電感耦合等離子體處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，包括：腔室，在內(nèi)部形成有工藝空間；源線圈，設(shè)在電介質(zhì)窗外部的上側(cè)，所述電介質(zhì)窗設(shè)置在所述工藝空間的上部；接地板，設(shè)在所述源線圈和所述蓋部之間，并形成有設(shè)置孔，經(jīng)接地處理；可變電容器控制裝置，以貫穿所述設(shè)置孔的方式安裝，并與所述源線圈連接，用于控制阻抗，通過所述接地板形成接地；本發(fā)明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，通過電機(jī)精密地控制連接于各源線圈而用于調(diào)節(jié)阻抗的可變電容器的動(dòng)作，以便對(duì)多個(gè)源線圈有效地進(jìn)行阻抗控制，此外，具有能夠?qū)Χ鄠€(gè)可變電容器進(jìn)行精確地自動(dòng)控制的效果。
【專利說明】電感耦合等離子體處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電感耦合等離子體處理裝置，更具體為涉及一種能夠自動(dòng)進(jìn)行阻抗控制的電感耦合等離子體處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電感耦合等離子體處理裝置是在半導(dǎo)體和顯示器制造工藝中用于進(jìn)行蝕刻工藝或沉積工藝的裝置。用于蝕刻工藝的電感耦合等離子體處理裝置，與反應(yīng)性離子蝕刻裝置或電容耦合等離子體蝕刻裝置相比，對(duì)金屬的蝕刻效率相對(duì)優(yōu)異。
[0003]但是，電感耦合等離子體處理裝置對(duì)大面積基板進(jìn)行蝕刻時(shí)，其使用上有困難。通常，天線設(shè)在電感耦合等離子體處理裝置的真空腔室上部。為了能夠有效地對(duì)大面積基板進(jìn)行蝕刻，天線的配置和阻抗的控制是非常重要的技術(shù)要素。
[0004]此外，無論多么有效地配置天線，由于天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜而長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以難以有效地進(jìn)行阻抗控制。進(jìn)一步，為了能夠?qū)Υ竺娣e基板進(jìn)行蝕刻，需要分區(qū)域設(shè)置天線。
[0005]此外，為了處理更大面積的基板，需要將這些螺旋天線單獨(dú)配置在多個(gè)不同區(qū)域，但是這種天線結(jié)構(gòu)和為了處理大面積基板的阻抗控制上，存在更大的困難。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]韓國公開特許號(hào):第10-2010-0053253號(hào)，“電感耦合等離子體天線”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種通過電機(jī)使得可變電容器動(dòng)作，從而能夠?qū)Χ鄠€(gè)可變電容器精確地進(jìn)行阻抗控制的電感耦合等離子體處理裝置。
[0010]與上述目的相關(guān)的本發(fā)明的另一目的在于，提供一種電感耦合等離子體處理裝置，具有用于對(duì)可變電容器進(jìn)行設(shè)置和接地的結(jié)構(gòu)，而且，具有能夠盡量減少天線的總線圈的電磁場(chǎng)影響電容器的結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的電感耦合等離子體處理裝置，其包括:腔室，在內(nèi)部形成有工藝空間；源線圈，設(shè)在電介質(zhì)窗外部的上側(cè)，所述電介質(zhì)窗設(shè)置在所述工藝空間的上部；蓋部，設(shè)在所述源線圈的上部；接地板，設(shè)在所述源線圈和所述蓋部之間，并形成有設(shè)置孔，處于接地狀態(tài)；可變電容器控制裝置，以貫穿所述設(shè)置孔的方式安裝，并與所述源線圈連接用于控制阻抗，通過所述接地板形成接地。
[0012]可以具有在所述源線圈上部向所述源線圈側(cè)延伸而與電源連接的總線圈，在所述總線圈的周圍具有總線圈絕緣部。在所述可變電容器控制裝置的周邊可以具有絕緣部。
[0013]所述可變電容器控制裝置可以包括:可變電容器，連接于所述源線圈；電機(jī)，使所述可變電容器自動(dòng)旋轉(zhuǎn)；外部編碼器，用于檢測(cè)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
[0014]所述外部編碼器和所述可變電容器可通過絕緣法蘭連接。在所述可變電容器的末端可以設(shè)有與所述源線圈連接的連接板。在所述連接板上具有冷卻管，用于冷卻所述連接板。
[0015]本發(fā)明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，通過電機(jī)精密地控制連接于各源線圈而用于調(diào)節(jié)阻抗的可變電容器的動(dòng)作，以便對(duì)多個(gè)源線圈有效地進(jìn)行阻抗控制，還有效地進(jìn)行由該可變電容器和電機(jī)一體構(gòu)成的可變電容器控制裝置的設(shè)置，此外，在天線和可變電容器控制裝置之間設(shè)有絕緣部，從而能夠盡量減少天線引起的可變電容器的誤動(dòng)作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的圖。
[0017]圖2是示出設(shè)在本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的設(shè)置狀態(tài)圖。
