TWI755798B - 電感耦合電漿處理系統 - Google Patents
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Abstract
本申請公開了一種電感耦合電漿處理系統，該系統通過開關切換射頻功率在射頻線圈和法拉第遮罩裝置之間的連接。當射頻電源通過匹配網路與射頻線圈相連時，射頻功率耦合入射頻線圈，進行電漿處理工藝。當射頻電源通過匹配網路與法拉第遮罩裝置相連時，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置，進行對介電窗、電漿處理腔體內壁的清洗工藝。同時由於法拉第系統與介電窗為一個零件，方便了射頻線圈的安裝和維護，實現對電漿處理腔體內壁尤其是介電窗的高效清洗。
Description
本發明屬於法拉第遮罩系統技術領域，特別涉及一種電感耦合電漿處理系統。
目前Pt、Ru、Ir、NiFe、Au等非揮發性材料主要通過電感耦合電漿（ICP）進行乾式蝕刻。電感耦合等離子通常由置於電漿處理腔室外部與電介電窗相鄰的線圈產生，腔室內的工藝氣體被點燃後形成電漿。但是不可避免同時在某種程度上不歡迎地，電漿線圈的不同部分之間的電壓電容耦合到電漿，雖然這種耦合促進點火和穩定，但電容耦合部分可在整個電漿鞘引起局部加強電壓，這可能加速離子從電漿離開以局部的影響介電窗，導致局部濺射損害。在其他情況下，電容耦合可能導致局部沉積。濺射可在線圈的正下方區域被聚集。在晶片處理期間，濺射可能導致介電窗上的表面塗層損壞，然後顆粒可脫落並可能降落在生產的晶片上導致缺陷。在無晶片清潔處理以去除這樣的微粒期間，所述清潔也將是不均勻的，大部分清潔實在線圈的正下方，並且遠離線圈的的區域只是被稍微清潔，結果導致視窗清潔不均勻，仍可產生污染物使晶片產生缺陷。在對非揮發性材料的乾式蝕刻工藝過程中，由於反應產物的蒸汽壓較低，難以被真空泵抽走，導致反應產物沉積在介電窗和其他電漿處理腔室內壁上沉積。這不僅會產生顆粒沾汙，也會導致工藝隨時間漂移使工藝過程的重複性下降。因此需要對電漿處理腔室進行清洗。但是在實際使用過程中，清洗將導致工藝中斷，降低電漿處理設備的生產效率。
隨著近年來第三代記憶體——磁阻式隨機存取記憶體MRAM的不斷發展和集成度的不斷提高，對金屬柵極材料如Model、Ta等和高k柵介電材料如Al2O3、HfO2和ZrO2等等新型非揮發性材料的乾式蝕刻需求不斷增加，解決非揮發性材料在乾式蝕刻過程中產生的側壁沉積和顆粒沾汙，同時提高電漿處理腔室的清洗工藝效率是十分必要的。
為了控制和使線圈的電容耦合部分更均勻，可以採用靜電屏蔽件，法拉第遮罩用於電漿處理腔室中可以減少電漿對腔體材料的侵蝕，但仍有部分電漿可以穿過法拉第遮罩單元間的狹縫而污染介電窗。法拉第遮罩置於射頻線圈與介電窗之間可以減少由射頻電場誘發的離子對腔壁的侵蝕。這種遮罩可以是接地的也可以是浮動的。當法拉第遮罩接地時，由於電容耦合減少使射頻電場強度降低，導致引發電漿放電變得非常困難。當電漿為浮動設計時，不會過度妨礙電漿的激發，但對於防止電漿侵蝕腔體不是十分有效。同時法拉第裝置位於射頻線圈與介電窗之間，射頻線圈和法拉第裝置的安裝和絕緣會相當複雜，後期維護更加困難。
解決的技術問題：本申請主要是提出一種電感耦合電漿處理系統，解決現有技術中存在局部濺射損害、視窗清潔不均勻、後期維護困難和降低電漿處理設備的生產效率等技術問題。
技術方案：
一種電感耦合電漿處理系統，所述電感耦合電漿處理系統包括電漿反應腔、激勵射頻電源、匹配網路A、射頻線圈、介電窗、偏置射頻電源、匹配網路B、電極、襯底片、氣體源、氣體入口、壓力控制閥、真空泵和三通開關，所述激勵射頻電源通過匹配網路A調諧，調諧後再通過三通開關供電到位於介電窗上方的射頻線圈，通過電感耦合在電漿反應腔中產生電漿，偏置射頻電源通過匹配網路B為電極提供功率，襯底片置於電極之上；射頻線圈包括≥2個的子線圈，射頻線圈由一個電源供電；氣體源通過氣體入口與電漿反應腔連接，壓力控制閥和真空泵將電漿反應腔維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔的多餘氣體與反應副產物。
