率發(fā)射裝置，其設(shè)置于所述絕緣材料窗上方，以發(fā)射射頻能量到所述反應(yīng)腔內(nèi)；

反應(yīng)氣體注入器，包括一絕緣外殼，所述絕緣外殼圍成一氣體擴(kuò)散腔，所述氣體擴(kuò)散腔一端與一反應(yīng)氣體源相連接，一端靠近基片支撐裝置，包括若干氣體擴(kuò)散通道；

所述絕緣外殼內(nèi)表面設(shè)置一導(dǎo)體內(nèi)襯，所述導(dǎo)體內(nèi)襯在等離子體處理工藝過程中接地。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)氣體注入器設(shè)置在所述絕緣材料窗的中心區(qū)域。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)體內(nèi)襯為金屬內(nèi)襯，所述金屬內(nèi)襯包括圓柱形側(cè)壁、底壁及上蓋。

優(yōu)選的，所述氣體擴(kuò)散腔上方設(shè)置一入射光裝置及一反射光接收裝置。

優(yōu)選的，所述入射光裝置及反射光接收裝置為一設(shè)有激光頭的干涉儀。