專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來加工集成電路用的半導體基片或用來加工平板顯示器用的玻璃平板的基片的裝置，尤其涉及一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
等離子處理裝置利用真空反應室的工作原理進行半導體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應室的工作原理是在真空反應室中通入含有適當刻蝕劑或淀積源氣體的反應氣體，然后再對該真空反應室進行射頻能量輸入，以激活反應氣體，來點燃和維持等離子體，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，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。舉例來說，電容性等離子體反應器已經(jīng)被廣泛地用來加工半導體基片和顯示器平板，在電容性等離子體反應器中，當射頻功率被施加到二個電極之一或二者時，就在一對平行電極之間形成電容性放電。
等離子體是擴散性的，雖然大部分等離子體會停留在一對電極之間的處理區(qū)中，但部分等離子體可能充滿整個工作室。舉例來說，等離子體可能充滿真空反應室下方的處理區(qū)外面的區(qū)域。若等離子體到達這些區(qū)域，則這些區(qū)域可能隨之發(fā)生腐蝕、淀積或者侵蝕，這會造成反應室內(nèi)部的顆粒玷污，進而降低等離子處理裝置的重復使用性能，并可能會縮短反應室或反應室零部件的工作壽命。如果不將等離子體約束在一定的工作區(qū)域內(nèi)，帶電粒子將撞擊未被保護的區(qū)域，進而導致半導體基片表面雜質(zhì)和污染。
因此，業(yè)界一直不斷地致力于產(chǎn)生被約束在處理區(qū)的因而更為穩(wěn)定的等離子體。現(xiàn)有的一種思路是使用約束環(huán)來約束等離子體，例如，美國專利6562189描述了一種使用永久磁鐵約束等離子體擴散的等離子體腔體。但是，其不足之處在于永久磁體的磁場過強會導致被處理基片內(nèi)部的敏感元件損壞，如果磁場過弱又不能實現(xiàn)有效的約束等離子體擴散的目的。美國專利5534751描述了另一種腔體結(jié)構(gòu)，該腔體通過緊密排列形成窄縫隙的由絕緣材料制成的約束環(huán)抑止等離子體擴散。當帶電粒子，如離子或者電子通過窄縫隙時，他們中的大部分會撞擊到約束環(huán)的表面進而防止等離子體的擴散。但該方法不能完全有效地隔絕帶電粒子泄露至處理區(qū)外，不能完全隔離電磁波的泄露，也無法解決泄露出去的帶電粒子在處理區(qū)外導致的二次射頻放電。美國專利5998932通過加入接地的導電延伸物來大大減少處理區(qū)外的等勢場線的密度，以減少處理區(qū)外的電場在處理區(qū)外誘發(fā)泄露的帶電粒子與反應室壁發(fā)生加速碰撞，形成不希望有的等離子體。但是這種方法并不能完全地阻止處理區(qū)外的電場的形成。美國專利6178919描述了一種由導電材料制成的密封環(huán)，該環(huán)上設(shè)置有通孔以允許用過的反應氣體排出工作區(qū)，此導電的密封環(huán)被設(shè)置成接地，可以吸收排出的反應氣體內(nèi)的電子，并將其中的電荷中和，從而減少等離子體內(nèi)的電子的數(shù)量，以增強處理區(qū)內(nèi)的離子密度，但是當離子撞擊導電材料的密封環(huán)表面時會引起腔體內(nèi)部的污染和電火花。
由上可知，目前業(yè)內(nèi)基本上有兩種技術(shù)思路來約束等離子體，要么是使用物理上可阻擋等離子體排氣通過的由絕緣材料制成的密封環(huán)來約束等離子體，要么是通過調(diào)節(jié)電場的方法來約束等離子體，但現(xiàn)有技術(shù)都只單單地運用了一種思路，沒有將兩種思路統(tǒng)一運用到一個等離子體處理裝置中，因而，約束等離子體的效果并不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種等離子體處理裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決了因等離子體擴散而引起的等離子處理裝置的處理腔體污染問題。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種等離子體處理裝置，其不僅能有效地減少處理腔室內(nèi)的處理區(qū)外的能夠點燃和/或維持二次等離子體的電子的密度，而且可以顯著減少非加工區(qū)的雜散電場的電場密度，因而能夠較優(yōu)地減少處理區(qū)外的不希望有的等離子體的形成。
