等離子體處理裝置及其溫度測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種等離子體處理裝置及其溫度測(cè)試裝置，其中，所述等離子體處理裝置包括一放置基片的基臺(tái)，所述基臺(tái)中包括一靜電夾盤，所述溫度測(cè)試裝置設(shè)置于所述靜電夾盤下方，其特征在于，所述溫度測(cè)試裝置包括：相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的外表面包裹著射頻屏蔽層；所述相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還依次連接有射頻濾波器和溫度讀取裝置。本發(fā)明能夠有效地將射頻信號(hào)和溫度測(cè)試裝置隔離，防止兩者相互串?dāng)_。并且，本發(fā)明提高了溫度測(cè)試裝置測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確率，改善了發(fā)熱問題。
【專利說明】等離子體處理裝置及其溫度測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體處理裝置及其溫度測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體處理裝置利用真空反應(yīng)室的工作原理進(jìn)行半導(dǎo)體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應(yīng)室的工作原理是在真空反應(yīng)室中通入含有適當(dāng)刻蝕劑源氣體的反應(yīng)氣體，然后再對(duì)該真空反應(yīng)室進(jìn)行射頻能量輸入，以激活反應(yīng)氣體，來激發(fā)和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上淀積材料層，進(jìn)而對(duì)半導(dǎo)體基片和等離子平板進(jìn)行加工。
[0003]等離子體處理裝置設(shè)置了一放置基片的基臺(tái)，基臺(tái)上方設(shè)置了一靜電夾盤，在靜電夾盤下方設(shè)置了一溫度測(cè)試線。其中，溫度測(cè)試線用于測(cè)試系統(tǒng)溫度。然而，等離子體處理裝置的腔室內(nèi)是嚴(yán)格的真空環(huán)境，而射頻能量是從等離子體處理裝置的下方耦合進(jìn)反應(yīng)腔室的。射頻能量也會(huì)再等離子體處理裝置下方形成電場(chǎng)分布，因此會(huì)對(duì)溫度測(cè)試線的測(cè)試溫度有非常嚴(yán)重的干擾。比如，在等離子體刻蝕腔室內(nèi)測(cè)量靜電夾盤、氣體噴淋頭等與等離子體密切接觸的組件溫度時(shí)，微弱的溫度測(cè)試信號(hào)會(huì)被射頻信號(hào)湮沒，難以實(shí)現(xiàn)。
[0004]其次，溫度測(cè)試線需要下接溫度補(bǔ)償導(dǎo)線將信號(hào)傳輸?shù)阶x取電路，溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的線阻通常很大。若要達(dá)到精確的測(cè)試效果，理想的情況是需要溫度補(bǔ)償導(dǎo)線連接到溫度測(cè)試線和讀取裝置的兩端溫度一致。然而，這樣的理想情況很難滿足，并且如果射頻能量直接通過溫度補(bǔ)償導(dǎo)線傳播，也會(huì)引發(fā)發(fā)熱溫度，引起測(cè)試誤差。
[0005]此外，在溫度測(cè)試系統(tǒng)中通常還應(yīng)當(dāng)設(shè)置一濾波器，但是為減小測(cè)量誤差，一般不應(yīng)當(dāng)在溫度測(cè)試系統(tǒng)中引入其他導(dǎo)體材料，然而這會(huì)給濾波器設(shè)計(jì)造成困難。在多頻的等離子體處理裝置中，不引入導(dǎo)體材料的情況下設(shè)置濾波器就更加困難了。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】中的上述問題，本發(fā)明提出了一種等離子體處理裝置及其溫度測(cè)試
>J-U ρ?α裝直。
[0007]本發(fā)明第一方面提供了一種用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置，其中，所述等離子體處理裝置包括一放置基片的基臺(tái)，所述基臺(tái)中包括一靜電夾盤，所述溫度測(cè)試裝置設(shè)置于所述靜電夾盤下方，所述溫度測(cè)試裝置包括:
[0008]相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的外表面包裹著射頻屏蔽層；
[0009]所述相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還依次連接有射頻濾波器和溫度讀取裝置。
[0010]進(jìn)一步地，所述射頻濾波器包括一并聯(lián)的電感和電容器，所述電容器接地。
[0011]進(jìn)一步地，所述電感是由包裹著射頻屏蔽層的相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線纏繞鐵芯而成。
[0012]進(jìn)一步地，所述溫度測(cè)試線包括并聯(lián)的兩條不同材料的金屬線。
[0013]進(jìn)一步地，所述金屬線分別是由鎳鉻合金和鎳硅合金制成。
[0014]進(jìn)一步地，所述射頻濾波器和溫度讀取裝置之間還連接有一集成濾波器，所述集成濾波器的一端接地。
[0015]進(jìn)一步地，所述射頻屏蔽層的材料為金屬。
[0016]進(jìn)一步地，所述射頻屏蔽層的材料為鋁。
[0017]進(jìn)一步地，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還可設(shè)置于一桶裝中空的容器中。
[0018]進(jìn)一步地，所述容器是中空的圓筒狀或方筒狀。