[0018]圖3是示出設(shè)在本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的立體圖。
[0019]附圖標(biāo)記:
[0020]100:腔室
[0021]120:工作臺(tái)
[0022]130:靜電卡盤
[0023]150:電介質(zhì)窗
[0024]170:源線圈
[0025]180:接地板
[0026]200:可變電容器控制裝置
[0027]210:電機(jī)
[0028]220:外部編碼器
[0029]240:可變電容器
[0030]250:連接板
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明涉及的電感耦合等離子體處理裝置的實(shí)施例。但是，本發(fā)明并不限定于下面公開的實(shí)施例，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)，下面說明的實(shí)施例只是用于充分公開本發(fā)明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分了解發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的圖。如圖1所示，本發(fā)明涉及的電感耦合等離子體處理裝置具備腔室100，該腔室100具備閘門140，并形成有排氣孔110以將工藝空間內(nèi)部抽成真空。
[0033]在腔室100內(nèi)部具有用于放置基板(晶片或不同尺寸的透明基板)10的工作臺(tái)120。在工作臺(tái)120的上部設(shè)有用于卡緊基板10的靜電卡盤130。
[0034]在腔室100的上部設(shè)有電介質(zhì)窗150。在電介質(zhì)窗150的上部設(shè)有作為RF天線的源線圈170。源線圈170設(shè)在被劃分成獨(dú)立空間的源線圈設(shè)置部160。而且，在源線圈設(shè)置部160的上部設(shè)有接地板180。整個(gè)接地板180被施以接地處理。在該接地板180上形成有多個(gè)設(shè)置孔181。在該設(shè)置孔181上設(shè)置有后述的可變電容器控制裝置200。此外，接地板180的上部設(shè)有蓋部190，并具有用于向源線圈170供給RF (射頻)的高頻電源300。而且，高頻電源300與源線圈170通過總線圈171連接。
[0035]另一方面，在總線圈171的周邊設(shè)有絕緣部182。該絕緣部182用于屏蔽總線圈171中所產(chǎn)生的電磁波向源線圈170或可變電容器控制裝置200傳遞。源線圈170設(shè)置在劃分成多個(gè)區(qū)域的源線圈設(shè)置部160，并以線圈等形式設(shè)置在各區(qū)域。而且，各源線圈170的分隔起始端上連接有上述可變電容器控制裝置200。
[0036]圖2是示出設(shè)在本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的設(shè)置狀態(tài)圖，圖3是示出設(shè)在本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的立體圖。
[0037]如圖2和圖3所示，可變電容器控制裝置200固定安裝于接地板180上形成的設(shè)置孔181內(nèi)，此外，可變電容器240通過接地板180接地。而且，在可變電容器240的周邊設(shè)有絕緣部183，以便屏蔽從源線圈170或總線圈171所產(chǎn)生的電磁波影響可變電容器240。
[0038]此外，可變電容器控制裝置200具備:電機(jī)210 ;外部編碼器220，設(shè)在從電機(jī)210延伸的旋轉(zhuǎn)軸上；絕緣法蘭230，經(jīng)由外部編碼器220延伸；可變電容器(VVC =VacuumVariable Capacitor)240,從所述絕緣法蘭230延伸，且驅(qū)動(dòng)軸與絕緣法蘭230連接；連接板250，設(shè)在可變電容器240的端部。而且，該連接板250上連接有源線圈170。此外，連接板250上設(shè)有冷卻單元260，以用于冷卻可變電容器和連接板。
[0039]電機(jī)210采用步進(jìn)電機(jī)。外部編碼器220包括:圓盤221，其上沿圓周以每7.2度形成共計(jì)50個(gè)檢測(cè)孔221a ;檢測(cè)傳感器222，在圓盤221的外周上部和下部分別設(shè)有發(fā)光部和受光部，以便檢測(cè)該圓盤221的檢測(cè)孔221a。而且，在可變電容器240上同時(shí)具有Z-掃描傳感器(未圖不)。
[0040]如圖1所示，如上所述構(gòu)成的可變電容器控制裝置200，分別設(shè)置在位于一個(gè)區(qū)域的各源線圈170上。因此，為了處理大面積基板而配置源線圈170時(shí)，可以使用數(shù)十個(gè)可變電容器控制裝置200。
[0041]所有可變電容器控制裝置200為了控制阻抗而動(dòng)作，以便單獨(dú)控制可變電容器240以保持均勻的等離子體。為此，各可變電容器240需要被控制成，單獨(dú)工作且能夠有效實(shí)現(xiàn)彼此間關(guān)聯(lián)動(dòng)作。
[0042]此外，可以在電感耦合等離子體處理裝置內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建控制可變電容器的設(shè)備網(wǎng)(Device net) 200，以便需要時(shí)能夠同時(shí)自動(dòng)控制所有可變電容器240。
[0043]下面，說明如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的動(dòng)作。