本發(fā)明的等離子體處理裝置，提供了一種等離子體約束裝置，較現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以減少處理區(qū)外的帶電粒子的密度，而且可以同時減少處理區(qū)外的雜散電場的密度，從等離子體形成的兩種源頭上降低處理區(qū)外的不希望有的等離子體的形成。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方法實現(xiàn)的一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置，所述等離子體約束裝置設(shè)置在靠近處理區(qū)的周圍，所述等離子體約束裝置包括彼此相互間隔設(shè)置并形成狹長通道的多個絕緣元件，至少部分絕緣元件內(nèi)部嵌置有至少一個導電元件，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。
所述狹長通道的尺寸被設(shè)計成使從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程。
所述狹長通道一端靠近處理區(qū)，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體。
所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣元件內(nèi)部的某一位置，并且導電元件被絕緣元件完全包覆。
所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于背離處理區(qū)的一側(cè)，并且導電元件被絕緣元件部分包覆，有部分導電元件暴露在絕緣元件之間形成的狹長通道處。
所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣元件內(nèi)部的某一位置，并且至少部分導電元件被絕緣元件完全包覆，其余的導電元件被絕緣元件部分包覆，所述被部分包覆的導電元件暴露在絕緣元件之間形成的狹長通道處。
所述多個絕緣元件為多個共圓心的間隔排列的絕緣環(huán)，絕緣環(huán)之間的狹長通道為同心圓間隙。
所述導電元件為導電環(huán)。
所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的內(nèi)側(cè)壁與下電極的外周圍之間。
所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的側(cè)壁上。
所述的絕緣元件由石英材料或SiC或Si3N4制成。
所述的狹長通道為圓孔狀或溝槽狀。
所述的導電元件相互電連接，并連接至接地的處理裝置的腔體上。
所述的導電元件相互電連接，并連接至等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
所述的導電元件相互電連接，并同時連接至接地的處理裝置的腔體和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
所述的導電元件相互電連接在一起并接地，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成電場屏蔽。
本發(fā)明還進一步公開一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置，所述等離子體約束裝置設(shè)置在靠近處理區(qū)的周圍，所述等離子體約束裝置包括設(shè)置有多個相互間隔開的狹長通道的絕緣擋板，在絕緣擋板上背離處理區(qū)的一側(cè)內(nèi)部嵌置有多個導電元件，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。
所述狹長通道的尺寸被設(shè)計成使從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程。
所述狹長通道一端靠近處理區(qū)，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體。
所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣擋板內(nèi)部的某一位置，并且導電元件被絕緣擋板完全包覆。
所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于背離處理區(qū)的一側(cè)，并且導電元件被絕緣擋板部分包覆，有部分導電元件暴露在絕緣擋板上的狹長通道處。
所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣擋板內(nèi)部的某一位置，并且至少部分導電元件被絕緣擋板完全包覆，其余的導電元件被絕緣擋板部分包覆，該被部分包覆的導電元件暴露在絕緣擋板上的狹長通道處。
所述絕緣擋板上的狹長通道為多個共圓心的同心圓間隙。
所述導電元件為導電環(huán)。
所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的內(nèi)側(cè)壁與下電極的外周圍之間。
所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的側(cè)壁上。
所述的絕緣擋板由石英材料或SiC或Si3N4制成。
所述的狹長通道為圓孔狀或溝槽狀。
所述的導電元件相互電連接，并連接至接地的處理裝置的腔體上。