[0019]本發(fā)明第二方面提供了一種等離子體處理裝置，其中，所述等離子體處理裝置包括本發(fā)明第一方面所述的溫度測(cè)試裝置。
[0020]本發(fā)明能夠有效地將射頻信號(hào)和溫度測(cè)試裝置隔離，防止兩者相互串?dāng)_。并且，本發(fā)明提高了溫度測(cè)試裝置測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確率，改善了發(fā)熱問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的包裹著射頻屏蔽層的相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]如圖1所示，首先對(duì)等離子體處理腔室100的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行描述。等離子體處理腔室100具有一個(gè)處理腔體，處理腔體基本上為柱形，且處理腔體側(cè)壁基本上垂直，處理腔體內(nèi)具有相互平行設(shè)置的上電極和下電極。通常，在上電極與下電極之間的區(qū)域?yàn)樘幚韰^(qū)域，該區(qū)域?qū)⑿纬筛哳l能量以點(diǎn)燃和維持等離子體。在基臺(tái)中的靜電夾盤106上方放置待要加工的基片W，該基片W可以是待要刻蝕或加工的半導(dǎo)體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。其中，所述靜電夾盤106用于夾持基片W。反應(yīng)氣體從氣體源中被輸入至處理腔體內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)射頻電源可以被單獨(dú)地施加在下電極上或同時(shí)被分別地施加在上電極與下電極上，用以將射頻功率輸送到下電極上或上電極與下電極上，從而在處理腔體內(nèi)部產(chǎn)生大的電場(chǎng)。大多數(shù)電場(chǎng)線被包含在上電極和下電極之間的處理區(qū)域P內(nèi)，此電場(chǎng)對(duì)少量存在于處理腔體內(nèi)部的電子進(jìn)行加速，使之與輸入的反應(yīng)氣體的氣體分子碰撞。這些碰撞導(dǎo)致反應(yīng)氣體的離子化和等離子體的激發(fā)，從而在處理腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體。反應(yīng)氣體的中性氣體分子在經(jīng)受這些強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)失去了電子，留下帶正電的離子。帶正電的離子向著下電極方向加速，與被處理的基片中的中性物質(zhì)結(jié)合，激發(fā)基片加工，即刻蝕、淀積等。在等離子體處理腔室100的合適的某個(gè)位置處設(shè)置有排氣區(qū)域，排氣區(qū)域與外置的排氣裝置(例如真空泵泵)相連接，用以在處理過程中將用過的反應(yīng)氣體及副產(chǎn)品氣體抽出腔室。其中，等離子體約束環(huán)用于將等離子體約束于處理區(qū)域內(nèi)。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種用于等離子體處理裝置100的溫度測(cè)試裝置。所述溫度測(cè)試裝置包括相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，所述相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還依次連接有射頻濾波器102和溫度讀取裝置104。其中，所述溫度測(cè)試線用于感應(yīng)系統(tǒng)溫度并傳導(dǎo)信號(hào)給溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的作用相當(dāng)于傳輸線，用于將從溫度測(cè)試線那里來的信號(hào)傳輸給溫度讀取裝置104。溫度讀取裝置104用于通過接受到的信號(hào)對(duì)應(yīng)出系統(tǒng)溫度，從而對(duì)等離子體處理裝置的基臺(tái)溫度進(jìn)行控制。本發(fā)明在所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的外表面包裹了一層射頻屏蔽層103，射頻屏蔽層103能夠屏蔽射頻能量。
[0028]對(duì)于導(dǎo)體中的交流電流，靠近導(dǎo)體表面處的電流密度大于導(dǎo)體內(nèi)部電流密度的現(xiàn)象被稱為趨膚效應(yīng)(skin effect) 0隨著電流頻率的提高，趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的電阻增大，電感減小。根據(jù)趨膚效應(yīng)，在等離子體處理裝置中，射頻能量的頻率越高，電流就越從導(dǎo)體表面?zhèn)鬏?。因此，本發(fā)明在所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的外表面包裹了一層射頻屏蔽層103，射頻能量將不再對(duì)其中包裹著的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線造成影響，而會(huì)從射頻屏蔽層103的外表面通過。由于，射頻能量與溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線并不會(huì)相互串?dāng)_，因此大大提高了溫度測(cè)試的準(zhǔn)確度。
[0029]進(jìn)一步地,射頻濾波器102用于濾除多余的射頻能量,進(jìn)一步提高測(cè)試精讀。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述射頻濾波器102包括一并聯(lián)的電感1021和電容器，所述電容器接地。
