CN104485272A - 一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子设备，包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。本申请实施例提供一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备，能够增大等离子体的密度，以提高产品的质量。

Description

一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备。

背景技术

随着等离子技术的飞速发展，大面积高密度的等离子体源，如ECR，ICP和TCP等离子体等都被运用于大规模集成电路制造，其制造工艺会被等离子体密度、电子温度、气体流量和反应温度等参数的影响，进而可以通过对等离子体设备的硬件参数和工艺参数进行控制，以更佳的工艺条件对产品进行加工，使得产品的合格率和成品率更高。

现有的等离子体设备在对产品进行加工时，通常是将产品放入等离子体设备中的腔室结构中进行等离子反应，而现有的腔室结构如图1所示，所述腔室结构包括射频线圈10、石英耦合窗11、腔体12、衬底13和下电极14，射频线圈10设置在石英耦合窗11的上部，石英耦合窗11设置在腔体12的上部，衬底13设置在下电极14的上部，衬底13和下电极14设置在腔体12的下部，腔体12的内部设置有等离子体15，其中，衬底13根据加工的产品进行相应的选择，将产品放入衬底13上，通过射频线圈11和下电极14的共同作用下，使得等离子体15的中粒子与产品的表面进行反应，将产品的表面的部分刻蚀掉，以及反应所生成的副产物在其表面沉积，从而完全对产品的等离子体刻蚀。

但是，现有的等离子体设备的腔室结构中产品设置在衬底13上，而衬底13与等离子体15之间是真空，使得等离子体15与产品的表面进行反应时，等离子体15的密度是恒定的，导致对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等不能进行精确控制。

发明内容

本申请实施例通过提供一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备，能够增大等离子体的密度，从而能够调节对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等，以提高产品的质量。

本申请实施例提供了一种应用于等离子体设备的腔室结构，包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。

可选的，所述连接筒是由金属、陶瓷或石英材料制成。

可选的，所述连接筒为圆柱体。

可选的，所述连接筒为倒锥形体。

可选的，所述连接筒与所述石英耦合窗是一体成型的。

本申请另一实施例还提供了一种等离子体设备，所述设备包括：

等离子设备本体；

腔室结构，设置在所述等离子设备本体中，所述腔室结构包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。

本发明有益效果如下：

本发明实施例中，本申请技术方案是将射频线圈设置在石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在腔体的上部，衬底设置在下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体，使得等离子体在磁场的作用下密度得以增大，从而能够调节对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等，提高产品的质量。

附图说明

图1为现有技术中等离子体设备的腔室结构的结构图；

图2为本发明实施例中应用于等离子体设备的腔室结构的第一种结构图；

图3为本发明实施例中腔室结构的第二种结构图。

图中有关附图标记如下：

10——射频线圈，11——石英耦合窗，12——腔体，13——腔体，14——下电极，15——等离子体，20——射频线圈，21——石英耦合窗，22——腔体，23——腔体，24——下电极，25——连接筒，26——等离子体，27——开口结构，28——喇叭开口结构。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种应用于等离子体设备的腔室结构及等离子体设备，能够增大等离子体的密度，从而能够调节对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等，以提高产品的质量。

下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

本发明一实施例提出了一种应用于等离子体设备的腔室结构，参见图2，包括射频线圈20、石英耦合窗21、腔体22、衬底23、下电极24和连接筒25，射频线圈20设置在石英耦合窗21的上部，石英耦合窗21设置在腔体22的上部，衬底23设置在下电极24的上部，衬底23和下电极24设置在腔体22的下部，腔体22内设置有等离子体26，连接筒25与石英耦合窗21固接，呈中空结构且设置在腔体22内，在射频线圈20通电时，连接筒25将射频线圈20的交变磁场耦合到腔体22内，用于施加磁场给等离子体26。

其中，连接筒25是由金属、陶瓷或石英等中的一种或多种材料制成，且连接筒25可以与石英耦合窗21是一体成型的，也可以焊接到石英耦合窗21的下表面上。

具体的，参见图2，连接筒25可以为圆柱体，使得连接筒25的竖剖面形成一个开口结构27，使得开口结构27正对衬底23，以使得产品放入衬底23上进行反应时，等离子体26从开口结构27向下流向衬底23，与现有技术相比，使得产品在相同时间内接触等离子体26中的中粒子的数量更高，使得产品的表面与等离子体26反应更充分，使得产品的合格率和成品率得以提高。

具体的，参见图3，连接筒25还可以为倒锥形体，使得连接筒25的竖剖面形成一个喇叭开口结构28，使得喇叭开口结构28下方正对衬底23，使得等离子体26通过喇叭开口结构28流向衬底23，根据喇叭开口结构28能够更精确的控制等离子体26的流向衬底23，而产品设置在衬底23上，从而使得等离子体26持续流向产品，并可进一步增大产品接触等离子体26的中粒子的结构的表面积，与现有技术相比，使得产品在相同时间内接触等离子体26中的中粒子的数量更高，使得产品的表面与等离子体26反应更充分，进一步提高产品的合格率和成品率。

本发明有益效果如下：

本发明实施例中，本申请技术方案是将射频线圈设置在石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在腔体的上部，衬底设置在下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体，使得等离子体在磁场的作用下密度得以增大，从而能够调节对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等，提高产品的质量。

本申请另一实施例还提供了一种等离子体设备，包括等离子设备本体；

腔室结构，设置在所述等离子设备本体中，所述腔室结构包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。

较佳的，所述连接筒是由金属、陶瓷或石英材料制成。

较佳的，所述连接筒为圆柱体。

较佳的，所述连接筒为倒锥形体。

较佳的，所述连接筒与所述石英耦合窗是一体成型的。

本发明有益效果如下：

本发明实施例中，本申请技术方案是将射频线圈设置在石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在腔体的上部，衬底设置在下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体，使得等离子体在磁场的作用下密度得以增大，从而能够调节对应的局部的工艺表现能力如刻蚀速度、刻蚀均匀性等，提高产品的质量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种应用于等离子体设备的腔室结构，其特征在于，包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。

2.如权利要求1所述的腔室结构，其特征在于，所述连接筒是由金属、陶瓷或石英材料制成。

3.如权利要求2所述的腔室结构，其特征在于，所述连接筒为圆柱体。

4.如权利要求3所述的腔室结构，其特征在于，所述连接筒为倒锥形体。

5.如权利要求4所述的腔室结构，其特征在于，所述连接筒与所述石英耦合窗是一体成型的。

6.一种等离子体设备，其特征在于，所述设备包括：

等离子设备本体；

腔室结构，设置在所述等离子设备本体中，所述腔室结构包括射频线圈、石英耦合窗、腔体、衬底、下电极和连接筒，所述射频线圈设置在所述石英耦合窗的上部，所述石英耦合窗设置在所述腔体的上部，所述衬底设置在所述下电极的上部，所述衬底和所述下电极设置在所述腔体的下部，在所述腔体内设置有等离子体，所述连接筒与所述石英耦合窗固接，呈中空结构且设置在所述腔体内，在所述射频线圈通电时，所述连接筒将所述射频线圈的交变磁场耦合到所述腔体内，用于施加磁场给所述等离子体。