[發明專利]反應腔室及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201811014960.8
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN110875168B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李興存
• 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: 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

本發明提供的反應腔室及等離子體加工設備，包括感應線圈、射頻源和介質窗，感應線圈與介質窗相對設置，感應線圈的輸入端與射頻源電連接，介質窗包括第一介質板，在第一介質板外側表面設置有電極板，電極板中設置有貫穿電極板厚度的狹縫，電極板接地；且電極板與感應線圈的輸出端或者射頻源電連接；或者，感應線圈的輸出端接地，感應線圈與電極板容性耦合，以在射頻源加載功率時產生能夠吸引等離子體中的離子轟擊第一介質板表面的交變電壓，等離子體產生的離子在電極板的交變電壓的作用下轟擊第一介質窗的上表面，將顆粒抑制在凝聚或成核階段，在該階段中，顆粒以氣態存在，氣態的顆粒易排出反應腔室，避免在第一介質窗的下表面形成固態的顆粒。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種反應腔室及等離子體加工設備。

背景技術

感應耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma，以下簡稱ICP)源是半導體領域干法刻蝕和薄膜沉積常用的等離子體源。常見的ICP源結構如圖1所示，ICP源1由高頻電流施加在線圈表面產生交變的高頻電磁場激發氣體產生等離子體，線圈與放電氣體之間通過介質窗2隔離。

在ICP應用于刻蝕工藝的過程中，刻蝕材料產生的副產物除了沉積在腔室的內襯等位置外，還會在介質窗面向等離子體的一側沉積。伴隨著沉積厚度的增加，顆粒逐漸長大，當工藝環境(工藝壓力、溫度、ICP功率等參數)發生變化時，介質窗2表面沉積的顆粒會由于這些波動因素掉落到基片表面，從而使得刻蝕出的晶圓產生缺陷，導致產品良率的降低。當ICP源1用于金屬刻蝕或者掩膜為金屬時，金屬顆粒在介質窗2表面沉積后將會對高頻電磁場產生屏蔽作用，導致ICP源1放電過程的穩定性受到影響。

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，提出了一種反應腔室及等離子體加工設備，以解決現有技術中刻蝕材料沉積在介質窗面向的等離子體的一側，從而導致的ICP源放電過程的穩定性受到影響或使晶圓產生缺陷的問題。

本發明提供了一種反應腔室，包括感應線圈、射頻源和介質窗，感應線圈與介質窗相對設置，感應線圈的輸入端與射頻源電連接，其中，

介質窗包括第一介質板；

反應腔室還包括設置在第一介質板外側表面的電極板，電極板中設置有貫穿電極板的厚度的狹縫，電極板接地；

并且，電極板與感應線圈的輸出端或者射頻源電連接；或者，感應線圈的輸出端接地，感應線圈與電極板容性耦合。

其中，狹縫為多條，每條狹縫沿電極板的徑向延伸，并且多條狹縫沿電極板的周向均勻分布。

其中，電極板的厚度為0.1mm～5mm。

其中，多條狹縫在第一介質板上的投影面積的總和與電極板在第一介質板上的投影面積之比大于10％。

其中，射頻源輸出的頻率的范圍為0.4MHz～60MHz。

其中，介質窗還包括第二介質板，第二介質板設置在電極板與感應線圈之間，且至少覆蓋電極板的背離第一介質板的表面。

其中，其特征在于，在電極板接地的電路上串聯有電容。

其中，狹縫的寬度為1mm～10mm。

其中，電極板上加載的交變電壓的范圍為60V～120V。

本發明還提供了一種等離子體加工設備，包括反應腔室，其特征在于，反應腔室為本發明提供的反應腔室。

本發明具有以下有益效果：