專(zhuān)利名稱(chēng)：實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件。
背景技術(shù)：
如圖I所示，是等離子體刻蝕腔體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的虛線(xiàn)00’是整個(gè)腔體器件的軸心，腔體內(nèi)的器件多為圓柱體或圓環(huán)體設(shè)置，在等離子體刻蝕腔體100中(如圖I所示)，下電極5設(shè)置在基座支撐件/臺(tái)7 (同時(shí)也作為冷卻臺(tái))上，下電極5作為陰極，下電極5上設(shè)置有靜電夾盤(pán)3，而待刻蝕的基片I設(shè)置在靜電夾盤(pán)3上，陰極通入高頻射頻(RF)功率，可以與上電極電容耦合，在兩個(gè)電極間產(chǎn)生交變電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)可以電離通入刻蝕反應(yīng)腔100的反應(yīng)氣體從而形成等離子體。基座(包含靜電夾盤(pán)3、下電極5和基座支撐件/臺(tái)7)與反應(yīng)腔內(nèi)壁之間構(gòu)成氣體通道，利用等離子體對(duì)基片I進(jìn)行刻蝕，反應(yīng)后的等離子 體通過(guò)等離子體密封裝置11 (同時(shí)作為排氣裝置)，經(jīng)過(guò)排氣區(qū)域8排出刻蝕反應(yīng)腔。下電極射頻屏蔽件9 (可包含9a和9b，9 a和9b之間電連接)設(shè)置在下電極5、基座支撐件/臺(tái)7和腔體之間的空隙內(nèi)，下電極射頻屏蔽件9與陰極電連接，下電極射頻屏蔽件9b是環(huán)形圈，螺釘或螺栓51用于固定下電極射頻屏蔽件9b,下電極射頻屏蔽件9a, 9b都是導(dǎo)體材料，如鋁。上下電極間的電場(chǎng)分布決定了等離子濃度的分布，也就決定了刻蝕速率的分布。RF功率除了會(huì)耦合到上電極之外也會(huì)有部分功率耦合或傳導(dǎo)到其它接地的部件，如接地的刻蝕反應(yīng)腔側(cè)壁13和刻蝕反應(yīng)腔側(cè)壁的支撐部13a，或其它刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)的接地的環(huán)，如環(huán)繞上電極的接地環(huán)(upper ground ring)。RF功率分配到不同的接地部件是會(huì)隨著陰極到刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)不同的部件的阻抗變化而變化的，而這些阻抗會(huì)隨著溫度、氣體種類(lèi)、等離子濃度、電接觸不良、射頻頻率、諧波成分等多種因素的變化而變化，這些會(huì)不停變化的阻抗會(huì)造成刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)RF分布的變化，也就會(huì)造成等離子濃度不停變化，所以很難進(jìn)行調(diào)試獲得均一的處理效果。要獲得穩(wěn)定的電場(chǎng)分布就要盡量將不可控的上述因素進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，實(shí)現(xiàn)RF穩(wěn)定的電連接到刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)壁。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，該接地器件設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)，由導(dǎo)電材料構(gòu)成，該接地器件的一端固定并電連接到反應(yīng)腔體中的陰極，該陰極連接到射頻電源，該接地器件的另一端固定到接地的反應(yīng)腔內(nèi)壁，該接地器件和反應(yīng)腔內(nèi)壁構(gòu)成一個(gè)電接觸面，該接地器件包含一個(gè)墊圈溝槽，一個(gè)RF接地墊圈位于該墊圈溝槽中以提高該接地器件和反應(yīng)腔內(nèi)壁在電接觸面上的導(dǎo)電能力，還包括一個(gè)O形密封圈設(shè)置在RF接地墊圈的一側(cè)或兩側(cè)。所述的RF接地墊圈用螺釘固定。所述的RF接地墊圈為具有彈性的金屬片或金屬?gòu)椈桑驈椥詫?dǎo)體。
所述的RF接地墊圈為銅合金或鋁。所述的RF接地墊圈為導(dǎo)電橡膠。所述的RF接地墊圈的墊圈溝槽內(nèi)鍍有導(dǎo)電涂覆層。所述的RF接地墊圈的墊圈槽內(nèi)鍍有鎳或金。所述的O形密封圈為氟橡膠或硅氟橡膠。所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件還包含交疊結(jié)構(gòu)，所述的交疊結(jié)構(gòu)設(shè)置在O形密封圈與氣體通道之間，在所述電接觸面與氣體通道之間構(gòu)成一轉(zhuǎn)折的縫隙。一種等離子處理器，所述等離子處理器包括一個(gè)反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個(gè)基座 和一個(gè)反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個(gè)導(dǎo)電材料制成的接地部件固定在基座與反應(yīng)腔內(nèi)壁間，其中一端與陰極電連接，另一端與反應(yīng)腔內(nèi)壁在一個(gè)電接觸界面上固定并實(shí)現(xiàn)電連接，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個(gè)墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導(dǎo)電墊圈，在導(dǎo)電墊圈與處理器內(nèi)反應(yīng)氣體流通區(qū)域之間還包括氣密裝置。所述彈性導(dǎo)電墊圈是由具有彈性的金屬材料制得，溝槽內(nèi)層鍍有包含鎳或金的涂層。本發(fā)明使得等離子體刻蝕腔體與陰極的電位值相等，從而有效地控制RF功率分配，獲得穩(wěn)定的RF分布。


圖I是背景技術(shù)中等離子體刻蝕腔體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下具體說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例
