[发明专利]表面波等离子体加工设备

说明书

本发明提供的表面波等离子体加工设备，其包括依次连接的微波发生装置、微波传输机构、天线机构和反应腔室，其中，天线机构包括天线腔体、滞波板、缝隙板和介质窗，其中，天线腔体设置在所述反应腔室顶部；滞波板、缝隙板和介质窗由上而下依次内嵌在所述天线腔体内；微波传输机构用于向滞波板加载微波能量，介质窗包括介质本体，在介质本体内设置有调节分体，且调节分体的下表面与介质本体的下表面相平齐；并且，调节分体的介电常数与介质本体的介电常数不同。本发明提供的表面波等离子体加工设备，其不仅可以提高等离子体的密度分布均匀性，而且可以降低制造成本。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种表面波等离子体加工设备。

背景技术

目前，等离子体加工设备被广泛地应用于集成电路或MEMS器件的制造工艺中。等离子体加工设备包括电容耦合等离子体加工设备、电感耦合等离子体加工设备、电子回旋共振等离子体加工设备和表面波等离子体加工设备等。其中，表面波等离子体加工设备相对其他等离子体加工设备而言，可以获得更高的等离子体密度、更低的电子温度，且不需要增加外磁场，因此表面波等离子体加工设备成为最先进的等离子体设备之一。

图1为现有的一种表面波等离子体加工设备的结构示意图。如图1所示，表面波等离子体加工设备主要包括微波源机构、天线机构和反应腔室19。其中，微波源机构包括电源1、微波源(磁控管)2、谐振器3、换流器4、负载5、定向耦合器6、阻抗调节单元7、波导8和馈电同轴探针9。天线机构包括天线主体11、缝隙板15、滞波板12和介质窗16。在进行工艺时，微波源机构用于提供微波能量，并通过馈电同轴探针9加载到滞波板12上；微波能量通过滞波板12后波长被压缩，从而使得微波在缝隙版15上产生圆偏振，圆偏振的微波通过介质窗16在反应腔室19内激发形成等离子体。此外，在反应腔室19内设置有支撑台21，用以支撑基片20。

但是，上述表面波等离子体加工设备在介质窗16下方产生的等离子体的密度分布是相同的，由于等离子体扩散至基片20上方的过程与工艺条件密切相关，不同的工艺条件(例如，气压、工艺气体种类)下，等离子体扩散至基片20上方的密度分布会不同，因此，很难保证在不同的工艺条件下在基片20的上方均能够获得均匀的等离子体分布。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种表面波等离子体加工设备，其不仅可以提高等离子体的密度分布均匀性，而且可以降低制造成本。

为实现本发明的目的而提供一种表面波等离子体加工设备，包括依次连接的微波发生装置、微波传输机构、天线机构和反应腔室，其中，所述天线机构包括天线腔体、滞波板、缝隙板和介质窗，其中，所述天线腔体设置在所述反应腔室顶部；所述滞波板、缝隙板和介质窗由上而下依次内嵌在所述天线腔体内；所述微波传输机构用于向所述滞波板加载微波能量，所述介质窗包括介质本体，在所述介质本体内设置有调节分体，且所述调节分体的下表面与所述介质本体的下表面相平齐；并且，所述调节分体与所述介质本体的介电常数不同。

优选的，所述调节分体的数量、介电常数、径向宽度和/或位置根据使用单一介质常数介质窗的表面波等离子体加工设备进行工艺时，在该等离子体加工设备的反应腔室内产生的等离子体的密度分布情况进行设定。

优选的，所述调节分体的介电常数大于所述介质本体的介电常数；

所述调节分体用于降低所述等离子体加工设备的反应腔室内对应所述调节分体所在区域产生的等离子体的密度分布。

优选的，所述调节分体为一个或多个，且多个所述调节分体的介电常数相同或不同。

优选的，所述调节分体呈环状，且在所述调节分体为多个时，各个调节分体的内径不同，且相互嵌套。

优选的，在所述介质本体的下表面设置有凹槽，所述凹槽的数量与所述调节分体的数量相对应，且各个调节分体一一对应地设置在各个凹槽中。