上电极组件、反应腔室及半导体加工设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种上电极组件及反应腔室，其包括线圈，在该线圈上设置有功率馈入点，该功率馈入点位于线圈的除端点之外的位置处，且线圈的端点接地，以将线圈自功率馈入点形成相互并联的多个线圈分部。本实用新型专利技术提供的反应腔室，其可以减小线圈上存在的电位分布差异，从而可以提高等离子体的分布均匀性，进而可以提高工艺均匀性。

【技术实现步骤摘要】
上电极组件、反应腔室及半导体加工设备
本技术涉及半导体制造
，具体地，涉及一种上电极组件、反应腔室及半导体加工设备。
技术介绍
在半导体制造工艺中，电感耦合等离子体(ICP，InductiveCoupledPlasma)发生装置可以在较低的工作气压下获得高密度的等离子体，而且结构简单，造价低，因此广泛应用于等离子体刻蚀(IC)、物理气相沉积(PVD)、等离子体化学气相沉积(CVD)、微电子机械系统(MEMS)和发光二极管(LED)等工艺中。在进行工艺的过程中，为了提高产品的质量，在实施沉积工艺之前，首先要对晶片进行预清洗(Preclean)，以去除晶片表面的氧化物等杂质。一般的预清洗腔室的基本原理是：将通入清洗腔室内的诸如氩气、氦气或氢气等的清洗气体激发形成等离子体，以对晶片进行化学反应和物理轰击，从而可以去除晶片表面的杂质。图1为现有的一种预清洗腔室的剖视图。请参阅图1，预清洗腔室包括腔体1，在该腔体1的顶部设置有介质筒2，且在该介质筒2的周围环绕设置有射频线圈3，该射频线圈3通过上匹配器4与上射频电源5电连接，上射频电源5用于向射频线圈3加载射频功率，由射频线圈3产生的电磁场能够通过介质筒2馈入至腔体1中，以激发腔体1中的工艺气体形成等离子体。并且，在腔体1中还设置有基座6，用于承载晶片7。并且，基座6通过下匹配器8和下射频电源9电连接，下射频电源9用于向基座6加载射频负偏压，以吸引等离子体刻蚀衬底表面。如图2所示，上述射频线圈3的输入端用作功率馈入点与上匹配器4电连接，上述射频线圈3的输出端接地。这会存在以下问题：由于高频的驻波效应，射频线圈3的每一匝的电位分布存在较大的差异，而且射频线圈3的不同匝之间的电位也存在较大的差异，这种差异会造成由射频线圈3产生的电磁场在反应腔室内分布不均匀，从而造成等离子体的分布均匀性较低，进而影响工艺均匀性。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种上电极组件、反应腔室及半导体加工设备，其可以减小线圈上存在的电位分布差异，从而可以提高等离子体的分布均匀性，进而可以提高工艺均匀性。为实现本技术的目的而提供一种上电极组件，包括线圈在所述线圈上设置有功率馈入点，所述功率馈入点位于所述线圈的除端点之外的位置处，且所述线圈的端点接地，以将所述线圈自所述功率馈入点形成相互并联的多个线圈分部。优选的，所述上电极组件还包括介质筒，所述线圈环绕在所述介质筒周围，且所述线圈为多匝柱状螺旋立体线圈，且所述线圈自所述功率馈入点形成位于所述功率馈入点上方的第一线圈分部，和位于所述功率馈入点下方的第二线圈分部。优选的，所述第二线圈分部的长度与所述线圈的总长度的比值的取值范围在0.9/5.5～1.1/5.5之间。优选的，所述第二线圈分部的长度与所述线圈的总长度的比值为1.1/5.5、1.05/5.5或者1/5.5。优选的，所述线圈为单匝线圈。优选的，所述线圈的第一端和/或所述线圈的第二端通过阻抗配置装置接地，通过设定不同的所述阻抗配置装置的阻抗大小，来使两个所述线圈分部的电流方向相同或相反。优选的，所述阻抗配置装置包括可调电容，所述可调电容的容值范围为0～1000pF。优选的，所述上电极组件还包括匹配器和功率源，所述功率源通过所述匹配器在所述功率馈入点处与所述线圈电连接；所述阻抗配置装置集成在所述匹配器中。作为另一个技术方案，本技术还提供一种反应腔室，包括本技术提供的上述上电极组件；所述反应腔室还包括法拉第屏蔽件，所述法拉第屏蔽件环绕设置在所述介质筒的内侧，并且所述法拉第屏蔽件包括导电环体，在所述导电环体上形成有开缝；所述开缝包括第一子开缝，所述第一子开缝沿所述导电环体的圆周方向设置，且与所述导电环体的轴线之间形成夹角，用以通过增加电磁场在所述导电环体的圆周方向上的电场分量的耦合效率，来增加该电磁场的总耦合效率。优选的，所述法拉第屏蔽件的上端面高于所述介质筒的上端面；所述法拉第屏蔽件的下端面低于所述介质筒的下端面。优选的，所述反应腔室为预清洗腔室。作为另一个技术方案，本技术还提供一种半导体加工设备，包括本技术提供的上述反应腔室。本技术具有以下有益效果：本技术提供的上电极组件，其将功率馈入点设置在线圈的除端点之外的位置处，且该线圈的端点接地，以将线圈自该功率馈入点形成相互并联的多个线圈分部，这可以减小线圈上的电位分布差异，从而可以提高等离子体的分布均匀性，进而可以提高工艺均匀性。