TW201740455A - 反應腔室及半導體加工裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種反應腔室及半導體加工裝置。反應腔室包括上電極裝置和下電極裝置,下電極裝置設置在反應腔室內,用於承載被加工工件。上電極裝置包括介質筒、線圈、上功率電源、上電極板、第一選擇開關和第二選擇開關。介質筒為中空的筒狀結構且設置在反應腔室的腔室壁的頂部;線圈圍繞介質筒設置;上電極板位於下電極裝置的上方;第一選擇開關用於選擇性地使上功率電源與線圈的第一端電連接,或者使上功率電源與上電極板電連接;第二選擇開關用於選擇性地使線圈的第二端接地,或者使線圈的第二端與上電極板電連接。本發明提供的反應腔室及半導體加工裝置,可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
Description
本發明涉及半導體製造領域,具體地,涉及一種反應腔室及半導體加工裝置。
在半導體領域中,對於乾法蝕刻製程和薄膜沉積製程,常用的電漿源包括感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma ,以下簡稱ICP)源和容性耦合電漿(Capacitively Coupled Plasma ,以下簡稱CCP)源。其中,ICP源由電流通過線圈產生的電磁場激發反應氣體產生電漿,ICP源具有電漿密度高、對工件損傷小等特點。CCP源由施加到電極板之間的電壓激發反應氣體產生電漿,CCP源具有大面積均勻性好、離子能量高等特點。
但是,目前的反應腔室只能單獨採用ICP源或者CCP源產生電漿,這使得同一反應腔室的電漿源不具有選擇性,限制了電漿源的放電視窗和使用範圍。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一,提出了一種反應腔室及半導體加工裝置,其可以可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
為實現本發明的目的而提供一種反應腔室,包括上電極裝置和下電極裝置,該下電極裝置設置在該反應腔室內,用於承載被加工工件。該上電極裝置包括介質筒、線圈、上功率電源、上電極板、第一選擇開關和第二選擇開關,其中,該介質筒為中空的筒狀結構且設置在該反應腔室的腔室壁的頂部;該線圈圍繞該介質筒設置;該上電極板位於該下電極裝置的上方;該第一選擇開關用於選擇性地使該上功率電源與該線圈的第一端電連接,或者使該上功率電源與該上電極板電連接;該第二選擇開關用於選擇性地使該線圈的第二端接地,或者使該線圈的第二端與該上電極板電連接。
其中,該第一選擇開關包括第一轉換開關,該第一轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,該動觸點連接該上功率電源,且其中一靜觸點連接該線圈的第一端,另一靜觸點連接該上電極板。
其中,該第二選擇開關包括第二轉換開關,該第二轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,該動觸點連接該線圈的第二端,且其中一靜觸點接地,另一靜觸點連接該上電極板。
其中,該第一選擇開關包括:二獨立開關,用於分別連接在該上功率電源與該線圈的第一端之間的電路上,以及連接在該上射頻電源與該上電極板之間的電路上;該開關控制模組,用於選擇性地控制該二獨立開關的導通和斷開。
其中,該第二選擇開關包括:二獨立開關,用於分別連接在該線圈的第二端與地之間的電路上,以及連接在該線圈的第二端與該上電極板之間的電路上;該開關控制模組,用於選擇性地控制該二獨立開關的導通和斷開。
其中,該獨立開關包括繼電器、二極體或者射頻開關。
其中,該上電極組件還包括電極支撐件,該電極支撐件和該上電極板共同封閉該反應腔室的頂部開口,且該電極支撐件包括第一支撐部和第二支撐部。其中,該第一支撐部呈中空的筒狀結構,且與該介質筒間隔一定距離地環繞在該介質筒的內側;該線圈位於該介質筒和該第一支撐部之間;該上電極板固定在該第一支撐部的底部,且與該第一支撐部電絕緣;該第二支撐部呈環形的板狀結構,且接地;並且,該第二支撐部的內邊緣與該第一支撐部的頂部固定連接,該第二支撐部的外邊緣與該反應腔室的腔室壁固定連接。
