[实用新型]等离子处理装置及其法拉第屏蔽装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置。 

背景技术

利用射频电感式耦合等离子体进行刻蚀或沉积是制备半导体薄膜器件的一种关键工艺，包括各种微电子器件、薄膜光伏电池、发光二极管等的制备都离不开刻蚀或沉积工艺。等离子体刻蚀或沉积的基本过程是：将反应气体从气源引入反应腔室，在等离子体中进行电离和分解形成离子和自由基。这些具有高度反应活性的粒子依靠气体运输到达待加工物体表面进行表面反应。 

在等离子体中进行的表面刻蚀或沉积反应的均匀性，与等离子体的均匀性直接相关。而等离子体的均匀性又取决于通过射频线圈进行的能量耦合的均匀性以及反应腔的尺寸及形状。通过射频线圈进行的能量耦合一般包括交流和直流两部分，交流部分用于产生等离子体，而直流部分用于增加离子对反应腔表面的轰击能量。现有技术中的法拉第屏蔽装置的主要用途，是减少或消除直流部分的能量耦合。 

半导体工艺件的均一性是困扰半导体产业的一个问题。所谓半导体工艺件的边缘效应是指在等离子体处理工艺过程中，由于等离子体受电磁场控制，而上下两极边缘处的场强会受边缘条件的影响，总有一部分电磁场线弯曲，而导致电磁场边缘部分场强不均，进而导致该部分的等离子体浓度不均匀。在该种情况下，生产出的半导体工艺件周围也存在一圈处理不均匀的区域。这一不均匀现象在射频电场频率越高时越明显，在射频频率大于60MHZ甚至大于100Mhz时这一等离子浓度的不均匀性程度已经很难再用其它装置如位于静电夹盘边缘的聚集环来调控。 

其中，除了边缘效应导致的均一性问题，还有其他未知因素也会导致均 一性问题的产生。例如，射频电感式耦合等离子处理装置腔室绝缘窗口的线圈排布不是绝对均匀的，这就导致在有些区域线圈排布密集，而在其他区域相对排布较稀疏，因此对应于线圈排布密集的区域磁场强度就较强，而对应于线圈排布稀疏的区域磁场强度就较弱。磁场强度的强弱直接关系到所产生等离子体的浓度，从而导致基片的制程不均。然而，射频电感式耦合等离子处理装置制造完成以后既已基本定型，无法再对线圈位置进行调整。 

针对现有技术的上述缺陷，提出本实用新型。 

实用新型内容

针对背景技术中的上述问题，本实用新型提出了用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置。 

本实用新型提供了一种用于射频电感式耦合等离子处理装置的法拉第屏蔽装置，所述等离子体处理装置包括至少一个反应腔室，所述反应腔室包括一绝缘窗口，在所述绝缘窗口上方设置有射频线圈，所述法拉第屏蔽装置设置于所述反应腔室和相对应的射频线圈之间，所述法拉第屏蔽装置上设置有至少一个射频通道，由线圈产生的磁场能够通过所述射频通道耦合到反应腔室内部，其特征在于，所述法拉第屏蔽装置具有第一部分和第二部分，所述第一部分上设置的射频通道多余所述第二部分上设置的射频通道。 

进一步地，所述法拉第屏蔽装置的第一部分对应于所述等离子处理装置内磁场强度最小的第一区域设置。 

进一步地，所述第一区域包括所对应的线圈密度最小的区域。 

进一步地，所述射频通道的形状包括： 

-径向槽； 

-孔。 

进一步地，所述射频通道的数目以及在所述法拉第屏蔽装置上的分布由所述等离子处理装置内的磁场分布确定。 

进一步地，所述射频通道占所述法拉第屏蔽装置的面积的取值范围为20%~80% 

进一步地，所述射频通道的形状为径向槽，所述径向槽的长度和宽度的分别为200mm和10mm，其中，所述法拉第屏蔽装置为圆盘形，其直径为 500mm。 

本实用新型第二方面提供了一种用于射频电感式耦合等离子处理装置，其特征在于，所述等离子处理装置包括本实用新型第一方面所述的法拉第屏蔽装置。 

进一步地，所述等离子处理装置还包括一传感器，其用于检测所述等离子处理装置的反应腔室内部的磁场强度。 

进一步地，其特征在于，所述等离子处理装置还包括一自动调节装置，其接收来自所述传感器的关于反应腔室内部的磁场强度的感应信号，并根据所述感应信号调整法拉第屏蔽装置的第一部分和第二部分的位置。 

本实用新型提供的法拉第屏蔽装置能够改善制程均一性，并且能够根据等离子处理装置的若干未知因素可调整地对其制程均一性进行改善。 

附图说明

图1是射频电感式耦合等离子处理装置的结构示意图；