所述的導電元件相互電連接，并連接至等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
所述的導電元件相互電連接，并同時連接至接地的處理裝置的腔體和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
所述的導電元件相互電連接在一起并接地，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成電場屏蔽。


圖1為本發(fā)明的等離子體處理裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的等離子體處理裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的如圖1所述實施例的等離子體處理裝置的剖視圖；圖4為本發(fā)明的又一等離子體處理裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的如圖4所述實施例的等離子體處理裝置的剖視圖；圖6為本發(fā)明的狹長通道為溝槽狀的等離子體處理裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明的如圖6所述實施例的等離子體處理裝置的剖視圖；圖8為本發(fā)明的等離子體約束裝置設(shè)置在等離子體處理裝置的側(cè)壁的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，圖1為本發(fā)明的等離子體處理裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在這個實施例中，等離子體處理裝置1具有一個處理腔體11，處理腔體11基本上為柱形，且處理腔體側(cè)壁基本上垂直，處理腔體11內(nèi)具有相互平行設(shè)置的上電極121和下電極122。通常，在上電極121與下電極122之間的區(qū)域2為處理區(qū)，該區(qū)域?qū)⑿纬筛哳l能量以點燃和維持等離子體。在下電極122上方放置待要加工的工件，該工件可以是待要刻蝕或加工的半導體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。反應氣體從氣體注入口(未圖示)被輸入至處理腔體11內(nèi)，一個或多個射頻電源(未圖示)可以被單獨地施加在下電極122上或同時被分別地施加在上電極121與下電極122上，用以將射頻功率輸送到下電極122上或上電極121與下電極122上，從而在處理腔體11內(nèi)部產(chǎn)生大的電場。大多數(shù)電場線被包含在上電極121和下電極122之間的處理區(qū)2內(nèi)，此電場對少量存在于處理腔體11內(nèi)部的電子進行加速，使之與輸入的反應氣體的氣體分子碰撞。這些碰撞導致反應氣體的離子化和等離子體的激發(fā)。反應氣體的中性氣體分子在經(jīng)受這些強電場時失去了電子，留下帶正電的離子。帶正電的離子向著下電極122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。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明的等離子體約束裝置的一種實施方式如圖1中的3所示，其用于使處理腔體11內(nèi)的等離子體放電被基本約束在上電極121和下電極122之間的處理區(qū)2內(nèi)，盡量減少處理區(qū)2外的不希望有的二次等離子體放電。
本發(fā)明的等離子體約束裝置3被設(shè)置位于處理區(qū)2的周圍，并位于處理區(qū)2與等離子體處理裝置1的排氣通道之間。優(yōu)選的實施是，等離子體約束裝置3設(shè)置于等離子體處理裝置中的處理腔體11的內(nèi)側(cè)壁與下電極122的外周圍之間的間隙內(nèi)。
等離子體約束裝置3包括彼此相互間隔設(shè)置并形成狹長通道31的多個絕緣元件32，至少部分絕緣元件32內(nèi)部嵌置有至少一個導電元件33，所述導電元件33相互電連接并接地形成電場屏蔽。狹長通道31一端靠近處理區(qū)2，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道31，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體11。該狹長通道31的尺寸設(shè)計，應當保證從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道31時，必須移動的距離大于該粒子的平均自由程。
本發(fā)明的等離子體約束裝置3不僅可以使用過的反應氣體能快速地離開處理腔室，而且有效地將等離子體放電約束在處理區(qū)內(nèi)，接下來將說明其工作原理。
