一種減少門(mén)效應(yīng)的等離子體處理裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種減少門(mén)效應(yīng)的等離子體處理裝置，在等離子體處理腔室內(nèi)設(shè)置一可上下移動(dòng)并環(huán)繞氣體噴淋頭的升降環(huán)，通過(guò)在升降環(huán)靠近處理腔室側(cè)壁的一側(cè)固定設(shè)置一金屬擋片，優(yōu)選與處理腔室側(cè)壁材料相同的鋁質(zhì)金屬擋片，使得所述金屬擋片隨著升降環(huán)降下時(shí)能遮擋處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口，從而能夠解決處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口使得處理腔室內(nèi)的電場(chǎng)分布不均勻的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在現(xiàn)有升降環(huán)的基礎(chǔ)上，通過(guò)螺釘或在升降環(huán)靠近處理腔室側(cè)壁的一側(cè)切割出一嵌合所述金屬擋片的溝槽的方式將升降環(huán)和所述金屬擋片固定連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效的調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)口處的電場(chǎng)分布，從而有效調(diào)節(jié)處理腔室內(nèi)的電場(chǎng)均勻分布。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種減少門(mén)效應(yīng)的等離子體處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體基片處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種均勻處理基片的等離子體處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】中，經(jīng)常需要在基片上構(gòu)圖刻蝕形成孔洞或溝槽，現(xiàn)有技術(shù)中，通常都是采用干法的RIE刻蝕技術(shù)。干法刻蝕通常在一等離子體刻蝕裝置內(nèi)進(jìn)行，該等離子體刻蝕裝置至少包括一處理腔室，刻蝕開(kāi)始前，首先將待處理基片通過(guò)處理腔室側(cè)壁上的一個(gè)門(mén)開(kāi)口放置到處理腔室內(nèi)部的基片支撐架上，在處理腔室內(nèi)通入反應(yīng)氣體，所述反應(yīng)氣體在處理腔室內(nèi)部電磁場(chǎng)的作用下解離為等離子體、自由基等能對(duì)基片進(jìn)行物理作用或化學(xué)作用的粒子。當(dāng)刻蝕反應(yīng)完成后，再將基片通過(guò)處理腔室側(cè)壁上的門(mén)開(kāi)口取出并放入新的待處理基片，如此反復(fù)進(jìn)行操作。
[0003]處理腔室內(nèi)的電磁場(chǎng)能夠?qū)⑼ㄈ胩幚砬皇覂?nèi)的反應(yīng)氣體電離產(chǎn)生等離子體，電磁場(chǎng)強(qiáng)度能否均勻分布決定等離子體在處理腔室室中能否均勻分布，從而決定待處理基片能否處理均勻，故電磁場(chǎng)在處理腔室內(nèi)的均勻分布是決定被處理基片加工能否均勻的關(guān)鍵因素。理想情況下，所述處理腔室側(cè)壁為圓柱形，處理腔室內(nèi)的電磁場(chǎng)均勻分布，然而，由于處理腔室側(cè)壁上設(shè)置一門(mén)開(kāi)口，導(dǎo)致處理腔室此處電場(chǎng)分布不均勻，從而影響基片的加工均勻性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種減少門(mén)效應(yīng)的等離子體處理裝置，包括:弓丨入有反應(yīng)氣體的真空處理腔室；所述真空處理腔室側(cè)壁設(shè)置一門(mén)開(kāi)口 ；
[0005]相對(duì)設(shè)置于所述真空處理腔室內(nèi)的上電極和下電極，所述下電極上放置有被處理的基片，所述上電極同時(shí)作為反應(yīng)氣體注入的噴淋頭，所述噴淋頭周?chē)h(huán)繞設(shè)置一可上下移動(dòng)的升降環(huán)；
[0006]所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁一側(cè)設(shè)置一接地的金屬擋片，所述升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)時(shí)，所述金屬擋片遮擋所述真空處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口。
[0007]優(yōu)選的，所述的升降環(huán)為絕緣材料，所述的升降環(huán)與所述噴淋頭之間設(shè)置一接地環(huán)，所述升降環(huán)相對(duì)于所述接地環(huán)上升或下降。
