一种等离子体发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于半导体技术领域，公开了一种等离子体发生装置，包括外筒和气体扩散桶，外筒和气体扩散桶通过CF法兰密封连通，外筒上安装有等离子发生器，外筒底部通过螺栓固定有石英筒固定板，外筒内密封设有用于传输等离子气体的石英筒，外筒顶部设有用于通入等离子气体、且与所示石英筒连通的第一通孔，石英筒外侧设有沿竖直方向上位移的射频线圈，射频线圈与等离子发生器电性连接，气体扩散桶包括上气体扩散桶和下气体扩散桶，上气体扩散桶外侧分别连通有第二通孔、第三通孔和第四通孔，射频线圈可以进行手动上下调整，从而更加具体精确的控制等离子体到基片的高度，达到更好的刻蚀及沉积效果。及沉积效果。及沉积效果。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体发生装置


[0001]本技术属于半导体
，公开了一种等离子体发生装置。

技术介绍

[0002]目前典型的深硅刻蚀工艺为Bosch工艺，其主要特点为：整个刻蚀过程为刻蚀步骤与沉积步骤的交替循环，目前市面上的深硅刻蚀设备以及ALE设备大多数都是通过射频电源来控制等离子体的浓度及能量，射频线圈是完全固定的，有时候并不能很好的控制等离子体的浓度及能量完全满足对硅片深度的刻蚀，尤其是在高校实验室对硅片不同深度刻蚀实验时这个问题显得尤为突出。
[0003]再者，目前市面上的深硅刻蚀设备所有工艺气体均通过同一个进气管路进入工艺腔室，使得刻蚀气体在刻蚀步骤或沉积气体在沉积步骤都存在一定的延迟。由于深硅刻蚀工艺中需要在刻蚀步骤和沉积步骤之间进行频繁切换，且切换间隔非常短，因此，这种由于步骤切换带来的气体延迟将极大的影响工艺精度和工艺效率。
[0004]最后，目前市面上的深硅刻蚀设备的气体扩散桶多为直桶状，不利于等离子体及前驱体源的均匀扩散分布到基片表面，这也会影响到深硅刻蚀中对硅片的刻蚀及薄膜沉积的质量和效率。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提供了一种等离子体发生装置，射频线圈可以进行手动上下调整，从而更加具体精确的控制等离子体到基片的高度，可以控制等离子体达到基片的浓度及能量从而达到对于不同刻蚀能量的要求，达到更好的刻蚀及沉积效果。
[0006]本技术提供的技术方案如下：
[0007]一种等离子体发生装置，包括外筒和气体扩散桶，外筒和气体扩散桶通过CF法兰密封连通，外筒上安装有等离子发生器，外筒底部通过螺栓固定有石英筒固定板，外筒内密封设有用于传输等离子气体的石英筒，外筒顶部设有用于通入等离子气体、且与所示石英筒连通的第一通孔，石英筒外侧设有沿竖直方向上位移的射频线圈，射频线圈与等离子发生器电性连接；
[0008]气体扩散桶包括上气体扩散桶和下气体扩散桶，上气体扩散桶外侧分别连通有第二通孔、第三通孔和第四通孔。
[0009]进一步的，外筒内侧顶部设有若干个呈圆周均匀排列的螺纹孔，螺纹孔用于安装螺纹杆，螺纹杆上通过螺母限位、滑动连接有用于固定射频线圈的线圈固定支架。
[0010]进一步的，射频线圈为空心铜管，且旋转固定在线圈固定支架上。
[0011]进一步的，外筒顶部的一侧开有通孔，通孔处安装有线圈下密封盖和线圈上密封盖，射频线圈铜管两端依次穿过线圈下密封盖和线圈上密封盖后与等离子发生器电性连接。
[0012]进一步的，CF法兰包括CF上法兰盘和CF下法兰盘，CF上法兰盘与外筒固定，CF下法
兰盘与上气体扩散桶固定，CF上法兰盘和CF下法兰盘通过若干个螺栓密封锁紧固定。
[0013]进一步的，下气体扩散桶的斜度为45
°‑
60
°
。
[0014]进一步的，下气体扩散桶下方固定有用于安装于反应腔体上的固定底板。
[0015]进一步的，外筒外侧固定有等离子发生器安装板，等离子发生器通过离子发生器安装板安装在外筒一侧。
[0016]进一步的，石英筒与外筒之间设有密封圈，线圈下密封盖和线圈上密封盖以及外筒之间均设有密封圈，CF上法兰盘和CF下法兰盘之间设有密封圈。
[0017]综上所述，本技术的有益效果如下：
[0018]（1）本技术结构简单成本低，射频线圈通过螺纹杆和螺母可以进行手动上下调整，从而更加具体精确的控制等离子体到基片的高度，可以控制等离子体达到基片的浓度及能量从而达到对于不同刻蚀能量的要求，达到更好的刻蚀及沉积效果。
[0019]（2）本技术通过第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔，每个通孔单独通气可以解决工艺气体在步骤切换时的混合和延迟问题，进而实现深硅刻蚀过程中工艺气体流量的精确控制，进一步提高深硅刻蚀工艺的精度和效率。