[0030]特別地，所述電感1021是由包裹著射頻屏蔽層103的相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線一起纏繞鐵芯而成。這樣的設(shè)計(jì)是的本發(fā)明的溫度測(cè)試裝置不需要再引入任何其他導(dǎo)體，而利用包裹著射頻屏蔽層103的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線本身組合濾波器102。前已述及，減小測(cè)量誤差，一般不應(yīng)當(dāng)在溫度測(cè)試系統(tǒng)中引入其他導(dǎo)體材料。本發(fā)明的濾波器并不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生任何影響，且還可以方便應(yīng)用于各種等離子體處理腔室的溫度測(cè)試裝置，例如多頻的等離子體處理裝置中。
[0031]進(jìn)一步地，所述溫度測(cè)試線包括并聯(lián)的兩條不同材料的金屬線。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置的包裹著射頻屏蔽層的相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的結(jié)果示意圖。如圖3所示，典型地，所述金屬線分別是由鎳鉻合金和鎳娃合金制成，分別為第一金屬線1011和第二金屬線1012。由于第一金屬線1011和第二金屬線1012的材料不同，因此電阻不同。因此，溫度測(cè)試線通過感測(cè)第一金屬線1011和第二金屬線1012上的電勢(shì)差，并將其通過溫度補(bǔ)償導(dǎo)線傳輸給溫度讀取裝置104則可以得到溫度檢測(cè)結(jié)果。
[0032]如圖1所示，進(jìn)一步地，所述射頻濾波器102和溫度讀取裝置104之間還連接有一集成濾波器110，所述集成濾波器110的一端接地。其中，所述集成濾波器110用于進(jìn)一步濾除溫度測(cè)試裝置的射頻干擾等。
[0033]進(jìn)一步地，所述射頻屏蔽的層的材料為金屬，所述射頻屏蔽層的材料為鋁。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變化例，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還可設(shè)置于一桶裝中空的容器中。只要此容器外表面包裹或者涂覆一層射頻屏蔽層即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0035]進(jìn)一步地，所述容器是中空的圓筒狀或方筒狀。
[0036]本發(fā)明還提供了一種等離子體處理裝置，所述等離子體處理裝置前文所述的溫度測(cè)試裝置。
[0037]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(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)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子體處理裝置的溫度測(cè)試裝置，其中，所述等離子體處理裝置包括一放置基片的基臺(tái)，所述基臺(tái)中包括一靜電夾盤，所述溫度測(cè)試裝置設(shè)置于所述靜電夾盤下方，其特征在于，所述溫度測(cè)試裝置包括: 相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線的外表面包裹著射頻屏蔽層； 所述相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還依次連接有射頻濾波器和溫度讀取裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述射頻濾波器包括一并聯(lián)的電感和電容器,所述電容器接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述電感是由包裹著射頻屏蔽層的相互串聯(lián)的溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線纏繞鐵芯而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述溫度測(cè)試線包括并聯(lián)的兩條不同材料的金屬線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述金屬線分別是由鎳鉻合金和鎳硅合金制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述射頻濾波器和溫度讀取裝置之間還連接有一集成濾波器，所述集成濾波器的一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層的材料為金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層的材料為鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述溫度測(cè)試線和溫度補(bǔ)償導(dǎo)線還可設(shè)置于一桶裝中空的容器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫度測(cè)試裝置，其特征在于，所述容器是中空的圓筒狀或方筒狀。
11.一種等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)試裝置。
【文檔編號(hào)】H01J37/244GK104332378SQ201310308451
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】王洪青, 劉小波 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司