作為本發明的一種優選技術方案：所述激勵射頻電源和偏置射頻電源均設置成特定的頻率，所述特定的頻率如400KHz、2 MHz、13.56MHz、27 MHz、60 MHz、2.54GHz中的一種或多種頻率的組合。
作為本發明的一種優選技術方案：所述介電窗底部噴塗有一層三氧化二釔塗層，三氧化二釔塗層厚度≥50微米，在三氧化二釔塗層上噴塗一層法拉第遮罩裝置，噴塗厚度≥50微米，為了防止法拉第遮罩裝置污染腔體，同時為了保護介電窗和法拉第遮罩裝置不受工藝蝕刻破壞，三氧化二釔塗層噴塗範圍大於法拉第遮罩裝置的最大直徑，介電窗採用三氧化二鋁燒結製作，介電窗底部燒結或釺焊有電引柱，電引柱上連接有電引線，通過電引線與三通開關相連。
作為本發明的一種優選技術方案：所述法拉第遮罩裝置的材質為碳化矽或氧化鋅。
作為本發明的一種優選技術方案：所述電引柱與介電窗燒結在一起時，電引柱材料為導電係數高的銅、銀、金或鈀，電引柱與介電窗採用釺焊焊接在一起時，電引柱材料為可伐合金。
作為本發明的一種優選技術方案：在進行電漿處理工藝時，將襯底片置於電漿反應腔中，向電漿反應腔中通入從氣體源進入反應腔的電漿處理工藝反應氣體，通過壓力控制閥和真空泵將電漿反應腔維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關的接通位置，使激勵射頻電源通過匹配網路A調諧，供電到位於介電窗上方的射頻線圈，通過電感耦合在電漿反應腔中產生電漿，對襯底片進行電漿處理工藝，待電漿處理工藝完成，停止激勵射頻電源的射頻功率輸入，停止氣體源中電漿處理工藝反應氣體輸入，當需要進行清洗工藝時，將襯底片置於電漿反應腔中，向電漿反應腔中通入清洗工藝反應氣體，通過壓力控制閥和真空泵將電漿反應腔維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關的接通位置，使激勵射頻電源通過匹配網路A調諧，供電到位於介電窗上方和射頻線圈之間的法拉第遮罩裝置中，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置，對電漿反應腔腔體和介電窗進行清洗，待清洗工藝完成，停止激勵射頻電源的射頻功率輸入，停止氣體源中清洗工藝反應氣體輸入。
作為本發明的一種優選技術方案：所述電感耦合電漿處理系統當需要進行清洗工藝時具體操作為，通過三通開關切換，激勵射頻電源通過匹配網路A調諧，通過電引線和電引柱供電給法拉第遮罩裝置，氣體源通過氣體入口與電漿反應腔連接，向電漿反應腔中通入清洗工藝反應氣體，壓力控制閥和真空泵將電漿反應腔維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔的多餘氣體與反應副產物。
作為本發明的一種優選技術方案：所述法拉第遮罩裝置由一組形狀相同的花瓣片狀元件構成，相鄰兩個花瓣片狀元件之間的縫隙形狀、大小相同，所述花瓣片狀元件圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述花瓣片狀組件靠近垂直軸的一端與導電件相連，導電件由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件噴塗在電引柱上，兩個扇形導電件通過電引柱和電引線並聯接入射頻匹配網路A，實現與激勵射頻電源的連接。
作為本發明的一種優選技術方案：所述法拉第遮罩裝置由一組形狀相同的扇葉片狀元件構成，相鄰兩個扇葉片狀元件之間的縫隙形狀、大小相同，所述扇葉片狀元件圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述扇葉片狀組件靠近垂直軸的一端與導電件相連，導電件由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件噴塗在電引柱上，兩個扇形導電件通過電引柱和電引線並聯接入射頻匹配網路A，實現與激勵射頻電源的連接。
作為本發明的一種優選技術方案：所述法拉第遮罩裝置的直徑大於襯底片直徑的80%，導電件的半徑不超過襯底片半徑的10%，在進行電漿處理工藝期間，射頻功率經匹配網路A耦合入射頻線圈時，法拉第遮罩裝置通過電引柱和電引線接地，也可以是浮動的，減少電漿對腔體內壁尤其是介電窗的侵蝕，減少了工藝結束後的清洗時間，所述浮動的為不接地也不接射頻。