其中,該反應腔室還包括至少一中心進氣口和多邊緣進氣口。其中,該至少一中心進氣口設置在該上電極板上,並與該反應腔室的內部相連通;該多邊緣進氣口沿該第二支撐部的周向而設置在該第二支撐部上,並與該反應腔室的內部相連通。
其中,該上電極板具有呈空腔結構的勻流腔;該至少一中心進氣口設置在該勻流腔的頂部腔室壁,用以向該勻流腔內輸送反應氣體;在該勻流腔的底部腔室壁設置有多出氣孔,且相對於該勻流腔的底面均勻分佈,用以均勻地將該勻流腔內的反應氣體輸送至該反應腔室內。
其中,該反應腔室還包括氣源和氣體分配裝置。其中,該氣源用於提供反應氣體;該氣體分配裝置用於將來自該氣源的反應氣體分配至該中心進氣口和/或各個邊緣進氣口。
其中,該介質筒、該上電極板和該反應腔室的頂壁共同封閉該反應腔室的頂部開口;該上電極板設置在該介質筒的頂部;並且,該線圈位於該介質筒的外側。
其中,該上電極板具有呈空腔結構的勻流腔;在該勻流腔的頂部腔室壁設置有至少一進氣口,用以向該勻流腔內輸送反應氣體;在該勻流腔的底部腔室壁設置有多出氣孔,該多出氣孔相對於該勻流腔的底面均勻分佈,用以均勻地將該勻流腔內的反應氣體輸送至該反應腔室內。
其中,該反應腔室還包括固定電容或者可調電容,該固定電容或者可調電容連接在該上電極板與地之間的電路上。
其中,該下電極裝置包括基座,該基座設置在該反應腔室內且接地,用於承載被加工工件。
另一方面,本發明還提供一種半導體加工裝置,包括反應腔室,該反應腔室可以採用本發明上述任一方案所述的反應腔室。
本發明具有以下有益效果: 本發明提供的反應腔室,其具有由線圈放電形成的ICP源、由上電極板放電形成的CCP源以及由線圈和上電極板共同放電形成的ICP-CCP源,並且通過第一選擇開關和第二選擇開關,可以實現在ICP源、CCP源和ICP-CCP源三種模式之間切換,即,可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
本發明提供的半導體加工裝置,其通過採用本發明提供的反應腔室,可以可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案,下面結合附圖來對本發明提供的反應腔室及半導體加工裝置進行詳細描述。
第1圖為本發明第一實施例提供的反應腔室的剖視圖。請參閱第1圖,反應腔室100包括上電極裝置和下電極裝置。其中,下電極裝置設置在反應腔室100內,用於承載被加工工件被加工工件。在本實施例中,下電極裝置包括基座104,且接地。
上電極裝置包括介質筒102、線圈105、上功率電源107、上電極板103、電極支撐件、第一選擇開關108和第二選擇開關109。其中,電極支撐件包括第一支撐部114和第二支撐部115,二者和上電極板103共同封閉反應腔室100的頂部開口。其中,介質筒102為中空的筒狀結構且設置在反應腔室100的腔室壁的頂部;第一支撐部114同樣呈中空的筒狀結構,且與介質筒102間隔一定距離地環繞在介質筒102的內側,用於固定上電極板103。線圈105圍繞介質筒102設置,且位於介質筒102和第一支撐部114之間。上電極板103固定在第一支撐部114的底部,且與第一支撐部114電絕緣,並且在反應腔室100的底面上的投影與基座104的投影相重疊。第二支撐部115接地,其為平板狀結構,且呈環形,即,第二支撐部115為環形的板狀結構;並且,第二支撐部115的內邊緣與第一支撐部114的頂部固定連接;第二支撐部115的外邊緣與反應腔室100的腔室壁固定連接。第一支撐部114和第二支撐部115採用諸如鋁或者不銹鋼等的導電金屬製作。
進一步說,上述第二支撐部115固定在反應腔室100的頂部區域,第一支撐部114和介質筒102分別固定在第二支撐部115上。在這種情況下,當線圈105放電時,電漿主要產生在反應腔室100的腔室壁與介質筒102二者所夾的區域內,該區域在反應腔室100的底面上的投影處於該底面的邊緣區域且形狀呈環形。當上電極板103放電時,電漿主要產生在上電極板103與基座104之間的區域,該區域在反應腔室100的底面上的投影處於該底面的中心區域。
