專利名稱：等離子體加工設(shè)備及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體加工設(shè)備及其工作方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，等離子體加工技術(shù)得到了極為廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)是在一定條件下激發(fā)工藝氣體生成等離子體，利用等離子體與襯底(例如硅基片)發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)而在襯底上完成各種加工，如等離子體刻蝕、等離子體薄膜沉積等，獲得需要的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中，等離子體加工設(shè)備通常包括反應(yīng)腔室，在反應(yīng)腔室頂部和底部相對(duì)設(shè)置的上電極和下電極，其中，上電極與射頻電源連接，用于提供等離子體激發(fā)功率，下電極接地，工藝氣體在反應(yīng)腔室內(nèi)被等離子體激發(fā)功率激發(fā)為等離子體，在氣體被激發(fā)成等離子體的過程中，上電極和下電極形成射頻通路。在實(shí)現(xiàn)上述等離子體加工工藝的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題等離子體加工設(shè)備放電結(jié)束時(shí)，等離子體瞬間消失，上下兩電極之間會(huì)存在殘余的電荷。其中，下電極的殘余電荷由于下電極的接地，可以被瞬時(shí)導(dǎo)走；而上電極的殘余電荷由于上電極的懸空而不能被導(dǎo)走。該殘余電荷在反應(yīng)腔室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場，對(duì)設(shè)備的下次激發(fā)等離子體工作產(chǎn)生不利影響，影響設(shè)備工作的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種等離子體加工設(shè)備及其工作方法，能夠提高等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、分別位于所述反應(yīng)腔室的頂部和底部上且相對(duì)設(shè)置的上電極和下電極，以及位于所述反應(yīng)腔室外部的射頻電源，還包括設(shè)置于所述反應(yīng)腔室外部的開關(guān)，所述開關(guān)與所述上電極相連接，且所述開關(guān)用于對(duì)所述上電極的接通路徑進(jìn)行控制以使所述上電極與所述射頻電源連接或者與地連接。一種等離子體加工設(shè)備的工作方法，包括將所述等離子體加工設(shè)備的上電極與射頻電源連接，進(jìn)行等離子體加工工藝；所述等離子體加工工藝結(jié)束后，將所述上電極與所述射頻電源斷開；將所述上電極與地連接，以釋放所述上電極上的殘余電荷。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備及其工作方法，通過開關(guān)對(duì)上電極連接路徑的控制，使等離子體加工設(shè)備的上電極能夠在加工工藝結(jié)束后與地相連，從而使上電極上的殘余電荷被釋放，避免了因殘余電荷的積累而給之后進(jìn)行的加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的上電極的與下電極相對(duì)的表面的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；、
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的工作方法的一種流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種等離子體加工設(shè)備，如圖I所示，包括反應(yīng)腔室I、分別位于反應(yīng)腔室I的頂部和底部上且相對(duì)設(shè)置的上電極4和下電極5，以及位于反應(yīng)腔室I外部的射頻電源6，還包括設(shè)置于反應(yīng)腔室I外部的開關(guān)7，開關(guān)7與上電極4相連接，且開關(guān)7用于對(duì)上電極4的接通路徑進(jìn)行控制以使上電極4與射頻電源6連接或者與地8連接。本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備，在等離子體加工工藝進(jìn)行過程中，開關(guān)7控制上電極4與射頻電源6連接，待加工基片放置于下電極5上，下電極5接地8，工藝氣體首先通過進(jìn)氣系統(tǒng)2進(jìn)入反應(yīng)腔室1，與射頻電源6連接的上電極4提供等離子體激發(fā)功率，在上電極4和下電極5之間形成等離子體，反應(yīng)廢氣通過排氣系統(tǒng)3排出反應(yīng)腔室I。而在等離子體加工工藝結(jié)束后，通過開關(guān)7控制上電極4與地8連接以釋放等離子體放電過程中殘留在上電極4的電荷，從而避免了因殘余電荷的積累而給加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，上電極4和下電極5是指在反應(yīng)腔室內(nèi)部的相對(duì)設(shè)置的、用于在等離子體放電過程中與等離子體構(gòu)成射頻通路的上下電極。具體的，上電極4為提供射頻功率的電極，下電極5接地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，下電極5為放置基片的靜電卡盤。