本申請所述一種電感耦合電漿處理系統採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1、該系統通過開關切換射頻功率在射頻線圈和法拉第遮罩裝置之間的連接。當射頻電源通過匹配網路與射頻線圈相連時，射頻功率耦合入射頻線圈，進行電漿處理工藝。當射頻電源通過匹配網路與法拉第遮罩裝置相連時，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置，進行對介電窗、電漿處理腔體內壁的清洗工藝。
2、由於法拉第系統與介電窗為一個零件，方便了射頻線圈的安裝和維護，實現對電漿處理腔體內壁尤其是介電窗的高效清洗。
3、根據不同電漿處理工藝和/或清洗工藝的需求，在同一個電漿處理工藝或清洗工藝中，可令射頻電源經匹配器後通過可切換開關在射頻線圈和法拉第遮罩裝置之間任意切換，以達到電漿處理工藝或清洗工藝的需求。
4、在進行清洗工藝時，可以先將射頻電源經匹配器後通過可切換開關與線圈相連，待電漿點火穩定後，再通過開關將射頻電源經匹配器後與法拉第遮罩裝置相連，進入清洗工藝流程。
5、該結構設計簡單，使得法拉第遮罩裝置與介電窗形成為一個零件，製作相對容易，簡化了後期設備安裝與維護，節省了大量空間，同時實現對電漿處理腔體內壁尤其是介電窗的高效清洗。
6、同一體式的導電環相比，由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件共同構成導電件，減少了電流在導電件中的渦流，提高了射頻功率在法拉第遮罩裝置中的耦合，增加了法拉第遮罩裝置對電漿處理腔體內壁尤其是介電窗和噴淋頭的清洗效率。
7、法拉第遮罩裝置通過電引柱和電引線接地，也可以是浮動的不接地也不接射頻，減少電漿對腔體內壁尤其是介電窗的侵蝕，減少了工藝結束後的清洗時間。
下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。法拉第遮罩裝置160給出以下兩種具體實施方式，本發明不僅只包含此兩種結構，還可以是三角形、四邊形、弓形、月牙形等形狀的片狀組件構成。
實施例1
如圖1所示，一種電感耦合電漿處理系統，所述電感耦合電漿處理系統包括電漿反應腔102、激勵射頻電源104、匹配網路A 106、射頻線圈108、介電窗110、偏置射頻電源114、匹配網路B 116、電極118、襯底片120、氣體源130、氣體入口140、壓力控制閥142、真空泵144和三通開關150，所述激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，調諧後再通過三通開關150供電到位於介電窗110上方的射頻線圈108，通過電感耦合在電漿反應腔102中產生電漿112，偏置射頻電源114通過匹配網路B 116為電極118提供功率，襯底片120置於電極118之上；射頻線圈108包括≥2個的子線圈，射頻線圈108由一個電源供電；氣體源130通過氣體入口140與電漿反應腔102連接，壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔102的多餘氣體與反應副產物。所述激勵射頻電源104和偏置射頻電源114均設置成特定的頻率，所述特定的頻率如400KHz、2 MHz、13.56MHz、27 MHz、60 MHz、2.54GHz中的一種或多種頻率的組合。
如圖3-4所示，所述介電窗110底部噴塗有一層三氧化二釔塗層，三氧化二釔塗層厚度≥50微米，在三氧化二釔塗層上噴塗一層法拉第遮罩裝置160，噴塗厚度≥50微米，為了防止法拉第遮罩裝置160污染腔體，同時為了保護介電窗110和法拉第遮罩裝置160不受工藝蝕刻破壞，三氧化二釔塗層噴塗範圍大於法拉第遮罩裝置160的最大直徑，介電窗110採用三氧化二鋁燒結製作，介電窗110底部燒結或釺焊有電引柱211，電引柱211上連接有電引線210，通過電引線210與三通開關150相連。所述法拉第遮罩裝置160的材質為碳化矽或氧化鋅。所述電引柱211與介電窗110燒結在一起時，電引柱211材料為導電係數高的銅、銀、金或鈀，電引柱211與介電窗110採用釺焊焊接在一起時，電引柱211材料為可伐合金。