另外，通过将功率馈入点设置在线圈的除端点之外的位置处，可以在整体上降低线圈上的电压，从而可以减少等离子体中的离子对介质筒的轰击，从而减少了反应腔室内的颗粒污染。本技术提供的反应腔室，其通过采用本技术提供的上述上电极组件，可以提高等离子体的分布均匀性，从而可以提高工艺均匀性。附图说明图1为现有的一种预清洗腔室的剖视图；图2为射频线圈的功率馈入点的位置示意图；图3A为本技术实施例提供的上电极组件的一种结构图；图3B为本技术实施例提供的上电极组件的另一种结构图；图4A为采用现有技术中的线圈进行刻蚀工艺获得的晶片刻蚀深度分布图；图4B为采用本技术实施例中的一种线圈进行刻蚀工艺获得的晶片刻蚀深度分布图；图4C为采用本技术实施例中的另一种线圈进行刻蚀工艺获得的晶片刻蚀深度分布图；图4D为采用本技术实施例中的又一种线圈进行刻蚀工艺获得的晶片刻蚀深度分布图；图4E为采用本技术实施例中的再一种线圈进行刻蚀工艺获得的晶片刻蚀深度分布图；图5为本技术实施例提供的反应腔室的剖视图；图6为本技术实施例采用的法拉第屏蔽件的结构图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图来对本技术提供的上电极组件、反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。请参阅图3A，本实施例提供的上电极组件包括线圈10，在该线圈10上设置有功率馈入点103，其位于线圈10的除端点(第一端101和第二端102)之外的位置处。并且，线圈10的端点接地，由此，上述线圈10自功率馈入点103形成相互并联的多个线圈分部。射频电源12通过匹配器11与上述功率馈入点103电连接，用于通过该功率馈入点103向线圈10加载射频功率。如图3B所示，在本实施例中，上电极组件还包括介质筒22，线圈10上的射频能量通过该介质筒22馈入反应腔室中。该介质筒22呈环体，且线圈10为多匝柱状螺旋立体线圈，并环绕在该介质筒22周围。在本实施例中，功率馈入点103为一个，且位于线圈10的除第一端101与第二端102之外的某一指定位置处，以使该线圈10自该功率馈入点103形成两个线圈分部，分部为：第一线圈分部104和第二线圈分部105。其中，第一线圈分部104位于功率馈入点103上方；第二线圈分部105位于功率馈入点103下方。通过将线圈10分成相互并联的两个线圈分部，可以减小每个线圈分部中的每匝上的电位分布差异以及不同匝之间的电位差异，从而可以提高由线圈10产生的电磁场在反应腔室内的分布均匀性，进而可以提高等离子体的分布均匀性，提高工艺均匀性。另外，通过将功率馈入点103设置在线圈10的除端点之外的位置处，可以在整体上降低线圈10上的电压，从而可以减少等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种上电极组件，包括线圈，其特征在于，在所述线圈上设置有功率馈入点，所述功率馈入点位于所述线圈的除端点之外的位置处，且所述线圈的端点接地，以将所述线圈自所述功率馈入点形成相互并联的多个线圈分部。

【技术特征摘要】
1.一种上电极组件，包括线圈，其特征在于，在所述线圈上设置有功率馈入点，所述功率馈入点位于所述线圈的除端点之外的位置处，且所述线圈的端点接地，以将所述线圈自所述功率馈入点形成相互并联的多个线圈分部。2.根据权利要求1所述的上电极组件，其特征在于，所述上电极组件还包括介质筒，所述线圈环绕在所述介质筒周围，且所述线圈为多匝柱状螺旋立体线圈，且所述线圈自所述功率馈入点形成位于所述功率馈入点上方的第一线圈分部，和位于所述功率馈入点下方的第二线圈分部。3.根据权利要求2所述的上电极组件，其特征在于，所述第二线圈分部的长度与所述线圈的总长度的比值的取值范围在0.9/5.5～1.1/5.5之间。4.根据权利要求3所述的上电极组件，其特征在于，所述第二线圈分部的长度与所述线圈的总长度的比值为1.1/5.5、1.05/5.5或者1/5.5。5.根据权利要求1所述的上电极组件，其特征在于，所述线圈为单匝线圈。6.根据权利要求1-5任意一项所述的上电极组件，其特征在于，所述线圈的第一端和/或所述线圈的第二端通过阻抗配置装置接地，通过设定不同的所述阻抗配置装置的阻抗大小，来使两个所述线圈分部的电流方向相同或相反。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，徐奎，丁培军，常大磊，姜鑫先，张璐，刘建生，苏振宁，宋巧丽，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11