CN101370348A - 电感耦合等离子体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电感耦合等离子体装置，包括机体、反应室，反应室上方设有电感耦合线圈，电感耦合线圈与机体之间通过连接装置连接，连接装置包括水平轴，电感耦合线圈可绕水平轴旋转，使电感耦合线圈可以相对于反应室倾斜一定的角度，可以补偿由于抽气方式等不对称结构带来的等离子体分布的对称性破缺，可以得到更均匀的等离子体，从而获得更好的工艺结果。本发明主要用于半导体晶片加工设备，也适用于其它类似的设备。

Description

电感耦合等离子体装置

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片加工设备，尤其涉及一种电感耦合等离子体装置。

背景技术

目前，随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断地提高半导体晶片的加工能力。等离子体装置广泛地应用于制造IC(集成电路)或MEMS(微电子机械系统)器件的制造工艺中。其中ICP(电感耦合等离子体装置)被广泛应用于刻蚀等工艺中。在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性反应基团和被刻蚀物质表面发生各种物理和化学反应并形成挥发性的生成物，从而使材料表面结构、性能发生变化。

如图1所示的电感耦合等离子体装置，是目前半导体刻蚀设备中大多数采用的结构。在半导体加工过程中，从介电窗1中央的进气口2进入反应室3的工艺气体被上方的电感耦合线圈4电离形成等离子体，生成的等离子体刻蚀晶片5表面的材质。系统中分子泵从出气口6抽出反应室3的气体排出。在这一过程中，使气体产生电离形成等离子体的射频功率来自于电感耦合线圈4。

如图2所示，现有技术中的电感耦合线圈4是中心对称的，固定在反应室3的侧壁或上盖板上，中心对称的电感耦合线圈4可以产生中心对称的等离子体，但是，因为机械结构的限制，大多数刻蚀机台的反应室的抽气方式都不是中心对称的，这就导致原本中心对称的等离子体在不对称抽气方式的影响下变成了非中心对称的等离子体，从而使圆周方向的刻蚀均匀性变差，降低了产品良率。

发明内容

本发明的目的是提供一种电感耦合等离子体装置，该装置能消除抽气方式不对称对等离子体的对称性的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案加以解决的：

本发明的电感耦合等离子体装置，包括机体、反应室，反应室上方设有电感耦合线圈，其特征在于，所述电感耦合线圈与所述机体之间通过连接装置连接，所述连接装置包括水平轴，所述电感耦合线圈可绕水平轴旋转。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的电感耦合等离子体装置，由于连接装置包括水平轴，电感耦合线圈可绕水平轴旋转，使电感耦合线圈可以相对于反应室倾斜一定的角度，能消除抽气方式不对称对等离子体的对称性的影响。使等离子体在反应室的晶片上方对称分布，能有效调节刻蚀速率的均匀性，提高刻蚀晶片的质量。

附图说明

图1为现有技术中的电感耦合等离子体装置的结构示意图；

图2为现有技术中的电感耦合等离子体装置的平面结构示意图；

图3为本发明的电感耦合等离子体装置具体实施例一的结构示意图；

图4为本发明中线圈倾角指示装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的电感耦合等离子体装置的具体实施例一如图3所示，包括机体、反应室3，反应室3上方设有电感耦合线圈4，所述电感耦合线圈4与所述机体之间通过连接装置连接，连接装置包括水平轴7，所述电感耦合线圈4可绕水平轴7旋转。具体可以将电感耦合线圈4固定在支架8上，支架8上设有水平轴7，水平轴7连接在反应室3的侧壁或上盖上，或连接在机体的其它部位。

这样，电感耦合线圈4就可以相对于反应室3倾斜一定的角度，消除抽气方式不对称对等离子体的对称性的影响。水平轴7一般与反应室3的抽气方向垂直。

电感耦合线圈4的倾角范围一般为0—30度，可以根据反应室3的结构和工艺的需要设置电感耦合线圈4的倾角范围。还可以包括线圈倾角指示装置，用于指示所述电感耦合线圈4的倾角，可以设置在所述水平轴7的一端。

如图4所示，所述线圈倾角指示装置可以是一个读数盘，可以指示线圈旋转的角度。

所述电感耦合线圈4与机体之间设有锁紧装置，锁紧装置可以单独设置，也可以与读数盘设置在一起，可以在线圈倾角调整完成后锁定线圈，防止其回复到水平状态。

具体实施例二，所述连接装置包括两根水平轴，两根水平轴相互垂直，所述电感耦合线圈4可绕任一根水平轴旋转。两根相互垂直的水平轴构成一个万向连接装置，使电感耦合线圈4可以相对于反应室3向任意方向倾斜。

具体实施例三，所述连接装置还包括竖轴，所述电感耦合线圈即可绕竖轴旋转，又可绕水平轴旋转。也可以构成一个万向连接装置，使电感耦合线圈4可以相对于反应室3向任意方向倾斜。

一般情况下，电感耦合线圈4的平面与反应室3上方的石英盖平面、晶片平面平行，在反应室3的机械结构、抽气方式完全对称的情况下，水平放置的线圈有很好的效果，但是，当反应室3的机械结构不对称时，线圈的固有中心对称性被破坏，导致刻蚀速率分布出现偏心现象。

本发明可以适当调整线圈和石英盖之间的倾角，对此种不利变化作出补偿，可调倾角线圈具有更大的灵活性，可以补偿由于抽气方式等不对称结构带来的等离子体分布的对称性破缺，可以得到更均匀的等离子体，从而获得更好的工艺结果。

本发明主要用于半导体晶片加工设备，也适用于其它类似的设备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电感耦合等离子体装置，包括机体、反应室，反应室上方设有电感耦合线圈，其特征在于，所述电感耦合线圈与所述机体之间通过连接装置连接，所述连接装置包括水平轴，所述电感耦合线圈可绕水平轴旋转。

2.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，所述连接装置包括两根水平轴，两根水平轴相互垂直，所述电感耦合线圈可绕任一根水平轴旋转。

3.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，所述连接装置包括竖轴，所述电感耦合线圈可绕竖轴旋转。

4.根据权利要求1、2或3所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，所述电感耦合线圈与所述机体之间设有锁紧装置。

5.根据权利要求1、2或3所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，还包括线圈倾角指示装置，用于指示所述电感耦合线圈的倾角。

6.根据权利要求5所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，所述线圈倾角指示装置设于所述水平轴的一端。

7.根据权利要求5所述的电感耦合等离子体装置，其特征在于，所述电感耦合线圈的倾角范围为0—30度。

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