等离子处理装置及其法拉第屏蔽装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置，所述等离子体处理装置包括至少一个反应腔室，所述反应腔室包括一绝缘窗口，在所述绝缘窗口上方设置有射频线圈，所述法拉第屏蔽装置设置于所述反应腔室和相对应的射频线圈之间，所述法拉第屏蔽装置上设置有至少一个射频通道，由线圈产生的磁场能够通过所述射频通道耦合到反应腔室内部，其特征在于，所述法拉第屏蔽装置具有第一部分和第二部分，所述第一部分上设置射频通道的密度大于所述第二部分上设置射频通道的密度。利用本实用新型专利技术提供的法拉第屏蔽装置，能够有效地改善制程均一性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置。
技术介绍
利用射频电感式耦合等离子体进行刻蚀或沉积是制备半导体薄膜器件的一种关键工艺，包括各种微电子器件、薄膜光伏电池、发光二极管等的制备都离不开刻蚀或沉积工艺。等离子体刻蚀或沉积的基本过程是将反应气体从气源引入反应腔室，在等离子体中进 行电离和分解形成离子和自由基。这些具有高度反应活性的粒子依靠气体运输到达待加工物体表面进行表面反应。在等离子体中进行的表面刻蚀或沉积反应的均匀性，与等离子体的均匀性直接相关。而等离子体的均匀性又取决于通过射频线圈进行的能量耦合的均匀性以及反应腔的尺寸及形状。通过射频线圈进行的能量耦合一般包括交流和直流两部分，交流部分用于产生等离子体，而直流部分用于增加离子对反应腔表面的轰击能量。现有技术中的法拉第屏蔽装置的主要用途，是减少或消除直流部分的能量耦合。半导体工艺件的均一性是困扰半导体产业的一个问题。所谓半导体工艺件的边缘效应是指在等离子体处理工艺过程中，由于等离子体受电磁场控制，而上下两极边缘处的场强会受边缘条件的影响，总有一部分电磁场线弯曲，而导致电磁场边缘部分场强不均，进而导致该部分的等离子体浓度不均匀。在该种情况下，生产出的半导体工艺件周围也存在一圈处理不均匀的区域。这一不均匀现象在射频电场频率越高时越明显，在射频频率大于60MHZ甚至大于IOOMhz时这一等离子浓度的不均匀性程度已经很难再用其它装置如位于静电夹盘边缘的聚集环来调控。其中，除了边缘效应导致的均一性问题，还有其他未知因素也会导致均一性问题的产生。例如，射频电感式耦合等离子处理装置腔室绝缘窗口的线圈排布不是绝对均匀的，这就导致在有些区域线圈排布密集，而在其他区域相对排布较稀疏，因此对应于线圈排布密集的区域磁场强度就较强，而对应于线圈排布稀疏的区域磁场强度就较弱。磁场强度的强弱直接关系到所产生等离子体的浓度，从而导致基片的制程不均。然而，射频电感式耦合等离子处理装置制造完成以后既已基本定型，无法再对线圈位置进行调整。针对现有技术的上述缺陷，提出本技术。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的上述问题，本技术提出了用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置。本技术提供了一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置，所述等离子体处理装置包括至少一个反应腔室，所述反应腔室包括一绝缘窗口，在所述绝缘窗口上方设置有射频线圈，所述法拉第屏蔽装置设置于所述反应腔室和相对应的射频线圈之间，所述法拉第屏蔽装置上设置有至少一个射频通道，由线圈产生的磁场能够通过所述射频通道耦合到反应腔室内部，其特征在于，所述法拉第屏蔽装置具有第一部分和第二部分，所述第一部分上设置的射频通道多余所述第二部分上设置的射频通道。进一步地，所述法拉第屏蔽装置的第一部分对应于所述等离子处理装置内磁场强度最小的第一区域设置。进一步地，所述第一区域包括所对应的线圈密度最小的区域。进一步地，所述射频通道的形状包括-径向槽；-孔。·进一步地，所述射频通道的数目以及在所述法拉第屏蔽装置上的分布由所述等离子处理装置内的磁场分布确定。进一步地，所述射频通道占所述法拉第屏蔽装置的面积的取值范围为209Γ80%进一步地，所述射频通道的形状为径向槽，所述径向槽的长度和宽度的分别为200mm和IOmm,其中,所述法拉第屏蔽装置为圆盘形,其直径为500_。本技术第二方面提供了一种用于射频电感式耦合等离子处理装置，其特征在于，所述等离子处理装置包括本技术第一方面所述的法拉第屏蔽装置。