[發明專利]上電極結構、刻蝕腔室及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201910758601.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110459456B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 劉春明;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

本申請實施例提供了一種上電極結構、刻蝕腔室及半導體加工設備。該上電極結構，用于向刻蝕腔室內施加射頻功率，其包括：線圈、電極及射頻電源組件；所述線圈設置于所述刻蝕腔室內且位于設置在所述刻蝕腔室內的介質窗的上方；所述電極設置于所述刻蝕腔室內，且位于所述介質窗的上方，所述電極在所述介質窗上的投影位于所述線圈在所述介質窗上的投影的徑向上的內側和/或外側；所述射頻電源組件與所述線圈及所述電極電連接，用于向所述線圈和/或所述電極施加射頻功率，以進行刻蝕或對所述刻蝕腔室進行清洗。本申請實施例使得線圈在清洗時可以作為電極的一部分，可以有效提高清洗效率，并且可以有效提高對刻蝕腔室及介質窗清洗的均勻性。

技術領域

本申請涉及半導體加工技術領域，具體而言，本申請涉及一種上電極結構、刻蝕腔室及半導體加工設備。

背景技術

目前，在微機電系統(Micro Electro Mechanical System,MEMS)半導體的制造工藝中，刻蝕機是必不可少的設備。在感應耦合等離子體(Inductively Coupled PlasmaEtch,ICPE)刻蝕中，隨著刻蝕工藝的進行，刻蝕產生的反應副產物、轟擊出的掩膜、晶圓中濺射出來的固形物等會附著在刻蝕腔室內壁上。隨著使用時間的增加，附著物沉積到一定程度的時候會影響刻蝕腔室環境，從而改變刻蝕結果。所以，定期對刻蝕腔室進行清洗，恢復穩定的刻蝕腔室環境有利于工藝結果的穩定和重復。另外作為射頻功率饋入刻蝕腔室的通道，介質窗上附著物的沉積情況更為重要，尤其是在刻蝕含有金屬或使用金屬做掩膜的晶圓時，金屬顆粒被轟擊濺射到介質窗上，會引起兩方面影響：一方面其他副產物會圍繞它附著，在外界條件變化時掉落形成微粒(Particle)；另一方面，金屬附著在介質窗上形成類似于法拉第屏蔽的金屬膜層，會改變射頻功率的耦合情況，造成起輝困難及等離子體成份變化。所以，減少介質窗下附著物的沉積、提高刻蝕腔室的清洗周期是很有必要的。但是現有技術中對于刻蝕腔室內清洗效率不理想，需要定期的對刻蝕腔室進行開腔清洗，不僅清洗周期長，而且還影響生產效率。

發明內容

本申請針對現有方式的缺點，提出一種上電極結構、刻蝕腔室及半導體加工設備，用以解決現有技術存在刻蝕腔室內清洗效果不理想以及刻蝕腔室開腔清洗頻率過高的技術問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種上電極結構，用于向刻蝕腔室內施加射頻功率，包括：線圈、電極及射頻電源組件；

所述線圈設置于所述刻蝕腔室內，且位于設置在所述刻蝕腔室內的介質窗的上方；

所述電極設置于所述刻蝕腔室內，且位于所述介質窗的上方，所述電極在所述介質窗上的投影位于所述線圈在所述介質窗上的投影的徑向上的內側和/或外側；

所述射頻電源組件與所述線圈及所述電極電連接，用于向所述線圈和/或所述電極施加射頻功率，以進行刻蝕或對所述刻蝕腔室進行清洗。

于本申請的一實施例中，所述電極包括內電極以及與所述內電極相連的外電極；所述內電極位于所述線圈徑向上的內側，所述外電極位于所述線圈徑向上的外側。

于本申請的一實施例中，所述內電極的外緣與所述線圈之間沿徑向具有第一距離；所述外電極的內緣與所述線圈之間沿徑向具有第二距離；所述第一距離及所述第二距離均大于等于一預設安全閾值。

于本申請的一實施例中，所述預設安全閾值大于等于20毫米。

于本申請的一實施例中，所述內電極為圓形結構，所述外電極為環形結構；或者，所述內電極為星形結構，所述外電極為星形結構。

于本申請的一實施例中，所述電極與所述刻蝕腔室內的介質窗貼合設置。

于本申請的一實施例中，所述線圈包括至少兩個平面單圈線圈，所述至少兩個平面單圈線圈沿徑向并列排布且同心、共面設置。

于本申請的一實施例中，所述線圈為單輸出或者雙輸出模式。