[0020]（3）本技术气体扩散桶斜度为45
°‑
60
°
，经过气体流体仿真模拟，是最有利于等离子体及前驱体源的均匀扩散分布到基片表面，从而提高深硅刻蚀中对硅片的刻蚀及薄膜沉积的质量和效率。
附图说明
[0021]图1为本技术结构示意图；
[0022]图2为本技术剖面结构示意图；
[0023]图3为本技术射频线圈结构示意图；
[0024]图4为本技术外筒俯视图；
[0025]图5为本技术下气体扩散桶气体流体模拟示意图。
[0026]附图标记如下：
[0027]1、外筒；2、等离子发生器；3、石英筒；4、第一通孔；5、射频线圈；6、上气体扩散桶；7、下气体扩散桶；8、固定底板；21、等离子发生器安装板；31、石英筒固定板；51、螺纹孔；52、螺纹杆；53、螺母；54、线圈固定支架；55、线圈下密封盖；56、线圈上密封盖；61、第二通孔；62、第三通孔；64、第四通孔；81、CF上法兰盘；82、CF下法兰盘。
实施方式
[0028]为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例和附图对本技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。
[0029]如图1
‑
4所示，一种等离子体发生装置，包括外筒1和气体扩散桶，外筒1和气体扩散桶通过CF法兰密封连通，外筒1上安装有等离子发生器2，外筒1底部通过螺栓固定有石英筒固定板31，外筒1内密封设有用于传输等离子气体的石英筒3，外筒1顶部设有用于通入等离子气体、且与所示石英筒3连通的第一通孔4，石英筒3外侧设有沿竖直方向上位移的射频线圈5，射频线圈5与等离子发生器2电性连接；
[0030]具体的，第一通孔4由VCR接头和连管所组成焊接在外筒1的最上方中间处，且第一
通孔4和外筒1内部的石英桶3内部连通，第一通孔主要通入刻蚀工艺气体例如六氟化硫，以及原子层沉积时需要电离的前驱体源例如N2O以及用于吹扫的惰性气体等。
[0031]进一步的，外筒1外侧固定有等离子发生器安装板21，等离子发生器2通过离子发生器安装板21安装在外筒1一侧。
[0032]石英桶3的外侧包裹着射频线圈5，等离子气体通过线圈包裹的石英桶3时将被电离。
[0033]请参考图3和图4，在本实施例中，外筒1内侧顶部设有若干个呈圆周均匀排列的螺纹孔51，螺纹孔51用于安装螺纹杆52，螺纹杆52上通过螺母53限位、滑动连接有用于固定射频线圈5的线圈固定支架54。
[0034]具体的，石英桶3安装在外筒的内部，石英桶3的下端由石英桶固定板31固定并密封，保证等离子气体不会泄漏在石英桶和外筒之间的区域。
[0035]射频线圈5可以通过螺纹杆52和螺母53进行手动上下调整，从而更加具体精确的控制等离子体到基片的高度，可以控制等离子体达到基片的浓度及能量从而达到对于不同刻蚀能量的要求。
[0036]在本实施例中，气体扩散桶包括上气体扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体发生装置，包括外筒（1）和气体扩散桶，其特征在于，所述外筒（1）和气体扩散桶通过CF法兰密封连通，所述外筒（1）上安装有等离子发生器（2），外筒（1）底部通过螺栓固定有石英筒固定板（31），所述外筒（1）内密封固定有用于传输等离子气体的石英筒（3），所述外筒（1）顶部设有用于通入等离子气体、且与所示石英筒（3）连通的第一通孔（4），所述石英筒（3）外侧设有沿竖直方向上位移的射频线圈（5），所述射频线圈（5）与等离子发生器（2）电性连接；所述气体扩散桶包括上气体扩散桶（6）和下气体扩散桶（7），所述上气体扩散桶（6）外侧分别连通有第二通孔（61）、第三通孔（62）和第四通孔（63）。2.根据权利要求1所述的一种等离子体发生装置，其特征在于，所述外筒（1）内侧顶部设有若干个呈圆周均匀排列的螺纹孔（51），所述螺纹孔（51）用于安装螺纹杆（52），所述螺纹杆（52）上通过螺母（53）限位、滑动连接有用于固定射频线圈（5）的线圈固定支架（54）。3.根据权利要求2所述的一种等离子体发生装置，其特征在于，所述射频线圈（5）为空心铜管，且旋转固定在线圈固定支架（54）上。4.根据权利要求3所述的一种等离子体发生装置，其特征在于，所述外筒（1）顶部的一侧开有通孔，所述通孔处安装有线圈下密封盖（55）和线圈上密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪国，唐继远，刘磊，周同亮，夏益伟，
申请(专利权)人：江苏鹏举半导体设备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：