第一選擇開關108用於選擇性地使上功率電源107通過匹配器106與線圈105的一端電連接,或者使上功率電源107通過匹配器106與上電極板103電連接。第二選擇開關109用於選擇性地使線圈105的另一端接地,或者使線圈105的另一端與上電極板103電連接。在本實施例中,第一選擇開關108包括第一轉換開關,該第一轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,該動觸點通過匹配器106連接上功率電源107,其中一靜觸點a連接線圈105的一端,另一靜觸點b連接上電極板103。與之相類似的,第二選擇開關109包括第二轉換開關,該第二轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,動觸點連接線圈105的另一端,其中一靜觸點c通過電極支撐件接地,另一靜觸點d連接上電極板103。
在進行製程時,上功率電源107通過匹配器106將激發功率(低頻功率或者射頻功率)分別饋入第一選擇開關108和第二選擇開關109處。
具體地,若第一選擇開關108中的動觸點與靜觸點b連接,同時第二選擇開關109中的動觸點與靜觸點c連接,則上功率電源107與上電極板103電連接,且線圈105接地。在這種情況下,激發功率單獨饋入上電極板103,並在上電極板103與基座104之間的中心區域激發反應腔室100內的反應氣體形成電漿,即,使用上電極板103放電形成的CCP源產生電漿。
若第一選擇開關108中的動觸點與靜觸點a連接,同時第二選擇開關109中的動觸點與靜觸點c連接,則上功率電源107與線圈105的一端電連接,且線圈105的另一端接地。在這種情況下,激發功率單獨饋入線圈105,並在介質筒102與反應腔室100的腔室壁之間的環形邊緣區域激發反應腔室100內的反應氣體形成電漿,即,使用線圈105放電形成的ICP源產生電漿。
若第一選擇開關108中的動觸點與靜觸點a連接,同時第二選擇開關109中的動觸點與靜觸點d連接,則上功率電源107與線圈105的一端電連接,且線圈105的另一端與上電極板103電連接。在這種情況下,激發功率同時饋入線圈105和上電極板103,並分別在介質筒102與反應腔室100的腔室壁之間的環形邊緣區域,以及上電極板103與基座104之間的中心區域激發反應腔室100內的反應氣體形成電漿,即,使用線圈105和上電極板103共同放電形成的ICP-CCP源產生電漿。
第2A圖為第1圖中反應腔室在使用ICP-CCP源製程時的等效圖。如第2A圖所示,來自上功率電源107的交變電流依次通過線圈105和上電極板103,此時上電極板103可以等效為一連接在線圈105與地之間的電容。這樣,由線圈105和上電極板103共同放電形成的ICP-CCP源可以相容CCP源的電場均勻性和ICP源的高電漿密度這二優勢。較佳的,可以將本發明實施例提供的反應腔室應用在PECVD裝置,在利用該PECVD裝置依次進行清洗製程和沉積製程時,可以在清洗製程使用ICP-CCP源進行製程,由於ICP-CCP源相容CCP源的電場均勻性和ICP源的高電漿密度這二優勢,因此,不僅可以提高清洗製程的速率,而且還可以提高清洗製程的均勻性。而在進行沉積製程時,可以根據具體需要將ICP-CCP源切換至ICP源或者CCP源,從而滿足沉積製程的要求。
而且,基座104與上電極板103可以在製程時產生平板式電場,由於由線圈105產生的電場的強度會被介質筒102削弱,而該平板式電場的強度遠高於由線圈105產生的電場的強度,因此,該平板式電場相對於由線圈105產生的電場起主要作用,從而可以降低因線圈105的電場不均勻所產生的影響,進而使形成的電漿的密度分佈更均勻,從而可以提高電漿的密度分佈均勻性。
第2B圖為第1圖中反應腔室在使用ICP-CCP源進行製程時的等效電路圖。如第2B圖所示,虛線方框表示電漿等效模型。電漿由鞘層和電漿區組成,其中,鞘層可以等效為電容和二極體結構;電漿區可以等效為電阻和電感結構。L為由電漿的電流形成的等效電感。R為電漿等效電阻。C1為上電極板103與電漿鞘層之間形成的第一鞘層電容。C2為上電極板103與地之間形成的集散電容。C3為基座104與電漿鞘層之間形成的第二鞘層電容。