[0008]優(yōu)選的，所述金屬擋片的形狀、大小與所述真空處理腔室側(cè)壁門(mén)開(kāi)口的形狀、大小相同。
[0009]優(yōu)選的，所述金屬擋片的形狀為環(huán)形，所述環(huán)形金屬擋片環(huán)繞設(shè)置于所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁的一側(cè)，所述環(huán)形金屬擋片的高度大于等于所述真空處理腔室側(cè)壁門(mén)開(kāi)口的高度。
[0010]優(yōu)選的，所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁的一側(cè)表面設(shè)置有凹槽，所述金屬擋片置于所述凹槽內(nèi)，與所述升降環(huán)之間固定銜接。
[0011]優(yōu)選的，所述金屬擋片通過(guò)螺釘與所述升降環(huán)固定。
[0012]優(yōu)選的，所述升降環(huán)上方設(shè)置一氣缸，控制所述升降環(huán)上下移動(dòng)。
[0013]優(yōu)選的，所述氣缸為接地的金屬材料，，所述金屬擋片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和所述氣缸相連。
[0014]優(yōu)選的，所述金屬擋片材質(zhì)為表面進(jìn)行陽(yáng)極化處理的鋁。
[0015]優(yōu)選的，所述金屬擋片與所述真空處理腔室側(cè)壁的距離范圍為0.1mm-lOmm。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明在等離子體處理腔室內(nèi)設(shè)置一可上下移動(dòng)的升降環(huán)，通過(guò)在升降環(huán)靠近處理腔室側(cè)壁的一側(cè)固定設(shè)置一金屬擋片，優(yōu)選與處理腔室側(cè)壁材料相同的鋁質(zhì)金屬擋片，使得所述金屬擋片隨著升降環(huán)降下時(shí)能遮擋處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口，從而能夠解決處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口使得處理腔室內(nèi)的電場(chǎng)分布不均勻的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在現(xiàn)有升降環(huán)的基礎(chǔ)上，通過(guò)螺釘或在升降環(huán)靠近處理腔室側(cè)壁的一側(cè)切割出一嵌合所述金屬擋片的溝槽的方式將升降環(huán)和所述金屬擋片固定連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效的調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)口處的電場(chǎng)分布，從而有效調(diào)節(jié)處理腔室內(nèi)的電場(chǎng)均勻分布。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1示出本發(fā)明所述等離子體處理腔室的升降環(huán)處于升起狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出本發(fā)明所述等離子體處理腔室的升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3示出另一種實(shí)施例的等離子體處理腔室的升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出本發(fā)明所述等離子體處理腔室的升降環(huán)處于升起狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；在圖1所示的等離子體處理裝置中，包括真空處理腔室100 ;真空處理腔室100包括圓筒形的處理腔室側(cè)壁110，處理腔室側(cè)壁110的一側(cè)設(shè)置有一容許基片進(jìn)出的門(mén)開(kāi)口 112。真空處理腔室100內(nèi)設(shè)置上下相對(duì)的上電極140和下電極130，下電極130連接射頻功率源150，并同時(shí)作為基片120的支撐裝置；上電極140接地，同時(shí)連接反應(yīng)氣體源160，作為向處理腔室內(nèi)提供反應(yīng)氣體的氣體噴淋頭，氣體噴淋頭140外圍環(huán)繞設(shè)置一接地環(huán)142，接地環(huán)142外圍環(huán)繞設(shè)置一升降環(huán)144。