CN113972125B - 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置 - Google Patents

一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113972125B
CN113972125B CN202010725037.6A CN202010725037A CN113972125B CN 113972125 B CN113972125 B CN 113972125B CN 202010725037 A CN202010725037 A CN 202010725037A CN 113972125 B CN113972125 B CN 113972125B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode plate
face
conductive
upper electrode
lower electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010725037.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113972125A (zh
Inventor
刘海洋
刘小波
胡冬冬
李娜
程实然
郭颂
吴志浩
许开东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd filed Critical Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority to CN202010725037.6A priority Critical patent/CN113972125B/zh
Priority to JP2023504635A priority patent/JP7462369B2/ja
Priority to US18/006,485 priority patent/US20230274918A1/en
Priority to KR1020237005736A priority patent/KR20230038793A/ko
Priority to PCT/CN2021/100681 priority patent/WO2022017089A1/zh
Priority to TW110126599A priority patent/TWI790687B/zh
Publication of CN113972125A publication Critical patent/CN113972125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113972125B publication Critical patent/CN113972125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32651—Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置，包括导电环，以及多个辐射对称布置在导电环外周的导电瓣状组件；每个导电瓣状组件包括多段导电板和多个连接电容；每个导电瓣状组件的多段导电板沿径向间隔排列；每两段相邻导电板之间设置有一个连接电容；每个连接电容包括上电极板和下电极板；上电极板的下端面和\或下电极板的上端面设置有绝缘涂层；且上电极板的下端面与下电极板的上端面相接；上电极板导电连接在两段相邻导电板中的一段导电板上；下电极板导电连接在两段相邻导电板中的另一段导电板上；多个导电板位于同一平面。本发明加工成本低，安装定位方式简便，相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，不占用竖直方向的空间。