如圖2所示，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，該接地器件設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)，該器件結(jié)構(gòu)包含RF接地墊圈101、0形密封圈102和交疊結(jié)構(gòu)103。所述的RF接地墊圈101設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)壁的墊圈槽內(nèi)，并用螺釘固定。該RF接地墊圈101與下電極射頻屏蔽件9電連接，提供穩(wěn)定的導(dǎo)電通路，使得等離子體刻蝕腔體與陰極的電位值相等，從而有效地控制RF功率分配，獲得穩(wěn)定的RF分布。所述的RF接地墊圈101為具有彈性的金屬片或金屬?gòu)椈桑玢~合金或鋁，也可以是氣體彈性導(dǎo)體，如導(dǎo)電橡膠。所述的墊圈槽內(nèi)鍍有導(dǎo)電涂覆層，可涂覆鎳或金，以防止RF接地墊圈101被氧化而降低導(dǎo)電性能。所述的O形密封圈102設(shè)置在RF接地墊圈101的一側(cè)或兩側(cè)，該O形密封圈102設(shè)置在密封槽內(nèi)，固定壓緊。該O形密封圈102設(shè)置在RF接地墊圈101的兩側(cè)，提供氣密以防止RF接地墊圈101和墊圈槽內(nèi)的導(dǎo)電涂覆層被刻蝕腔體內(nèi)的反應(yīng)氣體所腐蝕。所述的O形密封圈102為能夠耐腐蝕提供氣密功能的橡膠材料，比如氟橡膠或硅氟橡膠。如果RF接地墊圈101的一側(cè)由其它氣體部件(彈性材料，比如橡膠，形狀與機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)合接縫相匹配)來(lái)確保氣密的話(huà)，也可以只在RF接地墊圈101的另一側(cè)設(shè)置一個(gè)O形密封圈102。所述的交疊結(jié)構(gòu)103設(shè)置在O形密封圈102與氣體通道之間，在所述電接觸面與氣體通道之間構(gòu)成一轉(zhuǎn)折的縫隙。一種等離子處理器，所述等離子處理器包括一個(gè)反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個(gè)基座和一個(gè)反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個(gè)導(dǎo)電材料制成的接地部件固定在基座與反應(yīng)腔內(nèi)壁間，其中一端與陰極電連接，另一端與反應(yīng)腔內(nèi)壁在一個(gè)電接觸界面上固定并實(shí)現(xiàn)電連接，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個(gè)墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導(dǎo)電墊圈，在導(dǎo)電墊圈與處理器內(nèi)反應(yīng)氣體流通區(qū)域之間還包括氣密裝 置。所述彈性導(dǎo)電墊圈是由具有彈性的金屬材料制得，溝槽內(nèi)層鍍有包含鎳或金的涂層。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，該接地器件設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)，由導(dǎo)電材料構(gòu)成，該接地器件的一端固定并電連接到反應(yīng)腔體中的陰極，該陰極連接到射頻電源，該接地器件的另一端固定到接地的反應(yīng)腔內(nèi)壁，該接地器件和反應(yīng)腔內(nèi)壁構(gòu)成一個(gè)電接觸面，其特征在于，該接地器件包含一個(gè)墊圈溝槽，一個(gè)RF接地墊圈(101)位于該墊圈溝槽中以提高該接地器件和反應(yīng)腔內(nèi)壁在電接觸面上的導(dǎo)電能力，還包括一個(gè)O形密封圈(102)設(shè)置在RF接地墊圈(101)的一側(cè)或兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(IOI)用螺釘固定。
3.如權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(101)為具有彈性的金屬片或金屬?gòu)椈桑驈椥詫?dǎo)體。
4.如權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(101)為銅合金或鋁。
5.如權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(101)為導(dǎo)電橡膠。
6.如權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(101)的墊圈溝槽內(nèi)鍍有導(dǎo)電涂覆層。
7.如權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的RF接地墊圈(101)的墊圈槽內(nèi)鍍有鎳或金。
8.如權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的O形密封圈(102)為氟橡膠或硅氟橡膠。
9.如權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，其特征在于，所述的實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件還包含交疊結(jié)構(gòu)(103)，所述的交疊結(jié)構(gòu)(103)設(shè)置在O形密封圈(102)與氣體通道之間，在所述電接觸面與氣體通道之間構(gòu)成一轉(zhuǎn)折的縫隙。
10.一種等離子處理器，所述等離子處理器包括一個(gè)反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個(gè)基座和一個(gè)反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個(gè)導(dǎo)電材料制成的接地部件固定在基座與反應(yīng)腔內(nèi)壁間，其中一端與陰極電連接，另一端與反應(yīng)腔內(nèi)壁在一個(gè)電接觸界面上固定并實(shí)現(xiàn)電連接，其特征在于，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個(gè)墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導(dǎo)電墊圈，在導(dǎo)電墊圈與處理器內(nèi)反應(yīng)氣體流通區(qū)域之間還包括氣密裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理器，其特征在于，所述彈性導(dǎo)電墊圈是由具有彈性的金屬材料制得，溝槽內(nèi)層鍍有包含鎳或金的涂層。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，該器件結(jié)構(gòu)設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)，該器件結(jié)構(gòu)包含RF接地墊圈、O形密封圈和交疊結(jié)構(gòu)，所述的RF接地墊圈設(shè)置在等離子體刻蝕腔體內(nèi)壁的墊圈槽內(nèi)，所述的O形密封圈設(shè)置在RF接地墊圈的一側(cè)或兩側(cè)，所述的交疊結(jié)構(gòu)設(shè)置在O形密封圈與氣體通道之間，在所述電接觸面與氣體通道之間構(gòu)成一轉(zhuǎn)折的縫隙。本發(fā)明使得等離子體刻蝕腔體與陰極的電位值相等，從而有效地控制RF功率分配，獲得穩(wěn)定的RF分布。
文檔編號(hào)H01R13/02GK102810770SQ201110144238
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者倪圖強(qiáng), 張亦濤, 吳狄, 陳妙娟, 彭帆 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司