升降環(huán)144連接一氣缸146，通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸146可以控制升降環(huán)144的位置上升或下降，圖2示出本發(fā)明所述等離子體處理腔室的升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在本發(fā)明所述的等離子體處理裝置中，基片120通過(guò)門(mén)開(kāi)口 112傳送到基片支撐裝置，即下電極130上方，反應(yīng)氣體源160中的反應(yīng)氣體通過(guò)作為上電極的氣體噴淋頭140均勻的注入處理腔室100內(nèi)。射頻功率源150作用于下電極130，與接地的上電極140配合形成均勻分布于上電極140和下電極130之間的電磁場(chǎng)。處理腔室中的電磁場(chǎng)作用于注入其中的反應(yīng)氣體，將反應(yīng)氣體解離為能對(duì)基片120進(jìn)行物理作用或化學(xué)作用的的等離子體、自由基等粒子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基片120的刻蝕。在等離子體處理腔室內(nèi)，上電極和下電極之間的電磁場(chǎng)的分布均勻與否決定了上電極和下電極之間的等離子體的分布均勻與否，進(jìn)而決定了基片的刻蝕均勻與否。故電磁場(chǎng)在處理腔室內(nèi)的均勻分布是決定基片加工能否均勻的關(guān)鍵因素。理想情況下，處理腔室側(cè)壁為圓筒形，圓筒形的處理腔室側(cè)壁形狀對(duì)稱(chēng)，所以處理腔室內(nèi)的電磁場(chǎng)均勻分布，然而，為了能夠容許基片進(jìn)出處理腔室，處理腔室側(cè)壁110上設(shè)置門(mén)開(kāi)口 112，由于門(mén)開(kāi)口 112的存在，改變了原本能在此處進(jìn)行的電場(chǎng)線(xiàn)的反射，破壞了處理腔室100內(nèi)的電磁場(chǎng)的均勻分布，導(dǎo)致處理腔室內(nèi)等離子體分布不均勻，從而影響基片的加工均勻性。
[0022]在本發(fā)明圖1和圖2所示的實(shí)施例中，升降環(huán)144靠近側(cè)壁110的一側(cè)設(shè)置一金屬擋片148，金屬擋片148和升降環(huán)144保持相對(duì)固定，當(dāng)升降環(huán)144處于降下?tīng)顟B(tài)時(shí)，金屬擋片148可以將側(cè)壁110上的門(mén)開(kāi)口 112遮擋，彌補(bǔ)了門(mén)開(kāi)口 112的存在對(duì)處理腔室內(nèi)電磁場(chǎng)的分布造成的影響，從而為真空處理腔室100提供均勻的電磁場(chǎng)分布。
[0023]本發(fā)明中，刻蝕反應(yīng)開(kāi)始前將基片120通過(guò)機(jī)械手(圖中未示出)或者其他方法傳送到基片支撐裝置130上，此時(shí)升降環(huán)144處于升起狀態(tài)，金屬擋片未遮擋門(mén)開(kāi)口 112，基片被傳送進(jìn)處理腔室內(nèi)；刻蝕反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，調(diào)節(jié)升降環(huán)144上方的氣缸146，控制升降環(huán)144下降至金屬擋片148能夠遮擋住門(mén)開(kāi)口 112時(shí)停止，為了保證金屬擋片148能夠遮擋住門(mén)開(kāi)口 112，本實(shí)施例選用的金屬擋片148的形狀和門(mén)開(kāi)口的形狀相同，尺寸大于等于門(mén)開(kāi)口的尺寸。此時(shí)，盡管升降環(huán)144也遮擋住門(mén)開(kāi)口 112，但由于升降環(huán)的材料通常為石英等絕緣材料，對(duì)電磁場(chǎng)的分布影響不大，故不能彌補(bǔ)門(mén)開(kāi)口 112對(duì)電磁場(chǎng)造成的影響，此處的擋片需要為能夠?qū)щ姷牟牧?，故本?shí)施例選用金屬材料，優(yōu)選的，金屬擋片材質(zhì)為與處理腔室側(cè)壁材料相同的鋁，為了避免部分等離子體對(duì)金屬擋片148進(jìn)行轟擊，造成顆粒污染物，可以將鋁制的金屬擋片148表面進(jìn)行陽(yáng)極化處理，從而增大金屬擋片148的抗腐蝕能力。由于處理腔室側(cè)壁110是接地的，為了保證金屬擋片148和處理腔室側(cè)壁具有相同的電位，將金屬擋片148也接地。金屬擋片148接地的方法可以有若干種，本實(shí)施例中，由于采用的氣缸146為接地的金屬氣缸，可以將金屬擋片148和金屬氣缸146通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連，實(shí)現(xiàn)金屬擋片接地。
[0024]由于金屬擋片148隨著升降環(huán)144上下移動(dòng)，為了避免與側(cè)壁110發(fā)生接觸摩擦，金屬擋片與側(cè)壁之間保持一定間隔，所述間隔距離在大于O的前提下越小，處理腔室內(nèi)電場(chǎng)分布的均勻性越好。由于升降環(huán)144到側(cè)壁的距離小于10毫米，故本實(shí)施例所述金屬擋片148與側(cè)壁110之間的距離范圍為O —10毫米。同時(shí)，為避免升降環(huán)144上下移動(dòng)時(shí)與接地環(huán)142發(fā)生摩擦，產(chǎn)生顆粒污染，升降環(huán)144內(nèi)側(cè)與接地環(huán)外側(cè)之間保持一大于零的距離。金屬擋片148和升降環(huán)144間固定連接，本實(shí)施例將金屬擋片通過(guò)螺釘與升降環(huán)固定。
