WO2021017463A1 - 一种电感耦合等离子体处理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电感耦合等离子体处理系统，该系统通过开关切换射频功率在射频线圈和法拉第屏蔽装置之间的连接。当射频电源通过匹配网络与射频线圈相连时，射频功率耦合入射频线圈，进行等离子体处理工艺。当射频电源通过匹配网络与法拉第屏蔽装置相连时，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置，进行对介电窗、等离子体处理腔体内壁的清洗工艺。同时由于法拉第系统与介电窗为一个零件，方便了射频线圈的安装和维护，实现对等离子体处理腔体内壁尤其是介电窗的高效清洗。
Description
本发明属于法拉第屏蔽系统技术领域，特别涉及一种电感耦合等离子体处理系统。
目前Pt、Ru、Ir、NiFe、Au等非挥发性材料主要通过电感耦合等离子体(ICP)进行干法刻蚀。电感耦合等离子通常由置于等离子体处理腔室外部与电介电窗相邻的线圈产生，腔室内的工艺气体被点燃后形成等离子体。但是不可避免同时在某种程度上不欢迎地，等离子体线圈的不同部分之间的电压电容耦合到等离子体，虽然这种耦合促进点火和稳定，但电容耦合部分可在整个等离子体鞘引起局部加强电压，这可能加速离子从等离子体离开以局部的影响介电窗，导致局部溅射损害。在其他情况下，电容耦合可能导致局部沉积。溅射可在线圈的正下方区域被聚集。在晶片处理期间，溅射可能导致介电窗上的表面涂层损坏，然后颗粒可脱落并可能降落在生产的晶片上导致缺陷。在无晶片清洁处理以去除这样的微粒期间，所述清洁也将是不均匀的，大部分清洁实在线圈的正下方，并且远离线圈的的区域只是被稍微清洁，结果导致窗口清洁不均匀，仍可产生污染物使晶片产生缺陷。在对非挥发性材料的干法刻蚀工艺过程中，由于反应产物的蒸汽压较低，难以被真空泵抽走，导致反应产物沉积在介电窗和其他等离子体处理腔室内壁上沉积。这不仅会产生颗粒沾污，也会导致工艺随时间漂移使工艺过程的重复性下降。因此需要对等离子体处理腔室进行清洗。但是在实际使用过程中，清洗将导致工艺中断，降低等离子体处理设备的生产效率。
随着近年来第三代存储器——磁存储器MRAM的不断发展和集成度的不断提高，对金属栅极材料如Model、Ta等和高k栅介电材料如Al
2O
3、HfO
2和ZrO
2等等新型非挥发性材料的干法刻蚀需求不断增加，解决非挥发性材料在干法刻蚀过程中产生的侧壁沉积和颗粒沾污，同时提高等离子体处理腔室的清洗 工艺效率是十分必要的。
为了控制和使线圈的电容耦合部分更均匀，可以采用静电屏蔽件，法拉第屏蔽用于等离子体处理腔室中可以减少等离子体对腔体材料的侵蚀，但仍有部分等离子体可以穿过法拉第屏蔽单元间的狭缝而污染介电窗。法拉第屏蔽置于射频线圈与介电窗之间可以减少由射频电场诱发的离子对腔壁的侵蚀。这种屏蔽可以是接地的也可以是浮动的。当法拉第屏蔽接地时，由于电容耦合减少使射频电场强度降低，导致引发等离子体放电变得非常困难。当等离子体为浮动设计时，不会过度妨碍等离子体的激发，但对于防止等离子体侵蚀腔体不是十分有效。同时法拉第装置位于射频线圈与介电窗之间，射频线圈和法拉第装置的安装和绝缘会相当复杂，后期维护更加困难。
发明内容
解决的技术问题：本申请主要是提出一种电感耦合等离子体处理系统，解决现有技术中存在局部溅射损害、窗口清洁不均匀、后期维护困难和降低等离子体处理设备的生产效率等技术问题。
技术方案：
一种电感耦合等离子体处理系统，所述电感耦合等离子体处理系统包括等离子体反应腔、激励射频电源、匹配网络A、射频线圈、介电窗、偏置射频电源、匹配网络B、电极、衬底片、气体源、气体入口、压力控制阀、真空泵和三通开关，所述激励射频电源通过匹配网络A调谐，调谐后再通过三通开关供电到位于介电窗上方的射频线圈，通过电感耦合在等离子体反应腔中产生等离子体，偏置射频电源通过匹配网络B为电极提供功率，衬底片置于电极之上；射频线圈包括≥2个的子线圈，射频线圈由一个射频电源；气体源通过气体入口与等离子体反应腔连接，压力控制阀和真空泵将等离子体反应腔维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔的多余气体与反应副产物。
作为本发明的一种优选技术方案：所述激励射频电源和偏置射频电源均设置成特定的频率，所述特定的频率如400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、2.54GHz中的一种或多种频率的组合。
作为本发明的一种优选技术方案：所述介电窗底部喷涂有一层三氧化二钇涂层，三氧化二钇涂层厚度≥50微米，在三氧化二钇涂层上喷涂一层法拉 第屏蔽装置，喷涂厚度≥50微米，为了防止法拉第屏蔽装置污染腔体，同时为了保护介电窗和法拉第屏蔽装置不受工艺刻蚀破坏，三氧化二钇涂层喷涂范围大于法拉第屏蔽装置的最大直径，介电窗采用三氧化二铝烧结制作，介电窗底部烧结或钎焊有电引柱，电引柱上连接有电引线，通过电引线与三通开关相连。