如圖2所示，在進行電漿處理工藝時，將襯底片120置於電漿反應腔102中，向電漿反應腔102中通入從氣體源130進入反應腔的電漿處理工藝反應氣體，通過壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關150的接通位置，使激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，供電到位於介電窗110上方的射頻線圈108，通過電感耦合在電漿反應腔102中產生電漿112，對襯底片120進行電漿處理工藝，待電漿處理工藝完成，停止激勵射頻電源104的射頻功率輸入，停止氣體源130中電漿處理工藝反應氣體輸入，當需要進行清洗工藝時，將襯底片120置於電漿反應腔102中，向電漿反應腔102中通入清洗工藝反應氣體，通過壓力控制閥142和真空泵144降電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關150的接通位置，使激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，供電到位於介電窗110上方和射頻線圈108之間的法拉第遮罩裝置160中，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置160，對電漿反應腔腔體和介電窗進行清洗，待清洗工藝完成，停止激勵射頻電源104的射頻功率輸入，停止氣體源130中清洗工藝反應氣體輸入。所述電感耦合電漿處理系統當需要進行清洗工藝時具體操作為，通過三通開關150切換，激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，通過電引線210和電引柱211供電給法拉第遮罩裝置160，氣體源130通過氣體入口140與電漿反應腔102連接，向電漿反應腔102中通入清洗工藝反應氣體，壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔102的多餘氣體與反應副產物。
如圖5所示，法拉第遮罩裝置160由一組形狀相同的花瓣片狀組件212構成，相鄰兩個花瓣片狀元件212之間的縫隙形狀、大小相同，所述花瓣片狀元件212圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述花瓣片狀組件212靠近垂直軸的一端與導電件204相連，導電件204由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件204噴塗在電引柱211上，兩個扇形導電件通過電引柱211和電引線210並聯接入射頻匹配網路A 106，實現與激勵射頻電源104的連接。
所述法拉第遮罩裝置160的直徑大於襯底片120直徑的80%，導電件204的半徑不超過襯底片半徑的10%，在進行電漿處理工藝期間，射頻功率經匹配網路A 106耦合入射頻線圈108時，法拉第遮罩裝置160通過電引柱211和電引線210接地，也可以是浮動的，減少電漿對腔體內壁尤其是介電窗110的侵蝕，減少了工藝結束後的清洗時間，所述浮動的為不接地也不接射頻。
實施例2
如圖1所示，一種電感耦合電漿處理系統，所述電感耦合電漿處理系統包括電漿反應腔102、激勵射頻電源104、匹配網路A 106、射頻線圈108、介電窗110、偏置射頻電源114、匹配網路B 116、電極118、襯底片120、氣體源130、氣體入口140、壓力控制閥142、真空泵144和三通開關150，所述激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，調諧後再通過三通開關150供電到位於介電窗110上方的射頻線圈108，通過電感耦合在電漿反應腔102中產生電漿112，偏置射頻電源114通過匹配網路B 116為電極118提供功率，襯底片120置於電極118之上；射頻線圈108包括≥2個的子線圈，射頻線圈108由一個電源供電；氣體源130通過氣體入口140與電漿反應腔102連接，壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔102的多餘氣體與反應副產物。所述激勵射頻電源104和偏置射頻電源114均設置成特定的頻率，所述特定的頻率如400KHz、2 MHz、13.56MHz、27 MHz、60 MHz、2.54GHz中的一種或多種頻率的組合。