[0044]向腔室100內(nèi)部搬入基板10并放置在靜電卡盤130上。然后，向腔室100內(nèi)部供給反應(yīng)氣體，而且腔室100內(nèi)部通過排氣裝置保持在設(shè)定壓力。之后，打開高頻電源300以規(guī)定RF功率輸出用于生成等離子體的高頻，該RF功率經(jīng)過總線圈171被供應(yīng)至源線圈170。此時(shí)，由絕緣部182、183屏蔽從總線圈171和源線圈170所產(chǎn)生的電磁波，以防止電磁波影響可變電容器240。
[0045]另一方面，來自源線圈170的磁力線貫穿電介質(zhì)窗150并橫跨腔室100內(nèi)部的處理空間產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。反應(yīng)氣體由于該感應(yīng)電場(chǎng)被分裂成分子或原子而碰撞產(chǎn)生等離子體。該等離子體以原子團(tuán)或離子形式在工藝空間內(nèi)部向大處理空間擴(kuò)散。此時(shí)，原子團(tuán)以等方性入射至基板10，離子通過直流偏壓向基板10移動(dòng)，從而對(duì)基板10進(jìn)行如蝕刻等處理。
[0046]另一方面，為了有效地處理這種等離子體處理工藝，等離子體密度需要均勻。為了等離子體密度均勻，需要調(diào)節(jié)源線圈170的阻抗。因此，可利用設(shè)在各源線圈170上的可變電容器控制裝置200來調(diào)節(jié)各源線圈170的阻抗。
[0047]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可變電容器240的操作動(dòng)作通過步進(jìn)電機(jī)210來執(zhí)行。但是，因?yàn)闊o法預(yù)料的原因，步進(jìn)電機(jī)210可能發(fā)生失步(step out)ο若步進(jìn)電機(jī)210發(fā)生失步的情況，即便為了使可變電容器240動(dòng)作而向步進(jìn)電機(jī)210輸入規(guī)定的輸入值，步進(jìn)電機(jī)210實(shí)際不會(huì)按照該輸入值進(jìn)行動(dòng)作。在這種狀態(tài)下，不能控制阻抗，所以不能調(diào)節(jié)所需的等離子體的均勻度，不能有效地實(shí)現(xiàn)基板處理。
[0048]為了解決這些問題，為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)210而輸入的值以脈沖值表示，而由外部編碼器220檢測(cè)電機(jī)210的實(shí)際動(dòng)作，并將電機(jī)210的實(shí)際輸出值以脈沖值表示。然后，比較為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)210而輸入的脈沖值與由外部編碼器220檢測(cè)并輸出的輸出值，若這兩個(gè)值不均等時(shí)，可以判斷為發(fā)生了失步。
[0049]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例，并不應(yīng)該解釋為用于限定本發(fā)明的技術(shù)思想。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅以權(quán)利要求書的記載為準(zhǔn)，對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，可以將本發(fā)明的技術(shù)思想進(jìn)行各種形式的改進(jìn)變更。因此，這些改進(jìn)和變更對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，包括: 腔室，在內(nèi)部形成有工藝空間； 源線圈，設(shè)在電介質(zhì)窗外部的上側(cè)，所述電介質(zhì)窗設(shè)置在所述工藝空間的上部； 蓋部，設(shè)在所述源線圈的上部； 接地板，設(shè)在所述源線圈和所述蓋部之間，并形成有設(shè)置孔，且處于接地狀態(tài)； 可變電容器控制裝置，以貫穿所述設(shè)置孔的方式安裝，并與所述源線圈連接，用于控制阻抗，通過所述接地板形成接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述源線圈上部具有向所述源線圈側(cè)延伸并與電源連接的總線圈，在所述總線圈的周圍設(shè)有總線圈絕緣部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述可變電容器控制裝置的周邊設(shè)有絕緣部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 所述可變電容器控制裝置包括:可變電容器，連接于所述源線圈；電機(jī)，使所述可變電容器自動(dòng)旋轉(zhuǎn)；外部編碼器，用于檢測(cè)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 所述外部編碼器和所述可變電容器通過絕緣法蘭連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述可變電容器的末端設(shè)置有與所述源線圈連接的連接板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述連接板上設(shè)有冷卻管，用于冷卻所述連接板。
【文檔編號(hào)】H05H1/46GK103917037SQ201310346837
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】崔智淑, 李昌根 申請(qǐng)人:麗佳達(dá)普株式會(huì)社