[0025]圖3示出另一種實(shí)施例的等離子體處理腔室的升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例采用同上述實(shí)施例所述的編號(hào)，不同的是本實(shí)施例為2XX系列。在本實(shí)施例中，金屬擋片248為環(huán)繞升降環(huán)244外圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形金屬擋片248的高度大于等于門(mén)開(kāi)口 212的高度，以確保金屬擋片能完全遮擋住門(mén)開(kāi)口 212。金屬擋片248和升降環(huán)244間固定連接，本實(shí)施例在升降環(huán)244靠近側(cè)壁210的一側(cè)表面設(shè)置凹槽249，環(huán)形金屬擋片248置于凹槽249內(nèi)，與升降環(huán)244之間固定銜接。
[0026]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種減少門(mén)效應(yīng)的等離子體處理裝置，包括: 引入有反應(yīng)氣體的真空處理腔室；所述真空處理腔室側(cè)壁設(shè)置一門(mén)開(kāi)口 ；相對(duì)設(shè)置于所述真空處理腔室內(nèi)的上電極和下電極，所述下電極上放置有被處理的基片，所述上電極同時(shí)作為反應(yīng)氣體注入的噴淋頭，所述噴淋頭周?chē)h(huán)繞設(shè)置一可上下移動(dòng)的升降環(huán)； 其特征在于:所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁一側(cè)設(shè)置一接地的金屬擋片，所述升降環(huán)處于降下?tīng)顟B(tài)時(shí)，所述金屬擋片遮擋所述真空處理腔室側(cè)壁的門(mén)開(kāi)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述的升降環(huán)為絕緣材料，所述的升降環(huán)與所述噴淋頭之間設(shè)置一接地環(huán)，所述升降環(huán)相對(duì)于所述接地環(huán)上升或下降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述金屬擋片的形狀、大小與所述真空處理腔室側(cè)壁門(mén)開(kāi)口的形狀、大小相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述金屬擋片的形狀為環(huán)形，所述環(huán)形金屬擋片環(huán)繞設(shè)置于所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁的一側(cè)，所述環(huán)形金屬擋片的高度大于等于所述真空處理腔室側(cè)壁門(mén)開(kāi)口的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述升降環(huán)靠近所述真空處理腔室側(cè)壁的一側(cè)表面設(shè)置有凹槽，所述金屬擋片置于所述凹槽內(nèi)，與所述升降環(huán)之間固定銜接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述金屬擋片通過(guò)螺釘與所述升降環(huán)固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述升降環(huán)上方設(shè)置一氣缸，控制所述升降環(huán)上下移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述氣缸為接地的金屬材料，所述金屬擋片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和所述氣缸相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述金屬擋片材質(zhì)為表面進(jìn)行陽(yáng)極化處理的鋁。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的等離子體處理裝置，其特征在于:所述金屬擋片與所述真空處理腔室側(cè)壁的距離大于O小于10mm。
【文檔編號(hào)】H01J37/30GK104051210SQ201310077322
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】徐驊, 徐朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司