屏蔽装置及具有该屏蔽装置的等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于从等离子体中选择性地阻止带电粒子通过的屏蔽装置，包括：位于反应腔室内的第一屏蔽板，其中形成多个第一贯通孔，所述第一屏蔽板具有导电材料，所述导电材料上施加一直流偏压；导电组件，设置于反应腔室内所述第一屏蔽板与等离子体源之间的等离子体分布区域且具有暴露于等离子体的表面；测量组件，用于测量所述导电组件的表面所吸收的等离子体的电流；以及控制组件，根据所述测量组件的测量结果计算并控制所述直流偏压的偏压值及极性。本发明专利技术能够准确控制直流偏压从而阻止带电粒子到达基片表面对其造成损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体加工设备，特别涉及一种用于从等离子体中选择性地阻止带电粒子通过的屏蔽装置以及具有该屏蔽装置的等离子体处理装置。
技术介绍
当前，等离子体处理装置作为在半导体芯片上执行成膜、刻蚀等多种工艺的装置，广泛应用于半导体器件制造的
中。在等离子体处理装置中，使反应气体的等离子体作用在半导体芯片上，而执行相应的等离子体处理。一般来说，等离子体中包含带电粒子如阳离子和电子，以及作为中性粒子的自由基。在一些等离子体处理工艺中，主要是利用自由基对半导体芯片进行处理。如去除光刻胶工艺要求自由基与半导体芯片表面的光刻胶进行反应。如果带电粒子到达半导体芯片，则会与半导体芯片产生负面的交互作用而造成芯片上半导体组件的损伤，因此希望较少的带电粒子积累在芯片表面。中国专利CN100573830C提供了一种选择性地仅使自由基通过的选择通过单元，该选择通过单元配置有形成有多个贯通开口部的2片以上的绝缘板，使得该贯通开口部的位置错开，由于一般来说阳离子会受基座产生的偏置电压吸引而沿直线移动，因此在两个板的贯通开口部错开的情况下，通过了上板贯通开口的阳离子碰撞到下板的实体部分而无法穿过下板，但自由基由于是中性的不被偏置电压吸引而会随机移动，仍可通过下板的贯通开口，由此能够从等离子体中选择性地使自由基通过。然而，当为了提高使用自由基的等离子体处理的效率而使用高密度的等离子体时，阳离子的密度也随之提高，因此，阳离子通过上述两个板的概率也提高，半导体芯片上的膜仍有可能因阳离子损伤。中国专利CN101919030B提供了另一种解决方案，其将具有多个自由基导入孔的等离子体约束板电接地以进行放电，从而阻止等离子体中的带电粒子通过自由基导入孔。但是这种方法仍然无法完全消除漏电流，带电粒子也不能够被完全屏蔽。因此，需要提供一种从等离子体中选择性地阻止带电粒子通过的屏蔽装置以改善上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种通过准确控制直流偏压来阻止带电粒子到达基片表面的带电粒子屏蔽装置，以有效减小对基片表面半导体器件的损伤。为达成上述目的，本专利技术提供一种用于从等离子体处理装置的等离子体源所产生的等离子体中选择性地阻止带电粒子通过的屏蔽装置。所述屏蔽装置包括：第一屏蔽板，设置于所述等离子体处理装置的反应腔室内，其中形成多个第一贯通孔，所述第一屏蔽板具有导电材料，所述导电材料上施加一直流偏压；导电组件，设置于所述反应腔室内、所述第一屏蔽板与所述等离子体源之间的等离子体分布区域且具有暴露于等离子体的表面；测量组件，用于测量所述导电组件的表面所吸收的等离子体的电流；以及控制组件，根据所述测量组件的测量结果计算并控制所述直流偏压的偏压值及极性。优选地，所述屏蔽装置还包括与所述第一屏蔽板平行设置的第二屏蔽板，所述第二屏蔽板中形成多个第二贯通孔，所述多个第二贯通孔与所述多个第一贯通孔不重叠或部分重叠。优选地，所述第二屏蔽板具有导电材料且所述导电材料上施加所述直流偏压。优选地，所述导电组件设置于所述等离子体分布区域的多个位置，所述控制组件根据所述测量组件获得的多个测量结果计算并控制所述直流偏压的偏压值及极性。优选地，所述导电组件贴设于所述第一屏蔽板上。优选地，所述控制组件根据所述测量组件检测到的等离子体电流的极性控制所述直流偏压的极性，根据所述等离子体电流的电流值计算并控制所述直流偏压的偏压值。优选地，当所述测量组件测量所述等离子体的电流为正离子电流时，所述控制组件控制所述直流偏压的极性为正；当所述测量组件测量所述等离子体的电流为负电子电流时，所述控制组件控制所述直流偏压的极性为负。优选地，所述第一屏蔽板为导电材料制成或在非导电材料表面涂覆导电涂层。优选地，所述第一屏蔽板和第二屏蔽板为导电材料制成或在非导电材料表面涂覆导电涂层。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种等离子体处理装置，其包括：等离子体源；反应腔室，其包括用于载置基片的基座；以及上述的屏蔽装置，所述屏蔽装置的屏蔽板位于所述反应腔室内所述基座的上方。本专利技术的有益效果在于通过检测等离子体产生的电流的特性决定施加在屏蔽板上的直流偏压的电压值及极性，从而能够准确地控制直流偏压来阻止带电粒子到达基片表面，以有效减小对基片表面半导体器件的损伤。