Description

一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置
技术领域
本发明属于半导体刻蚀技术领域，尤其涉及一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置。
背景技术
专利文件CN110491760A公开了一种法拉第清洗装置及等离子体处理系统，如图11，包括反应腔室3和射频线圈4；所述反应腔室3的上方设置有介质窗301；所述介质窗301的中部设置有喷嘴；所述反应腔室3内设置有用于放置晶圆7的下电极6。所述等离子体处理系统还包括法拉第屏蔽装置201；所述法拉第屏蔽装置201置于所述介质窗301上。所述射频线圈4置于所述法拉第屏蔽装置201上。
该专利将法拉第分段，之间采用电容连接，这样使射频在整个介质窗分布趋于一致，这样介质窗整个底面的清洗趋于均匀；用于解决一体式法拉第板对于腔体顶部耦合窗上外边缘区域清洗彻底，而中部区域清洗不够彻底的问题。
但是电容连接的存在使得法拉第结构占用空间加大，且上表面不平整，增大了射频线圈的安装难度；另外法拉第板与电容的安装定位的难度很大；而且此处电容的介质层要求的厚度会达到低于0.1mm级别，制造成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置，加工成本低，安装定位方式简便，相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，不占用竖直方向的空间。
技术方案：本发明提出一种等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，包括导电环，以及多个辐射对称布置在导电环外周的导电瓣状组件；每个所述导电瓣状组件包括多段导电板和多个连接电容；每个所述导电瓣状组件的多段导电板沿径向间隔排列；每两段相邻导电板之间设置有一个连接电容；每个连接电容包括上电极板和下电极板；所述上电极板的下端面和\或下电极板的上端面设置有绝缘涂层；所述上电极板和下电极板均平行于所述导电板；且上电极板的下端面与下电极板的上端面相接；所述上电极板导电连接在两段相邻导电板中的一段导电板上；所述下电极板导电连接在两段相邻导电板中的另一段导电板上；多个所述导电板位于同一平面。
进一步，所述上电极板的上端面不高于导电板的上端面；所述下电极板的下端面不低于导电板的下端面。
进一步，所述上电极板与下电极板粘接固定。
进一步，所述上电极板与下电极板的侧壁外缘处通过胶体粘接固定。
一种等离子体处理系统，包括上述的法拉第屏蔽装置。
进一步，所述等离子体处理系统还包括反应腔室；所述反应腔室的上方设置有介质窗；所述法拉第屏蔽装置置于所述介质窗上。
进一步，所述等离子体处理系统还包括射频线圈；所述射频线圈置于所述法拉第屏蔽装置上。
有益效果：本发明中连接电容的上电极板及下电极板均与导电板一体加工制造，上电极板及下电极板与介质层也是一体加工，相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，加工成本低；法拉第板与连接电容的安装定位方式简便，使得法拉第的多分段变得简单；相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，不占用竖直方向的空间；且法拉第屏蔽装置的上表面是位于一个平面，分段的位置和段数不再受到关联的射频线圈和介质窗的限制。
附图说明
图1为本发明的两段导电板与连接电容的结构示意图；
图2为本发明的法拉第屏蔽装置的俯视图；
图3为本发明的具有两段导电板的法拉第屏蔽装置的结构示意图；
图4为本发明的具有两段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；
图5为本发明的具有三段导电板的法拉第屏蔽装置的结构示意图；
图6为本发明的具有三段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；
图7为本发明的具有五段导电板的法拉第屏蔽装置的结构示意图；
图8为本发明的具有五段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；
图9为现有的一体式法拉第屏蔽装置的结构示意图；
图10为现有的一体式法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；
图11为现有的等离子处理系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提出一种等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，包括导电环1，以及多个辐射对称布置在导电环1外周的导电瓣状组件；每个所述导电瓣状组件包括多段导电板201和多个连接电容202；每个所述导电瓣状组件的多段导电板201沿径向间隔排列；每两段相邻导电板201之间设置有一个连接电容202。多个所述导电板201位于同一平面。
每个连接电容202包括上电极板2021和下电极板2022；所述上电极板2021和下电极板2022均平行于所述导电板201；且上电极板2021的下端面与下电极板2022的上端面相接。
所述上电极板2021导电连接在两段相邻导电板201中的一段导电板201上；所述下电极板2022导电连接在两段相邻导电板201中的另一段导电板201上。
上电极板2021与导电板201的加工方式是：采用铣床将金属板的一部分铣薄至原厚度的一半或略小于一半，铣薄的部分作为上电极板2021，剩余部分是导电板201。上述加工方式形成的上电极板2021与导电板201一体连接，加工成本低。
下电极板2022与导电板201的加工方式同理。
将所述上电极板2021的下端面和\或下电极板2022的上端面设置绝缘涂层。具体的，绝缘涂层可以采用PTFE、Y2O3等材料喷涂而成，也可以是通过阳极氧化或本色氧化形成的氧化层。绝缘涂层作为上电极板2021和下电极板2022之间的介质层。氧化层深度可控，且厚度可以做到5um~200um。
然后将上电极板2021的下端面与下电极板2022的上端面相接，则所述上电极板2021的上端面不高于导电板201的上端面；所述下电极板2022的下端面不低于导电板201的下端面。
所述上电极板2021与下电极板2022的侧壁外缘处通过胶体粘接固定。
一种等离子体处理系统，包括反应腔室3和射频线圈4；所述反应腔室3的上方设置有介质窗301；所述介质窗301的中部设置有喷嘴；所述反应腔室3内设置有用于放置晶圆7的下电极6。
所述等离子体处理系统还包括上述的法拉第屏蔽装置；还所述法拉第屏蔽装置置于所述介质窗301上。所述射频线圈4置于所述法拉第屏蔽装置上。
图4为本发明的具有两段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；图6为本发明的具有三段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；图8为本发明的具有五段导电板的法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；图10为现有的一体式法拉第屏蔽装置的电压分布坐标图；其中远点O为法拉第屏蔽装置的中心，横坐标为距离O点的距离，纵坐标为对应的电压值。
由上图对比可知，一体式法拉第屏蔽装置的电压在介质窗301的分布集中在介质窗301边缘，随着导电板201的段数增多，电压的分布呈现趋于一致，这样介质窗301整个底面的清洗趋于均匀。
本发明中连接电容的上电极板2021及下电极板2022均与导电板201一体加工制造，上电极板2021及下电极板2022与介质层也是一体加工，相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，加工成本低；法拉第板与连接电容的安装定位方式简便，使得法拉第的多分段变得简单；相比于现有的多段式法拉第屏蔽装置，不占用竖直方向的空间；且法拉第屏蔽装置的上表面是位于一个平面，分段的位置和段数不再受到关联的射频线圈4和介质窗301的限制。

