上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备制造技术

技术编号:22566955 阅读:38 留言:0更新日期:2019-11-16 12:51
本申请实施例提供了一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备。该上电极结构,用于向刻蚀腔室内施加射频功率,其包括:线圈、电极及射频电源组件;所述线圈设置于所述刻蚀腔室内且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方;所述电极设置于所述刻蚀腔室内,且位于所述介质窗的上方,所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧;所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接,用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率,以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。本申请实施例使得线圈在清洗时可以作为电极的一部分,可以有效提高清洗效率,并且可以有效提高对刻蚀腔室及介质窗清洗的均匀性。

Upper electrode structure, etching chamber and semiconductor processing equipment

The embodiment of the application provides an upper electrode structure, an etching chamber and a semiconductor processing device. The upper electrode structure is used to apply RF power to the etching chamber, which includes: coil, electrode and RF power supply assembly; the coil is arranged in the etching chamber and is located above the medium window in the etching chamber; the electrode is arranged in the etching chamber and is located above the medium window, and the projection position of the electrode on the medium window Inside and / or outside of the radial projection of the coil on the medium window; the radio frequency power supply assembly is electrically connected with the coil and the electrode for applying radio frequency power to the coil and / or the electrode for etching or cleaning the etching chamber. The embodiment of the application enables the coil to be used as a part of the electrode during cleaning, can effectively improve the cleaning efficiency, and can effectively improve the uniformity of cleaning the etching chamber and the medium window.