作为本发明的一种优选技术方案：所述法拉第屏蔽装置的材质为碳化硅或氧化锌。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电引柱与介电窗烧结在一起时，电引柱材料为导电系数高的铜、银、金或钯，电引柱与介电窗采用钎焊焊接在一起时，电引柱材料未可伐合金。
作为本发明的一种优选技术方案：在进行等离子体处理工艺时，将衬底片置于等离子体反应腔中，向等离子体反应腔中通入从气体源进入反应腔的等离子体处理工艺反应气体，通过压力控制阀和真空泵将等离子体反应腔维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关的接通位置，使激励射频电源通过匹配网络A调谐，供电到位于介电窗上方的射频线圈，通过电感耦合在等离子体反应腔中产生等离子体，对衬底片进行等离子体处理工艺，待等离子体处理工艺完成，停止激励射频电源的射频功率输入，停止气体源中等离子体处理工艺反应气体输入，当需要进行清洗工艺时，将衬底片置于等离子体反应腔中，向等离子体反应腔中通入清洗工艺反应气体，通过压力控制阀和真空泵降等离子体反应腔维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关的接通位置，使激励射频电源通过匹配网络A调谐，供电到位于介电窗上方和射频线圈之间的法拉第屏蔽装置中，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置，对等离子体反应腔腔体和介电窗进行清洗，待清洗工艺完成，停止激励射频电源的射频功率输入，停止气体源中清洗工艺反应气体输入。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电感耦合等离子体处理系统当需要进行清洗工艺时具体操作为，通过三通开关切换，激励射频电源通过匹配网络A调谐，通过电引线和电引柱供电给法拉第屏蔽装置，气体源通过气体入口与等离子体反应腔连接，向等离子体反应腔中通入清洗工艺反应气体，压力控制阀和真空泵将等离子体反应腔维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔的多余气体与反应副产物。
作为本发明的一种优选技术方案：所述法拉第屏蔽装置由一组形状相同的花瓣片状组件构成，相邻两个花瓣片状组件之间的缝隙形状、大小相同，所述花瓣片状组件围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述花瓣片状组件靠近垂直轴的一端与导电件相连，导电件由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件喷涂在电引柱上，两个扇形导电件通过电引柱和电引线并联接入射频匹配网络A，实现与激励射频电源的连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述法拉第屏蔽装置由一组形状相同的扇叶片状组件构成，相邻两个扇叶片状组件之间的缝隙形状、大小相同，所述扇叶片状组件围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述扇叶片状组件靠近垂直轴的一端与导电件相连，导电件由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件喷涂在电引柱上，两个扇形导电件通过电引柱和电引线并联接入射频匹配网络A，实现与激励射频电源的连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述法拉第屏蔽装置的直径大于衬底片直径的80％，导电件的半径不超过衬底片半径的10％，在进行等离子体处理工艺期间，射频功率经匹配网络A耦合入射频线圈时，法拉第屏蔽装置通过电引柱和电引线接地，也可以是浮动的，减少等离子体对腔体内壁尤其是介电窗的侵蚀，减少了工艺结束后的清洗时间，所述浮动的为不接地也不接射频。
本申请所述一种电感耦合等离子体处理系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、该系统通过开关切换射频功率在射频线圈和法拉第屏蔽装置之间的连接。当射频电源通过匹配网络与射频线圈相连时，射频功率耦合入射频线圈，进行等离子体处理工艺。当射频电源通过匹配网络与法拉第屏蔽装置相连时，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置，进行对介电窗、等离子体处理腔体内壁的清洗工艺。
2、由于法拉第系统与介电窗为一个零件，方便了射频线圈的安装和维护，实现对等离子体处理腔体内壁尤其是介电窗的高效清洗。
3、根据不同等离子体处理工艺和/或清洗工艺的需求，在同一个等离子体处理工艺或清洗工艺中，可令射频电源经匹配器后通过可切换开关在射频线圈和法拉第屏蔽装置之间任意切换，以达到等离子体处理工艺或清洗工艺 的需求。
4、在进行清洗工艺时，可以先将射频电源经匹配器后通过可切换开关与线圈相连，待等离子体点火稳定后，再通过开关将射频电源经匹配器后与法拉第屏蔽装置相连，进入清洗工艺流程。