由第2B圖可知,在進行製程時,通過使線圈105與上電極板103電連接,還可以在上電極板103與地之間構成平板電容結構,同時形成集散電容C2和第一鞘層電容C1,其中,第一鞘層電容C1可以起到調節線圈105的射頻電流相位的作用,從而通過控制例如電漿啟輝參數等的製程條件,可以對第一鞘層電容C1進行即時調節,以減小線圈105的兩端之間的相位差異,進而可以進一步提高由線圈105產生的電場的均勻性,從而可以提高電漿的密度分佈均勻性。
綜上所述,本發明實施例提供的反應腔室,其具有由線圈105放電形成的ICP源、由上電極板103放電形成的CCP源以及由線圈105和上電極板103共同放電形成的ICP-CCP源,並且通過借助第一選擇開關108和第二選擇開關109,可以實現在ICP源、CCP源和ICP-CCP源三種模式之間切換,即,可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
較佳的,反應腔室100還包括至少一中心進氣口110和多邊緣進氣口111,其中,第3圖為第1圖中的上電極板沿其軸向剖切得到的剖視圖。如第3圖所示,上電極板103具有勻流腔1031,該勻流腔1031呈空腔結構。該勻流腔1031的頂部腔室壁中設置有至少一沿勻流腔1031的軸向貫穿該頂部腔室壁的進氣口110,用以向勻流腔1031內輸送反應氣體。該勻流腔1031的底部腔室壁中設置有多貫穿該底部腔室壁的出氣孔1032,這些出氣孔1032相對於勻流腔1031的底面均勻分佈,用以均勻地將勻流腔1031內的反應氣體輸送至反應腔室100內的位於上電極板103與基座104之間的中心區域處。此外,多邊緣進氣口111沿第二支撐部115的周向而設置在第二支撐部115上,並與反應腔室100的內部相連通,用以均勻地將反應氣體輸送至反應腔室100內的位於介質筒102與反應腔室100的腔室壁之間的環形邊緣區域。
在進行製程時,反應氣體首先經由上述進氣口110進入勻流腔1031內,並向四周擴散,實現在整個勻流腔1031內的均勻分佈,然後經由各個出氣孔1032均勻地流入反應腔室100內。反應氣體的流向如第3圖中的箭頭所示。
另外,反應腔室100還包括氣源113和氣體分配裝置112,其中,氣源113用於提供反應氣體;氣體分配裝置112用於將來自氣源113的反應氣體分配至中心進氣口110和/或各個邊緣進氣口111,從而可以根據當前所使用的電漿源,控制反應氣體由相應的進氣口流入反應腔室100內。
較佳的,在電極支撐件的上方還罩設有遮罩罩116,該遮罩罩116接地,在進行製程時,遮罩罩116可以遮罩由線圈105和/或上電極板103產生的電磁場,從而避免射頻電源在饋入功率時產生的射頻輻射對製程造成影響。
需要說明的是,在本實施例中,第一選擇開關108和第二選擇開關109均為轉換開關,但是本發明並不侷限於此,在實際應用中,第一選擇開關108和/或第二選擇開關109還可以採用由二獨立開關和開關控制模組組成的電子開關,例如繼電器、二極體或者射頻開關等等。具體地,在第一選擇開關中,二獨立開關用於分別連接在上功率電源與線圈的一端(以下稱為“線圈的第一端”)之間的電路上,以及上射頻電源與上電極板之間的電路上;開關控制模組用於選擇性地控制二獨立開關的導通和斷開,從而實現選擇性地使上功率電源與線圈的第一端電連接,或者使上功率電源與上電極板電連接。與之相類似的,在第二選擇開關中,二獨立開關用於分別連接在線圈的另一端(以下稱為“線圈的第二端”)與地之間的電路上,以及線圈的第二端與上電極板之間的電路上;開關控制模組用於選擇性地控制二獨立開關的導通和斷開,從而實現選擇性地使線圈的第二端接地,或者使線圈的第二端與上電極板電連接。可以理解,線圈的第一端和線圈的第二端的命名僅僅是為了便於區分以及便於清楚地進行描述,而並非用於限定線圈的輸入端和輸出端。
還需要說明的是,在本實施例中,上電極板103具有空腔結構的勻流腔1031,但是本發明並不侷限於此,在實際應用中,上電極板103也可以採用實心的平板,在這種情況下,至少一中心進氣口110設置在該平板上,並直接連通至反應腔室100的內部。