【技术实现步骤摘要】
上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备
本申请涉及半导体加工
,具体而言,本申请涉及一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备。
技术介绍
目前,在微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem,MEMS)半导体的制造工艺中,刻蚀机是必不可少的设备。在感应耦合等离子体(InductivelyCoupledPlasmaEtch,ICPE)刻蚀中,随着刻蚀工艺的进行,刻蚀产生的反应副产物、轰击出的掩膜、晶圆中溅射出来的固形物等会附着在刻蚀腔室内壁上。随着使用时间的增加,附着物沉积到一定程度的时候会影响刻蚀腔室环境,从而改变刻蚀结果。所以,定期对刻蚀腔室进行清洗,恢复稳定的刻蚀腔室环境有利于工艺结果的稳定和重复。另外作为射频功率馈入刻蚀腔室的通道,介质窗上附着物的沉积情况更为重要,尤其是在刻蚀含有金属或使用金属做掩膜的晶圆时,金属颗粒被轰击溅射到介质窗上,会引起两方面影响:一方面其他副产物会围绕它附着,在外界条件变化时掉落形成微粒(Particle);另一方面,金属附着在介质窗上形成类似于法拉第屏蔽的金属膜层,会改变射频功率的耦合情况,造成起辉困难及等离子体成份变化。所以,减少介质窗下附着物的沉积、提高刻蚀腔室的清洗周期是很有必要的。但是现有技术中对于刻蚀腔室内清洗效率不理想,需要定期的对刻蚀腔室进行开腔清洗,不仅清洗周期长,而且还影响生产效率。
技术实现思路
本申请针对现有方式的缺点,提出一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备,用以解决现有技术存在刻蚀腔室内清洗效果不理想以及刻蚀腔室开腔清洗频率过高的技术问题。第一个方面,本申请实施例提供了一种上电极结构,用于向刻蚀腔室内施加射频功率,包括:线圈、电极及射频电源组件;所述线圈设置于所述刻蚀腔室内,且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方;所述电极设置于所述刻蚀腔室内,且位于所述介质窗的上方,所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧;所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接,用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率,以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。于本申请的一实施例中,所述电极包括内电极以及与所述内电极相连的外电极;所述内电极位于所述线圈径向上的内侧,所述外电极位于所述线圈径向上的外侧。于本申请的一实施例中,所述内电极的外缘与所述线圈之间沿径向具有第一距离;所述外电极的内缘与所述线圈之间沿径向具有第二距离;所述第一距离及所述第二距离均大于等于一预设安全阈值。于本申请的一实施例中,所述预设安全阈值大于等于20毫米。于本申请的一实施例中,所述内电极为圆形结构,所述外电极为环形结构;或者,所述内电极为星形结构,所述外电极为星形结构。于本申请的一实施例中,所述电极与所述刻蚀腔室内的介质窗贴合设置。于本申请的一实施例中,所述线圈包括至少两个平面单圈线圈,所述至少两个平面单圈线圈沿径向并列排布且同心、共面设置。于本申请的一实施例中,所述线圈为单输出或者双输出模式。于本申请的一实施例中,所述电极为金属电极,并且所述电极整体呈板状。于本申请的一实施例中,所述射频电源组件包括:射频电源、匹配器、继电器及电容,所述射频电源依次通过所述匹配器、所述继电器及所述电容与所述电极电连接;所述射频电源通过所述匹配器与所述线圈电连接;当进行刻蚀时,所述继电器断开且所述射频电源向所述线圈施加射频功率;当需要进行清洗时,所述继电器闭合且所述射频电源同时向所述线圈及所述电容施加射频功率,所述电容向所述电极施加电压。第二个方面,本申请实施例提供了一种刻蚀腔室,所述刻蚀腔室内设置有第一个方面提供的上电极结构。第三个方面,本申请实施例提供了一种半导体加工设备,包括第二个方面提供的刻蚀腔室。本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是:本申请实施例通过将电极设置于线圈未覆盖的区域内,使得线圈在清洗时可以作为电极的一部分,线圈可以与刻蚀腔室直接进行功率耦合,不仅扩展了工艺的使用窗口,而且可以有效提高清洗效率;由于线圈及电极的设置方式可以扩大清洗的范围,从而可以有效提高对刻蚀腔室及介质窗清洗的均匀性。进一步的,由于清洗的效率及清洗均匀性效果的提高,还可以有效延长开腔清洗的周期,进而可以减少开腔清洗的频率以及延长开腔清洗的周期,同时还可以提高晶圆的质量,不仅可以有效提高生产效率,而且还可以大幅提高经济效益。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1为本申请实施例提供的一种上电极结构与刻蚀腔室配合的剖视示意图;图2为本申请实施例提供的一种线圈与电极配合的示意图;图3为本申请实施例提供的另一种线圈与电极配合的示意图。具体实施方式下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。本
技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。本申请实施例提供了一种上电极结构,用于在刻蚀腔室内施加射频功率,该上电极结构的示意图如图1所示,包括:线圈1、电极2及射频电源组件3;线圈1设置于刻蚀腔室4内,且位于设置在刻蚀腔室内的介质窗5的上方;电极2设置于刻蚀腔室4内,且位于介质窗5的上方,电极2位于在介质窗5上的投影位于线圈1在介质窗5上的投影的径向上的内侧和/或外侧;射频电源组件3与线圈1及电极2电连接,并且可选择性向线圈1和/或电极2施加射频功率,以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。如图1所示,线圈1可以为电感线圈1,其可以采用绝缘支架(图中未示出)设置于刻蚀腔室4内,线圈1可以位于介质窗5的上方。线圈1可以与射频电源组件3电连接。电极2同样可以采用绝缘支架(图中未示出)设置于刻蚀腔室4内,并且电极2可以位于线圈1径向上的内侧和/或外侧。具体来说电极2可以设置于未被线圈1覆盖的区域,即电极2在介质窗5上的投影可以位于线圈1在介质窗5上的投影的径向上的内侧和/或外侧,并且电极2同样与射频电源组件3电连接。射频电源组件3可以设置于刻蚀腔室4的外侧,用于可以选择性向线圈1和/或电极2施加射频功率本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种上电极结构,用于向刻蚀腔室内施加射频功率,其特征在于,包括:线圈、电极及射频电源组件;/n所述线圈设置于所述刻蚀腔室内,且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方;/n所述电极设置于所述刻蚀腔室内,且位于所述介质窗的上方,所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧;/n所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接,用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率,以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。/n

【技术特征摘要】
1.一种上电极结构,用于向刻蚀腔室内施加射频功率,其特征在于,包括:线圈、电极及射频电源组件;
所述线圈设置于所述刻蚀腔室内,且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方;
所述电极设置于所述刻蚀腔室内,且位于所述介质窗的上方,所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧;
所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接,用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率,以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。


2.如权利要求1所述的上电极结构,其特征在于,所述电极包括内电极以及与所述内电极相连的外电极;所述内电极位于所述线圈径向上的内侧,所述外电极位于所述线圈径向上的外侧。


3.如权利要求2所述的上电极结构,其特征在于,所述内电极的外缘与所述线圈之间沿径向具有第一距离;所述外电极的内缘与所述线圈之间沿径向具有第二距离;所述第一距离及所述第二距离均大于等于一预设安全阈值。


4.如权利要求3所述的上电极结构,其特征在于,所述预设安全阈值大于等于20毫米。


5.如权利要求2-4任一项所述的上电极结构,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘春明李兴存
申请(专利权)人:北京北方华创微电子装备有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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