Claims (7)

1.一种等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，包括导电环（1），以及多个辐射对称布置在导电环（1）外周的导电瓣状组件；每个所述导电瓣状组件包括多段导电板（201）和多个连接电容（202）；每个所述导电瓣状组件的多段导电板（201）沿径向间隔排列；每两段相邻导电板（201）之间设置有一个连接电容（202）；其特征在于：每个连接电容（202）包括上电极板（2021）和下电极板（2022）；所述上电极板（2021）的下端面和\或下电极板（2022）的上端面设置有绝缘涂层；所述上电极板（2021）和下电极板（2022）均平行于所述导电板（201）；且上电极板（2021）的下端面与下电极板（2022）的上端面相接；所述上电极板（2021）导电连接在两段相邻导电板（201）中的一段导电板（201）上；所述下电极板（2022）导电连接在两段相邻导电板（201）中的另一段导电板（201）上；多个所述导电板（201）位于同一平面。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，其特征在于：所述上电极板（2021）的上端面不高于导电板（201）的上端面；所述下电极板（2022）的下端面不低于导电板（201）的下端面。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，其特征在于：所述上电极板（2021）与下电极板（2022）粘接固定。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理系统的多段式法拉第屏蔽装置，其特征在于：所述上电极板（2021）与下电极板（2022）的侧壁外缘处通过胶体粘接固定。
5.一种等离子体处理系统，其特征在于：包括权利要求1-4任意一项所述的法拉第屏蔽装置。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理系统，其特征在于：还包括反应腔室（3）；所述反应腔室（3）的上方设置有介质窗（301）；所述法拉第屏蔽装置置于所述介质窗（301）上。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理系统，其特征在于：还包括射频线圈（4）；所述射频线圈（4）置于所述法拉第屏蔽装置上。
CN202010725037.6A 2020-07-24 2020-07-24 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置 Active CN113972125B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010725037.6A CN113972125B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置
JP2023504635A JP7462369B2 (ja) 2020-07-24 2021-06-17 プラズマ処理システム及びその多段式ファラデー遮蔽装置
US18/006,485 US20230274918A1 (en) 2020-07-24 2021-06-17 Plasma processing system and multi-section faraday shielding device thereof
KR1020237005736A KR20230038793A (ko) 2020-07-24 2021-06-17 플라즈마 처리 시스템 및 그것의 다중 섹션 패러데이 차폐 장치
PCT/CN2021/100681 WO2022017089A1 (zh) 2020-07-24 2021-06-17 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置
TW110126599A TWI790687B (zh) 2020-07-24 2021-07-20 等離子體處理系統及其多段式法拉第屏蔽裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010725037.6A CN113972125B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113972125A CN113972125A (zh) 2022-01-25
CN113972125B true CN113972125B (zh) 2022-07-29