另外,在本實施例中,通過使基座104接地,可以降低在置於基座104上的被加工工件表面產生的偏壓,從而可以避免在使用CCP源或者ICP-CCP源進行製程時,使沉積在被加工工件表面上的薄膜產生缺陷或損傷。當然,在實際應用中,基座104也可以根據具體需要與射頻電源電連接。
第4A圖為本發明第二實施例提供的反應腔室的剖視圖。請參閱第4A圖,本發明第二實施例為上述第一實施例的變型,該變型實施例與上述第一實施例相比,其區別僅在於,反應腔室100還包括固定電容117,該固定電容117串聯在上電極板103與地之間。具體地,固定電容117的一端接上電極板103,另一端通過電極支撐件接地。
第4B圖為第4A圖中的反應腔室在使用ICP-CCP源進行製程時的等效電路圖。請參閱第4B圖,C4為固定電容,線圈105的電壓可以被分配至第一鞘層電容C1和固定電容C4,即,固定電容C4可以起到對線圈105兩端的電壓進行分壓的作用,以減小線圈105兩端間的電壓差異,從而可以進一步提高由線圈105產生的電場的均勻性。此外,借助固定電容C4的分壓作用,還可以避免因線圈105的輸出末端電壓過高,而導致上電極板103產生打火現象。
在實際應用中,上述固定電容C4可以採用可調電容代替,由於其容值可調,通過調節該可調電容接入到電路中的的容值大小,可以對線圈105兩端的電壓的分配進行調節,以減小線圈105兩端間的電壓差異,從而不僅可以進一步提高由線圈105產生的電場的均勻性,而且還可以提高電容調節的靈活性。
第5圖為本發明第三實施例提供的反應腔室的剖視圖。請參閱第5圖,本實施例提供的反應腔室與上述第一實施例相比,其區別僅在於:上電極裝置的結構不同。
具體地,反應腔室200包括上電極裝置和下電極裝置。其中,下電極裝置設置在反應腔室200內,用於承載被加工工件。在本實施例中,下電極裝置包括基座204,且接地。
上電極裝置包括介質筒202、線圈205、上功率電源207、匹配器206、上電極板203、遮罩罩216、第一選擇開關208和第二選擇開關209。其中,介質筒202為中空的筒狀結構且設置在反應腔室200的頂部,具體地,介質筒202設置在反應腔室200的外部且由腔室壁的頂部支撐,該腔室壁的頂部開口被罩在介質筒202的內側,借助該腔室壁的頂部開口使得介質筒202所括空間與反應腔室200的空腔相連通。上電極板203呈平板狀,設置在介質筒202的頂部,將介質筒202的頂部開口封閉。這樣,介質筒202、上電極板203以及反應腔室200的頂壁共同封閉反應腔室200的頂部開口,且介質筒202的內部與反應腔室200的內部相連通,從而上電極板203、介質筒202和反應腔室200的腔室壁共同形成封閉的製程空間。並且,線圈205環繞設置在介質筒202的外側。此外,上電極裝置中的其他部件的結構和功能與上述第一實施例的對應部件的結構和功能相類似,在此不再贅述。
在本實施例中,反應腔室還包括一進氣口210和氣源213,其中,進氣口210設置在上電極板203的中心位置處,並與反應腔室200的內部相連通,在進行製程時,由氣源213提供的反應氣體經由進氣口210進入反應腔室200的內部。
在實際應用中,上述進氣口的數量還可以為二或三以上,且沿上電極板所在平面均勻分佈,用以均勻地向反應腔室200內輸送反應氣體。
需要說明的是,在本實施例中,上電極板203呈平板狀,但是本發明並不侷限於此,在實際應用中,與上述第一實施例相類似的,上電極板還可以設置成帶有勻流腔的結構。並且,在該勻流腔的頂部設置有至少一進氣口,用以向勻流腔內輸送反應氣體。在勻流腔的底部設置有多出氣孔,且相對於勻流腔的底面均勻分佈,用以均勻地將勻流腔內的反應氣體輸送至反應腔室內。在進行製程時,反應氣體首先經由上述至少一進氣口進入勻流腔內,並向四周擴散,實現在整個勻流腔內的均勻分佈,然後經由各個出氣孔均勻地流入反應腔室內。
第6圖為本發明第四實施例提供的反應腔室的剖視圖。請參閱第6圖,本發明第四實施例與上述第三實施例相比,其區別僅在於:反應腔室200還包括固定電容217,該固定電容217連接在上電極板203與地之間的電路上。具體地,固定電容217通過遮罩罩216接地。