本實(shí)施例中，上電極4包括位于反應(yīng)腔室I內(nèi)部的且可與等離子體相接觸的勻流裝置，其中，所述勻流裝置為金屬材質(zhì)，并與開關(guān)7相連，開關(guān)7能夠?qū)λ鰟蛄餮b置的接通路徑進(jìn)行控制以使所述勻流裝置與射頻電源6連接或者與地8連接。等離子體加工設(shè)備放電時(shí)，所述勻流裝置可用于提供激發(fā)等離子體的射頻功率以激發(fā)等離子體。進(jìn)一步地，如圖I所示，所述勻流裝置包括勻流板41和勻流室42，勻流板41與下電極5相對(duì)，如圖2所示，勻流板41的表面上設(shè)有通孔，呈現(xiàn)噴淋頭結(jié)構(gòu)，勻流室42與進(jìn)氣系統(tǒng)2相連接，進(jìn)氣時(shí)，工藝氣體先在勻流室42內(nèi)灌注,而后通過勻流板41上密布的通孔均勻地進(jìn)入反應(yīng)腔室I而被激發(fā)成為等離子體，而在等離子體加工設(shè)備放電結(jié)束后，殘余的電荷將存在于勻流板41和勻流室42上。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例中，上電極4并不限于此，還可以為其他結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對(duì)此不做限定。具體的，設(shè)置在反應(yīng)腔室I外的開關(guān)7可以是手動(dòng)開關(guān)也可以是自動(dòng)開關(guān)，以適應(yīng)不同的工作場景。例如，開關(guān)7為人手直接撥動(dòng)的機(jī)械開關(guān)，還可以為通過電路或程序直接控制的電子開關(guān)，例如繼電器開關(guān)、集成模擬開關(guān)等。當(dāng)開關(guān)7為手動(dòng)開關(guān)時(shí)，通過人為對(duì)開關(guān)7的接通路徑進(jìn)行控制，以控制上電極4的接通路徑。當(dāng)開關(guān)7為自動(dòng)開關(guān)時(shí)，開關(guān)7的接通路徑通過程序或電路自動(dòng)進(jìn)行控制。具體的，在等離子體加工工藝進(jìn)行過程中，通過程序設(shè)定控制開關(guān)7自動(dòng)將上電極4與射頻電源6相連，射頻功率通過電子開關(guān)而施加在上電極4上，從而使在上電極4和下電極5之間的 工藝氣體被激發(fā)、離化，產(chǎn)生加工工藝所需要的等離子體；等離子體加工工藝完畢后，通過程序設(shè)定控制開關(guān)7自動(dòng)將上電極4與地8相連接，將殘留在上電極4上的電荷釋放，從而避免了因殘余電荷的積累而給等離子體加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備可以為等離子體薄膜沉積設(shè)備或等離子體刻蝕設(shè)備。其中，無論是薄膜沉積設(shè)備還是刻蝕設(shè)備，都需要設(shè)備對(duì)上電極和下電極之間的工藝氣體施加射頻電壓從而激發(fā)出等離子體完成加工工藝。從這個(gè)角度上將講，開關(guān)都能將等離子體薄膜沉積設(shè)備和等離子體刻蝕設(shè)備的上電極的殘余電荷釋放，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備還可以為其它等離子體加工設(shè)備，本發(fā)明對(duì)此不做限定。下面通過具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。如圖3所示，為本發(fā)明提供等離子體加工設(shè)備的一個(gè)具體實(shí)施例，本實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備為等離子體薄膜沉積設(shè)備，開關(guān)7為機(jī)械的單刀雙擲開關(guān)71，單刀雙擲開關(guān)71的一端固定于上電極4連接，而單刀雙擲開關(guān)71的另一端可控的與射頻電源6或地8相連接；上電極4能夠通過單刀雙擲開關(guān)71分別與射頻電源6或地8相連。其中，單刀雙擲開關(guān)71是手動(dòng)開關(guān)，當(dāng)?shù)入x子體薄膜沉積設(shè)備進(jìn)行加工工藝時(shí)，單刀雙擲開關(guān)71由用戶手動(dòng)置于A端，上電極4與射頻電源6相連接，此時(shí)，射頻電源將功率輸入到反應(yīng)腔室I內(nèi)，在上電極4與下電極5之間形成放電，工藝氣體在這個(gè)區(qū)域內(nèi)被激發(fā)、離化，然后在晶片(放置在下電極上，圖中未標(biāo)出)上沉積薄膜。當(dāng)工藝結(jié)束時(shí)，單刀雙擲開關(guān)71由用戶手動(dòng)置于B端，此時(shí)，上電極4與地8相接，將放電結(jié)束時(shí)殘留在上電極4的電荷清除，避免了因殘余電荷的積累而給等離子體加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。如圖4所示，為本發(fā)明提供等離子體加工設(shè)備的另一個(gè)具體實(shí)施例，本實(shí)施例中，開關(guān)7包括兩個(gè)能夠分別獨(dú)立控制的分立開關(guān)第一開關(guān)721和第二開關(guān)722，其中第一開關(guān)721控制上電極4與射頻電源6的接通或斷開，第二開關(guān)722控制上電極4與地8的接通與斷開。當(dāng)?shù)入x子體薄膜沉積設(shè)備進(jìn)行加工工藝時(shí)，第一開關(guān)721閉合，上電極4與射頻電源6相連接，此時(shí)，射頻電源6將功率輸入到反應(yīng)腔室I內(nèi)，在上電極4與下電極5之間形成放電，工藝氣體在這個(gè)區(qū)域內(nèi)被激發(fā)、離化。