附图说明图1为本专利技术一实施例的具有屏蔽装置的等离子体处理装置的示意图；图2为本专利技术另一实施例的具有屏蔽装置的等离子体处理装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。图1～图2显示了本专利技术多种实施方式提供的等离子处理装置。应该理解，其仅仅是示例性的，可以包括更少或更多的组成组件，或该组成组件的安排可能与图示不同。实施例一请参考图1，本实施例的等离子体处理装置包括反应腔室10、等离子体发生器11及屏蔽装置。反应腔室10底部设置有用于夹持待处理基片W的基座12；远程等离子体发生器11作为远程等离子体源将工艺气体激发为等离子体并供应至反应腔室10内部；屏蔽装置用于从等离子体中选择性地阻止带电粒子通过。本专利技术的等离子体源并不限于远程等离子体发生器，也可以采用电感耦合(ICP)，微波等其他方式在反应腔室10内生成等离子体。屏蔽装置具有：上部屏蔽板20(第一屏蔽板)，导电组件30，测量组件40以及控制组件50。其中上部屏蔽板20设置于反应腔室10内基座12的上方，其可通过支撑组件(图中未示)固定。上部屏蔽板20具有导电材料22。此外，屏蔽板20中还形成多个第一贯通孔21，以使等离子体中的自由基穿过而到达基片W。上部屏蔽板20可本身由导电材料制成，或在非导电材料表面涂覆一层导电涂层。如图所示，屏蔽板20的导电材料22连接直流电源60，该直流电源60向屏蔽板20施加直流偏压以使得等离子体中的带电粒子无法穿过屏蔽板20。根据等离子体工艺进程的不同，等离子体中带电粒子的属性及动能分布也会相应不同，因此如果仅向屏蔽板20的导电材料22施加固定电压值和极性的直流偏压，则很可能会产生直流偏压值过大过小或极性相反的情况，造成带电粒子穿过屏蔽板20的情况发生。为了实时监测反应腔室内等离子体中带电粒子的特性并给出相应的反馈，本专利技术的屏蔽装置还设计了传感组件和控制组件。其中，传感组件包括导电组件30以及测量组件40。导电组件30设置于反应腔室10内部、第一屏蔽板20与等离子体源11之间的等离子体分布区域，并且具有暴露于等离子体的表面，由此轰击到导电组件30表面的带电粒子在导电组件的表面形成等离子体的电流。导电组件30例如通过导线与反应腔室10外部的测量组件40相连。本实施例中，测量组件40包括接地的电流计，能够测量导电组件30表面等离子体的电流的正负性，当轰击导电组件30表面的多数为电子时，电流计测量出等离子体的电流极性为负，当轰击导电组件30表面的多数为正离子时，电流计测量出等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽装置，应用于等离子体处理装置，用于从由该等离子体处理装置的等离子体源所产生的等离子体中选择性地阻止带电粒子通过，其特征在于，所述屏蔽装置包括：第一屏蔽板，设置于所述等离子体处理装置的反应腔室内，其中形成多个第一贯通孔，所述第一屏蔽板具有导电材料，所述导电材料上施加一直流偏压；导电组件，设置于所述反应腔室内、所述第一屏蔽板与所述等离子体源之间的等离子体分布区域且具有暴露于等离子体的表面；测量组件，用于测量所述导电组件的表面所吸收的等离子体的电流；以及控制组件，根据所述测量组件的测量结果计算并控制所述直流偏压的偏压值及极性。

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽装置，应用于等离子体处理装置，用于从由该等离子体处理装
置的等离子体源所产生的等离子体中选择性地阻止带电粒子通过，其特征在于，
所述屏蔽装置包括：
第一屏蔽板，设置于所述等离子体处理装置的反应腔室内，其中形成多个
第一贯通孔，所述第一屏蔽板具有导电材料，所述导电材料上施加一直流偏压；
导电组件，设置于所述反应腔室内、所述第一屏蔽板与所述等离子体源之
间的等离子体分布区域且具有暴露于等离子体的表面；
测量组件，用于测量所述导电组件的表面所吸收的等离子体的电流；以及
控制组件，根据所述测量组件的测量结果计算并控制所述直流偏压的偏压
值及极性。
2.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于，还包括与所述第一屏蔽
板平行设置的第二屏蔽板，所述第二屏蔽板中形成多个第二贯通孔，所述多个
第二贯通孔与所述多个第一贯通孔不重叠或部分重叠。
3.根据权利要求2所述的屏蔽装置，其特征在于，所述第二屏蔽板具有导
电材料且所述导电材料上施加所述直流偏压。
4.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于，所述导电组件设置于所
述等离子体分布区域的多个位置，所述控制组件根据所述测量组件获得的多个
测量结果计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：林哲全，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31