首先，等離子體約束裝置3的絕緣元件32具有上表面34，并且多個絕緣元件32之間構(gòu)成狹長通道31。由于帶電粒子在處理區(qū)2的電場中具有較快的速度和方向性，因而包含在用過的反應氣體中的多數(shù)帶電粒子在被排氣裝置抽吸時會由于其方向性和速度碰撞到絕緣元件32的上表面34上而無法通過，而一小部分沒有撞擊至上表面34的帶電粒子會通向狹長通道31，由于狹長通道31特定的尺寸設(shè)計，使得從處理區(qū)2內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開狹長通道31時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程，使得從處理區(qū)中排出的用過的反應氣體中的絕大部分帶電粒子在通過這些狹長通道31時至少要與狹長通道31的側(cè)壁311碰撞一次，這些碰撞將帶電粒子上的電荷中和，使得碰撞后離開狹長通道31的粒子都是中性的。結(jié)果是，使得在處理區(qū)以外的帶電粒子數(shù)被大大減少，排出的氣體不會使等離子體的放電延伸到處理區(qū)外的空間，處理區(qū)外的放電的趨勢將大大減少，從而基本上消除空間以外的放電現(xiàn)象。
接著，經(jīng)過前述絕緣元件32之間的狹長通道31的約束作用以后，仍然會有少數(shù)的帶電粒子可能會從狹長通道31逃逸出，并進入處理區(qū)外造成二次等離子體放電，本發(fā)明的等離子體約束裝置3所包括的若干個導電元件33可以有效地解決此問題。若干個導電元件33被接地，接地的實施方式可以有多種，比如，導電元件33與接地的處理腔體11相連接或與下電極122的接地外殼相連接，這些接地的導電元件33可以吸引逃逸的帶電粒子撞擊至狹長通道31的側(cè)壁311上，中和這些帶電粒子，降低處理區(qū)外的放電趨勢。再者，多個相互連接的并且接地的導電元件33，可以形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一個射頻電場屏蔽殼，將本來可能向下電極122外徑方向發(fā)散到處理區(qū)外的驅(qū)動射頻的電場(雜散電場)被有效屏蔽在該射頻電場屏蔽殼內(nèi)。由于處理區(qū)外的雜散電場的密度的降低，可以大大減少二次等離子體產(chǎn)生。因此，本發(fā)明的導電元件33不僅可以吸引并中和逃逸的帶電粒子，而且可以屏蔽雜散電場，以降低處理區(qū)外面的電場強度，同時從等離子體產(chǎn)生的兩種源頭上消除或降低處理區(qū)外的二次等離子體產(chǎn)生。由上述說明可知，本發(fā)明的等離子體約束裝置3可以實現(xiàn)兩次約束作用，先通過狹長通道31實現(xiàn)第一次約束作用，再通過導電元件33實現(xiàn)第二次約束作用，實現(xiàn)對帶電粒子的兩次約束作用，有效地減少了處理區(qū)外的不希望有的等離子體的形成。
上述導電元件33可以有多種實施方式，較優(yōu)選的一個實施方式是將多個導電元件33設(shè)置成共圓心的導電環(huán)，且絕緣元件32與絕緣元件32之間形成的狹長通道31為共圓心的同心圓間隙。
絕緣元件32同導電元件33的嵌合方式可以有許多，比如可以如圖1所示的絕緣元件32完全包覆導電元件33，導電元件33不會暴露于狹長通道31處；也可以如圖2和圖3所示的絕緣元件42僅包覆導電元件43的一部分，或同時結(jié)合運用圖1和圖2的兩種實施方式于一個等離子體處理裝置中，即，至少部分導電元件43被絕緣元件32完全包覆，其余的導電元件43被絕緣元件32部分包覆，所述被部分包覆的導電元件43暴露在絕緣元件32之間形成的狹長通道31處。請同時參閱圖2和圖3，其中圖3為圖2所示的等離子體處理裝置沿I-I線的剖視圖。作為本發(fā)明的另一實施例，所述導電元件43的截面呈凸狀，且絕緣元件42僅包覆在導電元件43的凸出的上半部分431上，導電元件43的下半部分432暴露于狹長通道41處。這種實施方式的導電元件43不僅可以實現(xiàn)圖1所示的實施例中的功能，而且其裸露在狹長通道41處的導電元件43的下半部分432可以進一步地使逃逸的帶電粒子接觸其裸露表面，并迅速地變成地電位，結(jié)果中和了這些帶電粒子，降低處理區(qū)外的放電趨勢。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還可以如圖4及圖5的實施變形。請同時參閱圖4及圖5，其中圖5是圖4所示的等離子體處理裝置沿II-II線的剖視圖。圖示中的等離子體約束裝置5的絕緣元件52被設(shè)置有多個相互間隔開的狹長通道51的絕緣擋板，該狹長通道51被設(shè)置成具有圓形直徑的圓孔51，多個導電元件53被嵌置于絕緣擋板52的內(nèi)部或背離處理區(qū)2的一側(cè)。所有導電元件53相互電連接并接于地，接地的實施方式可以有多種，比如，導電元件53與接地的處理腔體11相連接或與下電極122的接地外殼(未圖示)相連接，這些接地的導電元件53共同連接在一起，形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成一個電場屏蔽。
同樣地，絕緣擋板52與導電元件53的嵌合方式也可以有多種。導電元件53可以位于絕緣擋板52內(nèi)部的某一位置，并且導電元件53被絕緣擋板52完全包覆；作為變形，導電元件53也可以被絕緣擋板52部分包覆，有部分導電元件53暴露在絕緣擋板52上的狹長通道處；或者，導電元件53位于絕緣擋板52內(nèi)部的某一位置，并且至少部分導電元件53被絕緣擋板52完全包覆，其余的導電元件53被絕緣擋板52部分包覆，該被部分包覆的導電元件53暴露在絕緣擋板52上的狹長通道處。