當(dāng)工藝結(jié)束時(shí)，第一開關(guān)721斷開，第二開關(guān)722閉合，此時(shí)，上電極4與地8相接，將放電結(jié)束時(shí)殘留在上電極4的電荷清除，避免了因殘余電荷的積累而給等離子體加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。此時(shí)需要注意不要誤將上述兩個(gè)分立的開關(guān)同時(shí)閉合。需要說明的是，本實(shí)施例中，第一開關(guān)721和第二開關(guān)722同樣可以為手動(dòng)開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)，前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)說明，這里不再贅述。如圖5所示，與前述的等離子體加工設(shè)備相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種等離子體加工設(shè)備的工作方法，包括S11，將所述等離子體加工設(shè)備的上電極與射頻電源連接，進(jìn)行等離子體加工工藝； S12，所述等離子體加工工藝結(jié)束后，將所述上電極與所述射頻電源斷開；S13，將所述上電極與地連接，以釋放所述上電極上的殘余電荷。本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的工作方法，能夠使等離子體加工設(shè)備的上電極在加工工藝結(jié)束后與地相連，從而使上電極上的殘余電荷被釋放，避免了因殘余電荷的積累而給加工進(jìn)程和等離子體加工設(shè)備帶來的不良影響，提高了等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的工作方法，可通過開關(guān)將上電極與射頻電源相連接或?qū)⑸想姌O與地相連接。其中，開關(guān)可使用前述本發(fā)明等離子體加工設(shè)備實(shí)施例中的開關(guān)，具體請(qǐng)參見前文描述，這里不再贅述。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，分別位于所述反應(yīng)腔室的頂部和底部上且相對(duì)設(shè)置的上電極和下電極，以及位于所述反應(yīng)腔室外部的射頻電源，其特征在于，還包括設(shè)置于所述反應(yīng)腔室外部的開關(guān)，所述開關(guān)與所述上電極相連接，且所述開關(guān)用于對(duì)所述上電極的接通路徑進(jìn)行控制以使所述上電極與所述射頻電源連接或者與地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述上電極包括位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)部的與等離子體相接觸的勻流裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體加工設(shè) 備，其特征在于，所述開關(guān)包括手動(dòng)開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述開關(guān)包括能夠分別獨(dú)立控制的第一開關(guān)和第二開關(guān)，其中所述第一開關(guān)的一端與所述上電極相連、另一端與所述射頻電源相連，所述第二開關(guān)的一端與所述上電極相連、另一端與地相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述等離子體加工設(shè)備為等離子體薄膜沉積設(shè)備或等離子體刻蝕設(shè)備。
7.一種等離子體加工設(shè)備的工作方法，其特征在于，包括 將所述等離子體加工設(shè)備的上電極與射頻電源連接，進(jìn)行等離子體加工工藝； 所述等離子體加工工藝結(jié)束后，將所述上電極與所述射頻電源斷開； 將所述上電極與地連接，以釋放所述上電極上的殘余電荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于，通過開關(guān)將所述上電極與所述射頻電源連接或者與地連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等離子體加工設(shè)備及其工作方法，涉及等離子體加工技術(shù)領(lǐng)域，能夠清除等離子體加工設(shè)備內(nèi)的殘余電荷，提高等離子體加工設(shè)備工作的穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室，分別位于所述反應(yīng)腔室的頂部和底部上且相對(duì)設(shè)置的上電極和下電極，以及位于所述反應(yīng)腔室外部的射頻電源，還包括設(shè)置于所述反應(yīng)腔室外部的開關(guān)，所述開關(guān)與所述上電極相連接，且所述開關(guān)用于對(duì)所述上電極的接通路徑進(jìn)行控制以使所述上電極與所述射頻電源連接或者與地連接。本發(fā)明可用于等離子體加工技術(shù)中。
文檔編號(hào)H01J37/32GK102737939SQ20111009545
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者張彥召 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司