5、该结构设计简单，使得法拉第屏蔽装置与介电窗形成为一个零件，制作相对容易，简化了后期设备安装与维护，节省了大量空间，同时实现对等离子体处理腔体内壁尤其是介电窗的高效清洗。
6、同一体式的导电环相比，由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件共同构成导电件，减少了电流在导电件中的涡流，提高了射频功率在法拉第屏蔽装置中的耦合，增加了法拉第屏蔽装置对等离子体处理腔体内壁尤其是介电窗和喷淋头的清洗效率。
7、法拉第屏蔽装置通过电引柱和电引线接地，也可以是浮动的不接地也不接射频，减少等离子体对腔体内壁尤其是介电窗的侵蚀，减少了工艺结束后的清洗时间。
图1为本申请电感耦合等离子体处理系统的结构示意图；
图2为本申请电感耦合等离子体处理系统的清洗流程图；
图3为本申请电感耦合等离子体处理系统中的法拉第接射频简图；
图4为本申请电感耦合等离子体处理系统的法拉第喷涂结构简图；
图5为本申请电感耦合等离子体处理系统花瓣状法拉第结构简图；
图6为本申请电感耦合等离子体处理系统扇叶状结构简图。
附图标记说明：102—等离子体反应腔，104—激励射频电源，106—匹配网络A，108—射频线圈，110—介电窗，114—偏置射频电源，116—匹配网络B，118—电极，120—衬底片，130—气体源，140—气体入口，142—压力控制阀，144—真空泵，150—三通开关，160—法拉第屏蔽装置，202—扇叶片状组件，204—导电件，210—电引线，211—电引柱，212—花瓣片状组件。
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。法拉第屏蔽装置160 给出以下两种具体实施方式，本发明不仅只包含此两种结构，还可以是三角形、四边形、弓形、月牙形等形状的片状组件构成。
实施例1
如图1所示，一种电感耦合等离子体处理系统，所述电感耦合等离子体处理系统包括等离子体反应腔102、激励射频电源104、匹配网络A106、射频线圈108、介电窗110、偏置射频电源114、匹配网络B116、电极118、衬底片120、气体源130、气体入口140、压力控制阀142、真空泵144和三通开关150，所述激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，调谐后再通过三通开关150供电到位于介电窗110上方的射频线圈108，通过电感耦合在等离子体反应腔102中产生等离子体112，偏置射频电源114通过匹配网络B116为电极118提供功率，衬底片120置于电极118之上；射频线圈108包括≥2个的子线圈，射频线圈108由一个射频电源；气体源130通过气体入口140与等离子体反应腔102连接，压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔102的多余气体与反应副产物。所述激励射频电源104和偏置射频电源114均设置成特定的频率，所述特定的频率如400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、2.54GHz中的一种或多种频率的组合。
如图3-4所示，所述介电窗110底部喷涂有一层三氧化二钇涂层，三氧化二钇涂层厚度≥50微米，在三氧化二钇涂层上喷涂一层法拉第屏蔽装置160，喷涂厚度≥50微米，为了防止法拉第屏蔽装置160污染腔体，同时为了保护介电窗110和法拉第屏蔽装置160不受工艺刻蚀破坏，三氧化二钇涂层喷涂范围大于法拉第屏蔽装置160的最大直径，介电窗110采用三氧化二铝烧结制作，介电窗110底部烧结或钎焊有电引柱211，电引柱211上连接有电引线210，通过电引线210与三通开关150相连。所述法拉第屏蔽装置160的材质为碳化硅或氧化锌。所述电引柱211与介电窗110烧结在一起时，电引柱211材料为导电系数高的铜、银、金或钯，电引柱211与介电窗110采用钎焊焊接在一起时，电引柱211材料未可伐合金。
如图2所示，在进行等离子体处理工艺时，将衬底片120置于等离子体反应腔102中，向等离子体反应腔102中通入从气体源130进入反应腔的等 离子体处理工艺反应气体，通过压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关150的接通位置，使激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，供电到位于介电窗110上方的射频线圈108，通过电感耦合在等离子体反应腔102中产生等离子体112，对衬底片120进行等离子体处理工艺，待等离子体处理工艺完成，停止激励射频电源104的射频功率输入，停止气体源130中等离子体处理工艺反应气体输入，当需要进行清洗工艺时，将衬底片120置于等离子体反应腔102中，向等离子体反应腔102中通入清洗工艺反应气体，通过压力控制阀142和真空泵144降等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关150的接通位置，使激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，供电到位于介电窗110上方和射频线圈108之间的法拉第屏蔽装置160中，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置160，对等离子体反应腔腔体和介电窗进行清洗，待清洗工艺完成，停止激励射频电源104的射频功率输入，停止气体源130中清洗工艺反应气体输入。