如圖3-4所示，所述介電窗110底部噴塗有一層三氧化二釔塗層，三氧化二釔塗層厚度≥50微米，在三氧化二釔塗層上噴塗一層法拉第遮罩裝置160，噴塗厚度≥50微米，為了防止法拉第遮罩裝置160污染腔體，同時為了保護介電窗110和法拉第遮罩裝置160不受工藝蝕刻破壞，三氧化二釔塗層噴塗範圍大於法拉第遮罩裝置160的最大直徑，介電窗110採用三氧化二鋁燒結製作，介電窗110底部燒結或釺焊有電引柱211，電引柱211上連接有電引線210，通過電引線210與三通開關150相連。所述法拉第遮罩裝置160的材質為碳化矽或氧化鋅。所述電引柱211與介電窗110燒結在一起時，電引柱211材料為導電係數高的銅、銀、金或鈀，電引柱211與介電窗110採用釺焊焊接在一起時，電引柱211材料為可伐合金。
如圖2所示，在進行電漿處理工藝時，將襯底片120置於電漿反應腔102中，向電漿反應腔102中通入從氣體源130進入反應腔的電漿處理工藝反應氣體，通過壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關150的接通位置，使激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，供電到位於介電窗110上方的射頻線圈108，通過電感耦合在電漿反應腔102中產生電漿112，對襯底片120進行電漿處理工藝，待電漿處理工藝完成，停止激勵射頻電源104的射頻功率輸入，停止氣體源130中電漿處理工藝反應氣體輸入，當需要進行清洗工藝時，將襯底片120置於電漿反應腔102中，向電漿反應腔102中通入清洗工藝反應氣體，通過壓力控制閥142和真空泵144降電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關150的接通位置，使激勵射頻電源104通過匹配網路A 106調諧，供電到位於介電窗110上方和射頻線圈108之間的法拉第遮罩裝置160中，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置160，對電漿反應腔腔體和介電窗進行清洗，待清洗工藝完成，停止激勵射頻電源104的射頻功率輸入，停止氣體源130中清洗工藝反應氣體輸入。所述電感耦合電漿處理系統當需要進行清洗工藝時具體操作為，通過三通開關150切換，激勵射頻電源104通過匹配網路A106調諧，通過電引線210和電引柱211供電給法拉第遮罩裝置160，氣體源130通過氣體入口140與電漿反應腔102連接，向電漿反應腔102中通入清洗工藝反應氣體，壓力控制閥142和真空泵144將電漿反應腔102維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔102的多餘氣體與反應副產物。
如圖6所示，所述法拉第遮罩裝置160由一組形狀相同的扇葉片狀組件202構成，相鄰兩個扇葉片狀元件202之間的縫隙形狀、大小相同，所述扇葉片狀元件202圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述扇葉片狀組件202靠近垂直軸的一端與導電件204相連，導電件204由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件204噴塗在電引柱211上，兩個扇形導電件通過電引柱211和電引線210並聯接入射頻匹配網路A 06，實現與激勵射頻電源104的連接。
所述法拉第遮罩裝置160的直徑大於襯底片120直徑的80%，導電件204的半徑不超過襯底片半徑的10%，在進行電漿處理工藝期間，射頻功率經匹配網路A 106耦合入射頻線圈108時，法拉第遮罩裝置160通過電引柱211和電引線210接地，也可以是浮動的，減少電漿對腔體內壁尤其是介電窗110的侵蝕，減少了工藝結束後的清洗時間，所述浮動的為不接地也不接射頻。
