[發明專利]表面波等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201710261107.5
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN108735567B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 劉春明;韋剛
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 11112 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒<國際申請>=<國際公布>

本發明提供的表面波等離子體加工設備，其包括依次連接的微波發生裝置、微波傳輸機構、天線機構和反應腔室，其中，天線機構包括天線腔體、滯波板、縫隙板和介質窗，其中，天線腔體設置在所述反應腔室頂部；滯波板、縫隙板和介質窗由上而下依次內嵌在所述天線腔體內；微波傳輸機構用于向滯波板加載微波能量，介質窗包括介質本體，在介質本體內設置有調節分體，且調節分體的下表面與介質本體的下表面相平齊；并且，調節分體的介電常數與介質本體的介電常數不同。本發明提供的表面波等離子體加工設備，其不僅可以提高等離子體的密度分布均勻性，而且可以降低制造成本。

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種表面波等離子體加工設備。

背景技術

目前，等離子體加工設備被廣泛地應用于集成電路或MEMS器件的制造工藝中。等離子體加工設備包括電容耦合等離子體加工設備、電感耦合等離子體加工設備、電子回旋共振等離子體加工設備和表面波等離子體加工設備等。其中，表面波等離子體加工設備相對其他等離子體加工設備而言，可以獲得更高的等離子體密度、更低的電子溫度，且不需要增加外磁場，因此表面波等離子體加工設備成為最先進的等離子體設備之一。

圖1為現有的一種表面波等離子體加工設備的結構示意圖。如圖1所示，表面波等離子體加工設備主要包括微波源機構、天線機構和反應腔室19。其中，微波源機構包括電源1、微波源(磁控管)2、諧振器3、換流器4、負載5、定向耦合器6、阻抗調節單元7、波導8和饋電同軸探針9。天線機構包括天線主體11、縫隙板15、滯波板12和介質窗16。在進行工藝時，微波源機構用于提供微波能量，并通過饋電同軸探針9加載到滯波板12上；微波能量通過滯波板12后波長被壓縮，從而使得微波在縫隙版15上產生圓偏振，圓偏振的微波通過介質窗16在反應腔室19內激發形成等離子體。此外，在反應腔室19內設置有支撐臺21，用以支撐基片20。

但是，上述表面波等離子體加工設備在介質窗16下方產生的等離子體的密度分布是相同的，由于等離子體擴散至基片20上方的過程與工藝條件密切相關，不同的工藝條件(例如，氣壓、工藝氣體種類)下，等離子體擴散至基片20上方的密度分布會不同，因此，很難保證在不同的工藝條件下在基片20的上方均能夠獲得均勻的等離子體分布。

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，提出了一種表面波等離子體加工設備，其不僅可以提高等離子體的密度分布均勻性，而且可以降低制造成本。

為實現本發明的目的而提供一種表面波等離子體加工設備，包括依次連接的微波發生裝置、微波傳輸機構、天線機構和反應腔室，其中，所述天線機構包括天線腔體、滯波板、縫隙板和介質窗，其中，所述天線腔體設置在所述反應腔室頂部；所述滯波板、縫隙板和介質窗由上而下依次內嵌在所述天線腔體內；所述微波傳輸機構用于向所述滯波板加載微波能量，所述介質窗包括介質本體，在所述介質本體內設置有調節分體，且所述調節分體的下表面與所述介質本體的下表面相平齊；并且，所述調節分體與所述介質本體的介電常數不同。

優選的，所述調節分體的數量、介電常數、徑向寬度和/或位置根據使用單一介質常數介質窗的表面波等離子體加工設備進行工藝時，在該等離子體加工設備的反應腔室內產生的等離子體的密度分布情況進行設定。

優選的，所述調節分體的介電常數大于所述介質本體的介電常數；

所述調節分體用于降低所述等離子體加工設備的反應腔室內對應所述調節分體所在區域產生的等離子體的密度分布。

優選的，所述調節分體為一個或多個，且多個所述調節分體的介電常數相同或不同。

優選的，所述調節分體呈環狀，且在所述調節分體為多個時，各個調節分體的內徑不同，且相互嵌套。

優選的，在所述介質本體的下表面設置有凹槽，所述凹槽的數量與所述調節分體的數量相對應，且各個調節分體一一對應地設置在各個凹槽中。