所述电感耦合等离子体处理系统当需要进行清洗工艺时具体操作为，通过三通开关150切换，激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，通过电引线210和电引柱211供电给法拉第屏蔽装置160，气体源130通过气体入口140与等离子体反应腔102连接，向等离子体反应腔102中通入清洗工艺反应气体，压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔102的多余气体与反应副产物。
如图5所示，法拉第屏蔽装置160由一组形状相同的花瓣片状组件212构成，相邻两个花瓣片状组件212之间的缝隙形状、大小相同，所述花瓣片状组件212围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述花瓣片状组件212靠近垂直轴的一端与导电件204相连，导电件204由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件204喷涂在电引柱211上，两个扇形导电件通过电引柱211和电引线210并联接入射频匹配网络A106，实现与激励射频电源104的连接。
所述法拉第屏蔽装置160的直径大于衬底片120直径的80％，导电件204的半径不超过衬底片半径的10％，在进行等离子体处理工艺期间，射频功率经匹配网络A106耦合入射频线圈108时，法拉第屏蔽装置160通过电引柱211和电引线210接地，也可以是浮动的，减少等离子体对腔体内壁尤其是介电 窗110的侵蚀，减少了工艺结束后的清洗时间，所述浮动的为不接地也不接射频。
实施例2
如图1所示，一种电感耦合等离子体处理系统，所述电感耦合等离子体处理系统包括等离子体反应腔102、激励射频电源104、匹配网络A106、射频线圈108、介电窗110、偏置射频电源114、匹配网络B116、电极118、衬底片120、气体源130、气体入口140、压力控制阀142、真空泵144和三通开关150，所述激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，调谐后再通过三通开关150供电到位于介电窗110上方的射频线圈108，通过电感耦合在等离子体反应腔102中产生等离子体112，偏置射频电源114通过匹配网络B116为电极118提供功率，衬底片120置于电极118之上；射频线圈108包括≥2个的子线圈，射频线圈108由一个射频电源；气体源130通过气体入口140与等离子体反应腔102连接，压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔102的多余气体与反应副产物。所述激励射频电源104和偏置射频电源114均设置成特定的频率，所述特定的频率如400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、2.54GHz中的一种或多种频率的组合。
如图3-4所示，所述介电窗110底部喷涂有一层三氧化二钇涂层，三氧化二钇涂层厚度≥50微米，在三氧化二钇涂层上喷涂一层法拉第屏蔽装置160，喷涂厚度≥50微米，为了防止法拉第屏蔽装置160污染腔体，同时为了保护介电窗110和法拉第屏蔽装置160不受工艺刻蚀破坏，三氧化二钇涂层喷涂范围大于法拉第屏蔽装置160的最大直径，介电窗110采用三氧化二铝烧结制作，介电窗110底部烧结或钎焊有电引柱211，电引柱211上连接有电引线210，通过电引线210与三通开关150相连。所述法拉第屏蔽装置160的材质为碳化硅或氧化锌。所述电引柱211与介电窗110烧结在一起时，电引柱211材料为导电系数高的铜、银、金或钯，电引柱211与介电窗110采用钎焊焊接在一起时，电引柱211材料未可伐合金。
如图2所示，在进行等离子体处理工艺时，将衬底片120置于等离子体反应腔102中，向等离子体反应腔102中通入从气体源130进入反应腔的等 离子体处理工艺反应气体，通过压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关150的接通位置，使激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，供电到位于介电窗110上方的射频线圈108，通过电感耦合在等离子体反应腔102中产生等离子体112，对衬底片120进行等离子体处理工艺，待等离子体处理工艺完成，停止激励射频电源104的射频功率输入，停止气体源130中等离子体处理工艺反应气体输入，当需要进行清洗工艺时，将衬底片120置于等离子体反应腔102中，向等离子体反应腔102中通入清洗工艺反应气体，通过压力控制阀142和真空泵144降等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关150的接通位置，使激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，供电到位于介电窗110上方和射频线圈108之间的法拉第屏蔽装置160中，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置160，对等离子体反应腔腔体和介电窗进行清洗，待清洗工艺完成，停止激励射频电源104的射频功率输入，停止气体源130中清洗工艺反应气体输入。所述电感耦合等离子体处理系统当需要进行清洗工艺时具体操作为，通过三通开关150切换，激励射频电源104通过匹配网络A106调谐，通过电引线210和电引柱211供电给法拉第屏蔽装置160，气体源130通过气体入口140与等离子体反应腔102连接，向等离子体反应腔102中通入清洗工艺反应气体，压力控制阀142和真空泵144将等离子体反应腔102维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔102的多余气体与反应副产物。
如图6所示，所述法拉第屏蔽装置160由一组形状相同的扇叶片状组件202构成，相邻两个扇叶片状组件202之间的缝隙形状、大小相同，所述扇叶片状组件202围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述扇叶片状组件202靠近垂直轴的一端与导电件204相连，导电件204由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件204喷涂在电引柱211上，两个扇形导电件通过电引柱211和电引线210并联接入射频匹配网络A106，实现与激励射频电源104的连接。
所述法拉第屏蔽装置160的直径大于衬底片120直径的80％，导电件204的半径不超过衬底片半径的10％，在进行等离子体处理工艺期间，射频功率经匹配网络A106耦合入射频线圈108时，法拉第屏蔽装置160通过电引柱211和电引线210接地，也可以是浮动的，减少等离子体对腔体内壁尤其是介电 窗110的侵蚀，减少了工艺结束后的清洗时间，所述浮动的为不接地也不接射频。
Claims (10)
- 一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述电感耦合等离子体处理系统包括等离子体反应腔(102)、激励射频电源(104)、匹配网络A(106)、射频线圈(108)、介电窗(110)、偏置射频电源(114)、匹配网络B(116)、电极(118)、衬底片(120)、气体源(130)、气体入口(140)、压力控制阀(142)、真空泵(144)和三通开关(150)，所述激励射频电源(104)通过匹配网络A(106)调谐，调谐后再通过三通开关(150)供电到位于介电窗(110)上方的射频线圈(108)，通过电感耦合在等离子体反应腔(102)中产生等离子体(112)，偏置射频电源(114)通过匹配网络B(116)为电极(118)提供功率，衬底片(120)置于电极(118)之上；射频线圈(108)包括≥2个的子线圈，射频线圈(108)由一个射频电源；气体源(130)通过气体入口(140)与等离子体反应腔(102)连接，压力控制阀(142)和真空泵(144)将等离子体反应腔(102)维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔(102)的多余气体与反应副产物。
- 根据权利要求1所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述激励射频电源(104)和偏置射频电源(114)均设置成特定的频率，所述特定的频率如400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、2.54GHz中的一种或多种频率的组合。
- 根据权利要求1所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述介电窗(110)底部喷涂有一层三氧化二钇涂层，三氧化二钇涂层厚度≥50微米，在三氧化二钇涂层上喷涂一层法拉第屏蔽装置(160)，喷涂厚度≥50微米，为了防止法拉第屏蔽装置(160)污染腔体，同时为了保护介电窗(110)和法拉第屏蔽装置(160)不受工艺刻蚀破坏，三氧化二钇涂层喷涂范围大于法拉第屏蔽装置(160)的最大直径，介电窗(110)采用三氧化二铝烧结制作，介电窗(110)底部烧结或钎焊有电引柱(211)，电引柱(211)上连接有电引线(210)，通过电引线(210)与三通开关(150)相连。
- 根据权利要求3所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述法拉第屏蔽装置(160)的材质为碳化硅或氧化锌。
- 根据权利要求3所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述 电引柱(211)与介电窗(110)烧结在一起时，电引柱(211)材料为导电系数高的铜、银、金或钯，电引柱(211)与介电窗(110)采用钎焊焊接在一起时，电引柱(211)材料未可伐合金。
- 根据权利要求5所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：在进行等离子体处理工艺时，将衬底片(120)置于等离子体反应腔(102)中，向等离子体反应腔(102)中通入从气体源(130)进入反应腔的等离子体处理工艺反应气体，通过压力控制阀(142)和真空泵(144)将等离子体反应腔(102)维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关(150)的接通位置，使激励射频电源(104)通过匹配网络A(106)调谐，供电到位于介电窗(110)上方的射频线圈(108)，通过电感耦合在等离子体反应腔(102)中产生等离子体(112)，对衬底片(120)进行等离子体处理工艺，待等离子体处理工艺完成，停止激励射频电源(104)的射频功率输入，停止气体源(130)中等离子体处理工艺反应气体输入，当需要进行清洗工艺时，将衬底片(120)置于等离子体反应腔(102)中，向等离子体反应腔(102)中通入清洗工艺反应气体，通过压力控制阀(142)和真空泵(144)降等离子体反应腔(102)维持在1mtorr-100mtorr，切换三通开关(150)的接通位置，使激励射频电源(104)通过匹配网络A(106)调谐，供电到位于介电窗(110)上方和射频线圈(108)之间的法拉第屏蔽装置(160)中，射频功率耦合入法拉第屏蔽装置(160)，对等离子体反应腔腔体和介电窗进行清洗，待清洗工艺完成，停止激励射频电源(104)的射频功率输入，停止气体源(130)中清洗工艺反应气体输入。
- 根据权利要求6所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述电感耦合等离子体处理系统当需要进行清洗工艺时具体操作为，通过三通开关(150)切换，激励射频电源(104)通过匹配网络A(106)调谐，通过电引线(210)和电引柱(211)供电给法拉第屏蔽装置(160)，气体源(130)通过气体入口(140)与等离子体反应腔(102)连接，向等离子体反应腔(102)中通入清洗工艺反应气体，压力控制阀(142)和真空泵(144)将等离子体反应腔(102)维持在1mtorr-100mtorr，并去除等离子体反应腔(102)的多余气体与反应副产物。
- 根据权利要求3所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述 法拉第屏蔽装置(160)由一组形状相同的花瓣片状组件(212)构成，相邻两个花瓣片状组件(212)之间的缝隙形状、大小相同，所述花瓣片状组件(212)围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述花瓣片状组件(212)靠近垂直轴的一端与导电件(204)相连，导电件(204)由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件(204)喷涂在电引柱(211)上，两个扇形导电件通过电引柱(211)和电引线(210)并联接入射频匹配网络A(106)，实现与激励射频电源(104)的连接。
- 根据权利要求3所述一种电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述法拉第屏蔽装置(160)由一组形状相同的扇叶片状组件(202)构成，相邻两个扇叶片状组件(202)之间的缝隙形状、大小相同，所述扇叶片状组件(202)围绕垂直轴呈旋转对称分布，所述扇叶片状组件(202)靠近垂直轴的一端与导电件(204)相连，导电件(204)由两个弧度、尺寸相同且相互分离、绝缘的扇形导电件构成，导电件(204)喷涂在电引柱(211)上，两个扇形导电件通过电引柱(211)和电引线(210)并联接入射频匹配网络A(106)，实现与激励射频电源(104)的连接。
- 根据权利要求1-9任一所述电感耦合等离子体处理系统，其特征在于：所述法拉第屏蔽装置(160)的直径大于衬底片(120)直径的80％，导电件(204)的半径不超过衬底片半径的10％，在进行等离子体处理工艺期间，射频功率经匹配网络A(106)耦合入射频线圈(108)时，法拉第屏蔽装置(160)通过电引柱(211)和电引线(210)接地，也可以是浮动的，减少等离子体对腔体内壁尤其是介电窗(110)的侵蚀，减少了工艺结束后的清洗时间，所述浮动的为不接地也不接射频。
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