102:電漿反應腔
104:激勵射頻電源
106:匹配網路A
108:射頻線圈
110:介電窗
114:偏置射頻電源
116:匹配網路B
118:電極
120:襯底片
130:氣體源
140:氣體入口
142:壓力控制閥
144:真空泵
150:三通開關
160:法拉第遮罩裝置
202:扇葉片狀組件
204:導電件
210:電引線
211:電引柱
212:花瓣片狀組件
圖1為本申請電感耦合電漿處理系統的結構示意圖；
圖2為本申請電感耦合電漿處理系統的清洗流程圖；
圖3為本申請電感耦合電漿處理系統中的法拉第接射頻簡圖；
圖4為本申請電感耦合電漿處理系統的法拉第噴塗結構簡圖；
圖5為本申請電感耦合電漿處理系統花瓣狀法拉第結構簡圖；
圖6為本申請電感耦合電漿處理系統扇葉狀結構簡圖。
102:電漿反應腔
104:激勵射頻電源
106:匹配網路A
108:射頻線圈
110:介電窗
114:偏置射頻電源
116:匹配網路B
118:電極
120:襯底片
130:氣體源
140:氣體入口
142:壓力控制閥
144:真空泵
150:三通開關
160:法拉第遮罩裝置
210:電引線
211:電引柱
Claims (10)
- 一種電感耦合電漿處理系統，其特徵在於：所述電感耦合電漿處理系統包括電漿反應腔(102)、激勵射頻電源(104)、匹配網路A(106)、射頻線圈(108)、介電窗(110)、偏置射頻電源(114)、匹配網路B(116)、電極(118)、襯底片(120)、氣體源(130)、氣體入口(140)、壓力控制閥(142)、真空泵(144)和三通開關(150)，所述激勵射頻電源(104)通過匹配網路A(106)調諧，調諧後再通過三通開關(150)供電到位於介電窗(110)上方的射頻線圈(108)，通過電感耦合在電漿反應腔(102)中產生電漿(112)，偏置射頻電源(114)通過匹配網路B(116)為電極(118)提供功率，襯底片(120)置於電極(118)之上；射頻線圈(108)包括2個的子線圈，射頻線圈(108)由一個射頻電源供電；氣體源(130)通過氣體入口(140)與電漿反應腔(102)連接，壓力控制閥(142)和真空泵(144)將電漿反應腔(102)維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔(102)的多餘氣體與反應副產物；所述介電窗(110)底部噴塗有一層三氧化二釔塗層，三氧化二釔塗層厚度
50微米，在三氧化二釔塗層上噴塗一層法拉第遮罩裝置(160)，噴塗厚度
50微米。
- 根據請求項1所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述激勵射頻電源(104)和偏置射頻電源(114)均設置成特定的頻率，所述特定的頻率如400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、2.54GHz中的一種或多種頻率的組合。
- 根據請求項1所述之電感耦合電漿處理系統，其中：為了防止法拉第遮罩裝置(160)污染腔體，同時為了保護介電窗(110)和法拉第遮罩裝置(160)不受工藝蝕刻破壞，三氧化二釔塗層噴塗範圍大於法拉第遮罩裝置(160)的最大直徑，介電窗(110)採用三氧化二鋁燒結製作，介電窗(110) 底部燒結或釺焊有電引柱(211)，電引柱(211)上連接有電引線(210)，通過電引線(210)與三通開關(150)相連。
- 根據請求項3所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述法拉第遮罩裝置(160)的材質為碳化矽或氧化鋅。
- 根據請求項3所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述電引柱(211)與介電窗(110)燒結在一起時，電引柱(211)材料為導電係數高的銅、銀、金或鈀，電引柱(211)與介電窗(110)採用釺焊焊接在一起時，電引柱(211)材料为可伐合金。