进一步地，所述等离子处理装置还包括一传感器，其用于检测所述等离子处理装置的反应腔室内部的磁场强度。进一步地，其特征在于，所述等离子处理装置还包括一自动调节装置，其接收来自所述传感器的关于反应腔室内部的磁场强度的感应信号，并根据所述感应信号调整法拉第屏蔽装置的第一部分和第二部分的位置。本技术提供的法拉第屏蔽装置能够改善制程均一性，并且能够根据等离子处理装置的若干未知因素可调整地对其制程均一性进行改善。附图说明图1是射频电感式耦合等离子处理装置的结构示意图；图2是根据本技术一个具体实施例的法拉第屏蔽装置的结构示意图；图3是根据本技术另一具体实施例的法拉第屏蔽装置的结构示意图；图4是根据本技术一个具体实施例的制程完成基片的平面示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术的具体实施方式进行说明。图1是射频电感式耦合等离子处理装置的结构示意图。如图1所示，射频电感式耦合等离子处理装置至少包括一反应腔室，反应腔室包括一绝缘窗口 102。在绝缘窗口 102上方设置有若干射频线圈120，射频线圈120外接有射频电源以在制程区域101产生从上到下的磁场。射频电感式耦合等离子处理装置还包括一气体源(未示出)，用于向反应腔室内部输入反应气体，反应气体在磁场的作用下被激发为等离子体，以对基片103进行制程反应。法拉第屏蔽装置110设置于所述反应腔室和相对应的射频线圈120之间，法拉第屏蔽装置110上设置有至少一个射频通道(未示出)。其中，法拉第屏蔽装置由金属材料制成，其中，由线圈产生的磁场能够通过所述射频通道耦合到反应腔室内部，而在没有射频通道的部分则能够有效屏蔽线圈产生的磁场。具体地，法拉第屏蔽装置Iio利用绝缘垫片121以一分离的间隔固定于射频线圈120之下、紧邻绝缘窗口 102之上。图2是根据本技术一个具体实施例的法拉第屏蔽装置110的结构示意图，如图所示，所述法拉第屏蔽装置110具有第一部分Al和第二部分BI，其中，第一部分Al是由附图中虚线所示的扇形区域，法拉第屏蔽装置110表面上除去第一部分Al的其他部分则为第二部分BI。具体地，法拉第屏蔽装置110上贯通设置有若干射频通道110a，其中，第一部分Al上设置射频通道IlOa的密度大于第二部分BI上设置射频通道IlOa的密度。图3是根据本技术另一具体实施例的法拉第屏蔽装置110的结构示意图，如图所示，所述法拉第屏蔽装置110具有第一部分A2和第二部分B2，其中，第一部分A2是由附图中虚线所示的扇形区域，法拉第屏蔽装置110表面上除去第一部分A2的其他部分则为第二部分B2。具体地，法拉第屏蔽装置110上贯通设置有若干射频通道110b，其中，第一部 分A2上设置射频通道IlOb的密度小于第二部分B2上设置射频通道IlOb的密度。具体地，参见附图3，根据本实施例，第二部分B2上设置有若干射频通道110b，第一部分A2并未设置任何射频通道。需要说明的是，上文所述的法拉第屏蔽装置的第一部分和第二部分只是本文为了方便说明而拟定的，而并不是实际存在的，并不能用以限定本技术。本领域技术人员应当理解，只要法拉第屏蔽装置的表面射频通道的设置不是高度对称的，都可以根据其射频通道的分布密度进行划分，将密度较大的区域划分为第一部分，将其他区域划分为第二部分。本领域技术人员应当理解，射频电感式耦合等离子处理装置制造完成以后其机械结构必然有微小偏差，在制造完成以后难以擦觉，而在之后进行制程反应之后会发现由该等离子处理装置制程完成的基片会有均一性问题。上述由未知因素导致的均一性问题是各种各样的。进一步地，所述法拉第屏蔽装置的第一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置，所述等离子体处理装置包括至少一个反应腔室，所述反应腔室包括一绝缘窗口，在所述绝缘窗口上方设置有射频线圈，所述法拉第屏蔽装置设置于所述反应腔室和相对应的射频线圈之间，所述法拉第屏蔽装置上设置有至少一个射频通道，由线圈产生的磁场能够通过所述射频通道耦合到反应腔室内部，其特征在于，所述法拉第屏蔽装置具有第一部分和第二部分，所述第一部分上设置射频通道的密度大于所述第二部分上设置射频通道的密度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许颂临，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：