當然，作為上述實施例的變形，所述狹長通道51間設(shè)置有溝槽55，所述導電元件53也可以填充設(shè)置于該溝槽55內(nèi)。所述導電元件也可以僅覆蓋設(shè)置于溝槽551壁上。所述導電元件52還可以覆蓋設(shè)置于溝槽壁551及約束裝置的下表面54上。所述導電元件電連接并接地，比如，電接于等離子體處理腔體11或與下電極的接地外殼相連接，或同時連接至接地的處理裝置的腔體11和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼(未圖示)上。
作為本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方法，如圖6及圖7所示，圖7為圖6所示的等離子體處理裝置沿III-III線的剖視圖。圖示的等離子體約束裝置6的絕緣元件62上設(shè)置有溝槽狀縫61的狹長通道，絕緣元件62底部設(shè)置有導電元件63，該導電元件63覆蓋設(shè)置于溝槽狀縫61的下側(cè)壁611或者覆蓋設(shè)置于等離子體約束裝置的下表面64及溝槽狀縫61的下側(cè)壁611。當然該導電元件也可以設(shè)置于溝槽狀縫61內(nèi)的中心線兩側(cè)及等離子體約束裝置的下表面64。所述導電元件電連接并接地，比如，電接于等離子體處理腔體或與下電極的接地外殼相連接，或同時連接至接地的處理裝置的腔體和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼(未圖示)上。
當然，作為上述實施例的變形，所述溝槽狀縫61間設(shè)置有溝槽65，所述導電元件63也可以填充設(shè)置于該溝槽65內(nèi)。所述導電元件63也可以覆蓋設(shè)置于溝槽壁651上。所述導電元件63還可以覆蓋設(shè)置于溝槽壁651及等離子體約束裝置的下表面64。當然該導電元件63也可以設(shè)置于溝槽狀縫61內(nèi)的中心線兩側(cè)及等離子體約束裝置的下表面64。所述導電元件63電連接于地或者接于接地的等離子體處理腔體11。
作為本發(fā)明的另一實施例，如圖8所示，本發(fā)明的等離子體約束裝置還可以設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的側(cè)壁11上，由于圖8所示的等離子體約束裝置的工作原理與前面圖1至圖7中所述的等離子體約束裝置的工作原理是相同的，因此不再詳述。并且，上述圖1至圖7所述的各種實施變形均可以運用至圖8所示的實施方式中。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思和精神，本發(fā)明還可以有另外一種實施變形。該等離子體約束裝置包括彼此相互間隔設(shè)置并形成狹長間隙的多個導電元件，所述導電元件面向所述等離子體處理裝置的工作區(qū)的一側(cè)及至少部分狹長間隙被涂覆有絕緣材料，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。所述被涂覆有絕緣材料的導電元件之間形成狹長通道，狹長通道的尺寸被設(shè)計成使從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程。狹長通道一端靠近處理區(qū)，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體。該多個導電元件具有大致上為矩形、三角形、凸字狀、倒T狀、手指尖狀的剖面?zhèn)纫曅螤畹母鞣N變形。
本發(fā)明所述的狹長通道可以為圓孔狀、溝槽狀或同心圓狀，并且狹長通道可以呈直線狀、曲線狀或者折線狀地貫穿連通處理區(qū)和排氣通道。
本發(fā)明所述的絕緣元件或絕緣擋板由介質(zhì)材料制成，較優(yōu)選的實施是，由石英材料或SiC或Si3N4制成。
本發(fā)明所說的等離子體處理裝置包括用于制造半導體芯片、平面顯示器或者液晶顯示器的使用等離子體處理半導體基片的各種設(shè)備，例如，等離子體處理的沉積設(shè)備、等離子體蝕刻設(shè)備等。
以上介紹的僅僅是基于本發(fā)明的幾個較佳實施例，并不能以此來限定本發(fā)明的范圍。任何對本發(fā)明的裝置作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的部件的替換、組合、分立，以及對本發(fā)明實施步驟作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的等同改變或替換均不超出本發(fā)明的揭露以及保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置，所述等離子體約束裝置設(shè)置在靠近處理區(qū)的周圍，其特征在于，所述等離子體約束裝置包括彼此相互間隔設(shè)置并形成狹長通道的多個絕緣元件，至少部分絕緣元件內(nèi)部嵌置有至少一個導電元件，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述狹長通道的尺寸被設(shè)計成使從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程。