- 根據請求項5所述之電感耦合電漿處理系統，其中：在進行電漿處理工藝時，將襯底片(120)置於電漿反應腔(102)中，向電漿反應腔(102)中通入從氣體源(130)進入反應腔的電漿處理工藝反應氣體，通過壓力控制閥(142)和真空泵(144)將電漿反應腔(102)維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關(150)的接通位置，使激勵射頻電源(104)通過匹配網路A(106)調諧，供電到位於介電窗(110)上方的射頻線圈(108)，通過電感耦合在電漿反應腔(102)中產生電漿(112)，對襯底片(120)進行電漿處理工藝，待電漿處理工藝完成，停止激勵射頻電源(104)的射頻功率輸入，停止氣體源(130)中電漿處理工藝反應氣體輸入，當需要進行清洗工藝時，將襯底片(120)置於電漿反應腔(102)中，向電漿反應腔(102)中通入清洗工藝反應氣體，通過壓力控制閥(142)和真空泵(144)將電漿反應腔(102)維持在1mtorr-100mtorr，切換三通開關(150)的接通位置，使激勵射頻電源(104)通過匹配網路A(106)調諧，供電到位於介電窗(110)上方和射頻線圈(108)之間的法拉第遮罩裝置(160)中，射頻功率耦合入法拉第遮罩裝置(160)，對電漿反應腔腔體和介電窗進行清洗，待清洗工藝完成，停止激勵射頻電源(104)的射頻功率輸入，停止氣體源(130)中清洗工藝反應氣體輸入。
- 根據請求項6所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述電感耦合電漿處理系統當需要進行清洗工藝時具體操作為，通過三通開關(150)切換，激勵射頻電源(104)通過匹配網路A(106)調諧，通過電引線(210)和電引柱(211)供電給法拉第遮罩裝置(160)，氣體源(130)通過氣體入口(140)與電漿反應腔(102)連接，向電漿反應腔(102)中通入清洗工藝反應氣體，壓力控制閥(142)和真空泵(144)將電漿反應腔(102)維持在1mtorr-100mtorr，並去除電漿反應腔(102)的多餘氣體與反應副產物。
- 根據請求項3所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述法拉第遮罩裝置(160)由一組形狀相同的花瓣片狀組件(212)構成，相鄰兩個花瓣片狀元件(212)之間的縫隙形狀、大小相同，所述花瓣片狀元件(212)圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述花瓣片狀組件(212)靠近垂直軸的一端與導電件(204)相連，導電件(204)由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件(204)噴塗在電引柱(211)上，兩個扇形導電件通過電引柱(211)和電引線(210)並聯接入射頻匹配網路A(106)，實現與激勵射頻電源(104)的連接。
- 根據請求項3所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述法拉第遮罩裝置(160)由一組形狀相同的扇葉片狀組件(202)構成，相鄰兩個扇葉片狀元件(202)之間的縫隙形狀、大小相同，所述扇葉片狀元件(202)圍繞垂直軸呈旋轉對稱分佈，所述扇葉片狀組件(202)靠近垂直軸的一端與導電件(204)相連，導電件(204)由兩個弧度、尺寸相同且相互分離、絕緣的扇形導電件構成，導電件(204)噴塗在電引柱(211)上，兩個扇形導電件通過電引柱(211)和電引線(210)並聯接入射頻匹配網路A(106)，實現與激勵射頻電源(104)的連接。
- 根據請求項1至9鍾任一所述之電感耦合電漿處理系統，其中：所述法拉第遮罩裝置(160)的直徑大於襯底片(120)直徑的80%，導電件(204)的半徑不超過襯底片半徑的10%，在進行電漿處理工藝期間，射頻功率經匹配網路A(106)耦合入射頻線圈(108)時，法拉第遮罩裝置(160)通過電引柱(211)和電引線(210)接地，也可以是浮動的，減少電漿對腔體內壁尤其是介電窗(110)的侵蝕，減少了工藝結束後的清洗時間，所述浮動的為不接地也不接射頻。
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