與上述第二實施例相類似的,固定電容217可以起到對線圈205兩端電壓進行分壓的作用,以減小線圈205兩端之間的電壓差異,從而可以進一步提高由線圈205產生的電場的均勻性。此外,借助固定電容217的分壓作用,還可以避免因線圈205的輸出末端電壓過高,而導致上電極板203產生打火現象。
在實際應用中,上述固定電容217可以採用可調電容代替,由於其容值可調,通過調節可調電容接入電路中的的容值大小,可以對線圈205兩端電壓的分配進行調節,以減小線圈205兩端之間的電壓差異,從而不僅可以進一步提高由線圈205產生的電場的均勻性,而且還可以提高電容調節的靈活性。
綜上所述,本發明上述各個實施例提供的反應腔室,其具有由線圈放電形成的ICP源、由上電極板放電形成的CCP源以及由線圈和上電極板共同放電形成的ICP-CCP源,並且通過借助第一選擇開關和第二選擇開關,可以實現在ICP源、CCP源和ICP-CCP源三種模式之間切換,即,可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
作為另一技術方案,本發明實施例還提供一種半導體加工裝置,包括反應腔室,該反應腔室採用了本發明上述各個實施例提供的反應腔室。
本發明實施例提供的半導體加工裝置,其通過採用本發明實施例提供的上述反應腔室,可以可選擇地使用不同的電漿源產生電漿,從而可以擴大電漿源的放電視窗和使用範圍。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式,然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
100、200‧‧‧反應腔室 102、202‧‧‧介質筒 103、203‧‧‧上電極板 104、204‧‧‧基座 105、205‧‧‧線圈 106、206‧‧‧匹配器 107、207‧‧‧上功率電源 108、109、208、209‧‧‧選擇開關 110‧‧‧中心進氣口 111‧‧‧邊緣進氣口 112‧‧‧氣體分配裝置 113、213‧‧‧氣源 114、115‧‧‧支撐部 116、216‧‧‧遮罩罩 117、217、C4‧‧‧固定電容 210‧‧‧進氣口 1031‧‧‧勻流腔 1032‧‧‧出氣孔 a、b、c、d‧‧‧靜觸點 C1、C3‧‧‧鞘層電容 C2‧‧‧集散電容 L‧‧‧等效電感 R‧‧‧電漿等效電阻
第1圖為本發明第一實施例提供的反應腔室的剖視圖; 第2A圖為第1圖中反應腔室在使用ICP-CCP源製程時的等效圖; 第2B圖為第1圖中反應腔室在使用ICP-CCP源進行製程時的等效電路圖; 第3圖為第1圖中的上電極板沿其軸向剖切得到的剖視圖; 第4A圖為本發明第二實施例提供的反應腔室的剖視圖; 第4B圖為第4A圖中的反應腔室在使用ICP-CCP源進行製程時的等效電路圖; 第5圖為本發明第三實施例提供的反應腔室的剖視圖;以及 第6圖為本發明第四實施例提供的反應腔室的剖視圖。
100‧‧‧反應腔室
102‧‧‧介質筒
103‧‧‧上電極板
104‧‧‧基座
105‧‧‧線圈
106‧‧‧匹配器
107‧‧‧上功率電源
108、109‧‧‧選擇開關
110‧‧‧中心進氣口
111‧‧‧邊緣進氣口
112‧‧‧氣體分配裝置
113‧‧‧氣源
114‧‧‧支撐部
116‧‧‧遮罩罩
a、b、c、d‧‧‧靜觸點
Claims (15)
- 一種反應腔室,包括上電極裝置和下電極裝置,該下電極裝置設置在該反應腔室內,用於承載被加工工件,其特徵在於,該上電極裝置包括介質筒、線圈、上功率電源、上電極板、第一選擇開關和第二選擇開關,其中, 該介質筒為中空的筒狀結構且設置在該反應腔室的腔室壁的頂部; 該線圈圍繞該介質筒設置; 該上電極板位於該下電極裝置的上方; 該第一選擇開關用於選擇性地使該上功率電源與該線圈的第一端電連接,或者使該上功率電源與該上電極板電連接; 該第二選擇開關用於選擇性地使該線圈的第二端接地,或者使該線圈的第二端與該上電極板電連接。