Family

ID=79585725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010725037.6A Active CN113972125B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230274918A1 (zh)
JP (1) JP7462369B2 (zh)
KR (1) KR20230038793A (zh)
CN (1) CN113972125B (zh)
TW (1) TWI790687B (zh)
WO (1) WO2022017089A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159660A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマエッチング装置
CN102543636A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 法拉第屏蔽及等离子体加工设备
JP2012185975A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
CN103780241A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 朗姆研究公司 用于等离子体蚀刻腔室的tcct匹配电路
CN110491760A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 江苏鲁汶仪器有限公司 一种法拉第清洗装置及等离子体处理系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6685799B2 (en) * 2001-03-14 2004-02-03 Applied Materials Inc. Variable efficiency faraday shield
JP2006216903A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2008288437A (ja) 2007-05-18 2008-11-27 Toshiba Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US9490106B2 (en) * 2011-04-28 2016-11-08 Lam Research Corporation Internal Faraday shield having distributed chevron patterns and correlated positioning relative to external inner and outer TCP coil
JP5856791B2 (ja) * 2011-10-05 2016-02-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US9767996B2 (en) * 2015-08-21 2017-09-19 Lam Research Corporation Application of powered electrostatic faraday shield to recondition dielectric window in ICP plasmas
CN111081524B (zh) 2019-12-31 2022-02-22 江苏鲁汶仪器有限公司 一种可旋转的法拉第清洗装置及等离子体处理系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159660A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマエッチング装置
CN102543636A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 法拉第屏蔽及等离子体加工设备
JP2012185975A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
CN103780241A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 朗姆研究公司 用于等离子体蚀刻腔室的tcct匹配电路
CN110491760A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 江苏鲁汶仪器有限公司 一种法拉第清洗装置及等离子体处理系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023535448A (ja) 2023-08-17
JP7462369B2 (ja) 2024-04-05
CN113972125A (zh) 2022-01-25
WO2022017089A1 (zh) 2022-01-27
TWI790687B (zh) 2023-01-21
TW202205353A (zh) 2022-02-01
KR20230038793A (ko) 2023-03-21
US20230274918A1 (en) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211578693U (zh) 衬底支撑组件
US11101107B2 (en) Ceramic layer for electrostatic chuck including embedded faraday cage for RF delivery and associated methods
CN104821269B (zh) 感应耦合等离子体反应器
US11830747B2 (en) Plasma reactor having a function of tuning low frequency RF power distribution
JP2002004040A (ja) 高周波スパッタリング装置
KR20140050560A (ko) 플라즈마 처리 장치
KR20030067518A (ko) 플라즈마 처리방법 및 장치
CN113972125B (zh) 一种等离子体处理系统及其多段式法拉第屏蔽装置
KR102438861B1 (ko) Rf 전달을 위한 패러데이 케이지의 일부를 형성하는 클램프 전극 어셈블리를 포함하는 정전 척 및 연관된 방법들
CN112331607B (zh) 静电卡盘及半导体工艺设备
CN112992635B (zh) 一种晶圆固定装置及其形成方法、等离子体处理设备
KR20180042800A (ko) 회로모듈의 제조 방법 및 성막 장치
KR20220030173A (ko) 적재대 및 플라스마 처리 장치
KR102472864B1 (ko) 정전척 히터 및 그 제조방법
CN1649050A (zh) 高电压贯通型电容器、高电压贯通型电容器装置及磁控管
CN110660635B (zh) 工艺腔室和半导体处理设备
KR20230022228A (ko) 라디오 주파수 접지 시스템 및 방법
KR102044235B1 (ko) 전자부품의 제조 방법 및 성막 장치
US10192767B2 (en) Ceramic electrostatic chuck including embedded faraday cage for RF delivery and associated methods for operation, monitoring, and control
CN114975056A (zh) 用于清洁等离子体加工设备的聚焦环的导电构件
CN113823582A (zh) 用于处理站阻抗调节的装置、系统和方法
CN111434022A (zh) 用于电源电路的铁笼射频隔离器
EP3891769A1 (en) Vacuum capacitor with corona ring
CN118073160A (zh) 射频功率的馈入结构及半导体工艺设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 221300 No.8, Liaohe West Road, Pizhou Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Luwen Instrument Co.,Ltd.

Address before: 221300 No.8, Liaohe West Road, Pizhou Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGSU LEUVEN INSTRUMMENTS Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder