[发明专利]用于等离子体处理反应腔的射频屏蔽装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造领域内的用于制程模组的射频屏蔽器件。

背景技术

在半导体制程中，各种制程很大程度上依赖工艺片的温度。因此，对工艺片的温度控制是半导体制程中非常重要的一环，而由于工艺片具有一定尺寸，能够对工艺片的温度进行均匀控制更是至关重要的。工艺片的温度是由等离子处理、热辐射、热传导以及工艺片表面发生的化学过程来确定的。

现有技术通常在工艺片支撑台中设置冷却通路，利用冷却通路中的冷却剂和工艺片支撑台上的工艺片进行热交换，以控制工艺片的温度。其中，为了使得所述冷却通路中的冷却剂是可以流动的，现有技术的半导体处理反应腔还会设置一个冷却装置用于提供和回收冷却剂，因此，在所述冷却装置和冷却通路之间还会设置至少两个通道，其一用于往冷却通路中传输冷却剂，另一用于将冷却剂延伸出冷却通路，所述两个通道均连接于所述冷却装置。

传统的等离子体处理反应腔通常只设置两个通道和少量冷却通路（通常为一个环形的冷却通路）。图1示出了现有技术的用于等离子体处理反应腔的射频屏蔽装置的主视图，如图1所示，等离子体处理反应腔100特别地为一个等离子体刻蚀反应腔，其用于对工艺片（典型地为一硅片）进行刻蚀制程处理，所述硅片设置于工艺片支撑台102上。所述工艺片支撑台中设置有两个冷却通路，分别为第一冷却通路104a和第二冷却通路104b，其分别连接于位于反应腔壳体下方的冷却装置（未示出）。所述冷却装置是供应和处理冷却剂的场所。具体地，所述第一冷却通道104a用于将冷却装置中冷却剂传输至工艺片支撑台102中以对其上方放置的硅片温度进行调节，相应地，所述第二冷却通道104b则用于将从所述工艺片支撑台102中的冷却剂延伸出所述工艺片支撑台并传输至冷却装置，如此来完成冷却剂的循环使用。

如图1所示，第一冷却通道104a和第二冷却通道104b需要延伸出反应腔壳体才能连接于设置于等离子体处理反应腔100之下的冷却装置，因此必然会在反应腔壳体上存在接口。例如，所述等离子体处理反应腔100还包括一接地板103，其上设置有第一接口101a和101b，用于使得所述第一冷却通道104a和第二冷却通道104b延伸出所述等离子体处理反应腔100。本领域技术人员应当理解，由于等离子体处理反应腔中需要通过射频源来激发其中存在的等离子体来对硅片表面进行刻蚀，因此，其中必然存在射频电磁场。结合附图1和附图2，由于第一冷却通道104a和第二冷却通道104b需要从等离子体处理反应腔反应腔壳体内部延伸出反应腔壳体以与所述冷却装置联通，其必然在接地板103上存在至少存在一个空洞101，以保证所述第一冷却通道104a和第二冷却通道104b能够顺利延伸出所述反应腔壳体。

然而，上述空洞101的存在会导致反应腔壳体中射频电磁场的泄漏问题，为了屏蔽射频泄漏，现有技术通常的做法为在由金属（例如：Al铝）制成的屏蔽装置装置105覆盖反应腔壳体接地板103以及第一冷却管104a和第二冷却管104b之间的空隙，并利用螺丝钉将该屏蔽装置105安装到反应腔壳体接地板103上，并包覆住部分延伸出反应腔壳体的第一冷却管104a和第二冷却管104b。

图2是现有技术的用于等离子体处理反应腔的射频屏蔽装置的仰视图。如图2所示，由于现有技术的射频屏蔽装置105是由金属铝制程的，而金属的难延展性和相对易碎的特性使得现有技术提供的射频屏蔽装置难以一体成型，因为若采用如图1所示的外观制造一体的射频屏蔽装置105，其将具有一定硬度，而第一冷却通道104a和第二冷却通道104b也具有一定硬度，由此，会导致难以所述第一冷却通道104a和第二冷却通道104b穿过上述一体成型的射频屏蔽装置105，甚至造成因相互挤压/接触造成的器件损坏问题。

由此，现有技术往往将射频屏蔽装置105分成至少两块，如图2所示，包括第一射频屏蔽装置105a和第二射频屏蔽装置105b，两者大约沿着第一冷却通道104a和第二冷却通道104b的中切线105’并通过螺丝挤压以结合在一起。

因此，现有技术的射频屏蔽装置与冷却通道结合的紧密程度不够，可能发生射频屏蔽不够充分的情况。并且，随着温度控制均匀性和准确性提出了越来越高的要求，需要在工艺片下设置两个环形的冷却通路，即工艺片双区域温度控制或双冷却通路（dual channel），即需要屏蔽四个冷却通道延伸出反应腔壳体而带来的射频泄漏问题，若利用现有技术的射频屏蔽机制，其结构更加复杂，比如需要两块以上的子块通过螺丝结合而成，射频屏蔽装置与冷却通道结合的紧密程度更加不充分，甚至难以实现屏蔽效果。