- 如申請專利範圍第1項所述的反應腔室,其特徵在於,該第一選擇開關包括第一轉換開關,該第一轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,該動觸點連接該上功率電源,且其中一靜觸點連接該線圈的第一端,另一靜觸點連接該上電極板。
- 如申請專利範圍第1項所述的反應腔室,其特徵在於,該第二選擇開關包括第二轉換開關,該第二轉換開關包括一動觸點和二靜觸點,該動觸點連接該線圈的第二端,且其中一靜觸點接地,另一靜觸點連接該上電極板。
- 如申請專利範圍第1項所述的反應腔室,其特徵在於,該第一選擇開關包括: 二獨立開關,用於分別連接在該上功率電源與該線圈的第一端之間的電路上,以及連接在該上射頻電源與該上電極板之間的電路上; 該開關控制模組,用於選擇性地控制該二獨立開關的導通和斷開。
- 如申請專利範圍第1項所述的反應腔室,其特徵在於,該第二選擇開關包括: 二獨立開關,用於分別連接在該線圈的第二端與地之間的電路上,以及連接在該線圈的第二端與該上電極板之間的電路上; 該開關控制模組,用於選擇性地控制該二獨立開關的導通和斷開。
- 如申請專利範圍第4項或第5項所述的反應腔室,其特徵在於,該獨立開關包括繼電器、二極體或者射頻開關。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的反應腔室,其特徵在於,該上電極組件還包括電極支撐件,該電極支撐件和該上電極板共同封閉該反應腔室的頂部開口,且該電極支撐件包括第一支撐部和第二支撐部,其中, 該第一支撐部呈中空的筒狀結構,且與該介質筒間隔一定距離地環繞在該介質筒的內側;該線圈位於該介質筒和該第一支撐部之間;該上電極板固定在該第一支撐部的底部,且與該第一支撐部電絕緣; 該第二支撐部呈環形的板狀結構,且接地;並且,該第二支撐部的內邊緣與該第一支撐部的頂部固定連接,該第二支撐部的外邊緣與該反應腔室的腔室壁固定連接。
- 如申請專利範圍第7項所述的反應腔室,其特徵在於,該反應腔室還包括至少一中心進氣口和多邊緣進氣口,其中, 該至少一中心進氣口設置在該上電極板上,並與該反應腔室的內部相連通; 該多邊緣進氣口沿該第二支撐部的周向而設置在該第二支撐部上,並與該反應腔室的內部相連通。
- 如申請專利範圍第8項所述的反應腔室,其特徵在於,該上電極板具有呈空腔結構的勻流腔;該至少一中心進氣口設置在該勻流腔的頂部腔室壁,用以向該勻流腔內輸送反應氣體; 在該勻流腔的底部腔室壁設置有多出氣孔,且相對於該勻流腔的底面均勻分佈,用以均勻地將該勻流腔內的反應氣體輸送至該反應腔室內。
- 如申請專利範圍第8項所述的反應腔室,其特徵在於,該反應腔室還包括一氣源和一氣體分配裝置,其中, 該氣源用於提供反應氣體; 該氣體分配裝置用於將來自該氣源的反應氣體分配至該中心進氣口和/或各個邊緣進氣口。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的反應腔室,其特徵在於,該介質筒、該上電極板和該反應腔室的頂壁共同封閉該反應腔室的頂部開口;該上電極板設置在該介質筒的頂部;並且,該線圈位於該介質筒的外側。
- 如申請專利範圍第11項所述的反應腔室,其特徵在於,該上電極板具有呈空腔結構的勻流腔; 在該勻流腔的頂部腔室壁設置有至少一進氣口,用以向該勻流腔內輸送反應氣體; 在該勻流腔的底部腔室壁設置有多出氣孔,該多出氣孔相對於該勻流腔的底面均勻分佈,用以均勻地將該勻流腔內的反應氣體輸送至該反應腔室內。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的反應腔室,其特徵在於,該反應腔室還包括固定電容或者可調電容,該固定電容或者可調電容連接在該上電極板與地之間的電路上。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的反應腔室,其特徵在於,該下電極裝置包括基座,該基座設置在該反應腔室內且接地,用於承載被加工工件。
- 一種半導體加工裝置,包括反應腔室,其特徵在於,該反應腔室採用申請專利範圍第1項至第14項任一項所述的反應腔室。
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