3.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述狹長通道一端靠近處理區(qū)，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體。
4.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣元件內(nèi)部的某一位置，并且導電元件被絕緣元件完全包覆。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于背離處理區(qū)的一側(cè)，并且導電元件被絕緣元件部分包覆，有部分導電元件暴露在絕緣元件之間形成的狹長通道處。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣元件位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣元件內(nèi)部的某一位置，并且至少部分導電元件被絕緣元件完全包覆，其余的導電元件被絕緣元件部分包覆，所述被部分包覆的導電元件暴露在絕緣元件之間形成的狹長通道處。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述多個絕緣元件為多個共圓心的間隔排列的絕緣環(huán)，絕緣環(huán)之間的狹長通道為同心圓間隙。
8.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電元件為導電環(huán)。
9.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的內(nèi)側(cè)壁與下電極的外周圍之間。
10.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的側(cè)壁上。
11.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的絕緣元件由石英材料或SiC或Si3N4制成。
12.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的狹長通道為圓孔狀或溝槽狀。
13.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并連接至接地的處理裝置的腔體上。
14.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并連接至等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
15.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并同時連接至接地的處理裝置的腔體和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
16.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接在一起并接地，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成電場屏蔽。
17.一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置，所述等離子體約束裝置設(shè)置在靠近處理區(qū)的周圍，其特征在于，所述等離子體約束裝置包括設(shè)置有多個相互間隔開的狹長通道的絕緣擋板，在絕緣擋板上背離處理區(qū)的一側(cè)內(nèi)部嵌置有多個導電元件，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。
18.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述狹長通道的尺寸被設(shè)計成使從處理區(qū)內(nèi)離開的來自等離子體的帶電粒子在離開此狹長通道時，必須移動的距離大于該帶電粒子的平均自由程。
19.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述狹長通道一端靠近處理區(qū)，一端靠近等離子體處理裝置的排氣通道，等離子體處理裝置中使用過的反應氣體能快速地通過此狹長通道，并被排氣裝置抽出等離子體處理裝置的處理腔體。
20.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣擋板內(nèi)部的某一位置，并且導電元件被絕緣擋板完全包覆。
21.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于背離處理區(qū)的一側(cè)，并且導電元件被絕緣擋板部分包覆，有部分導電元件暴露在絕緣擋板上的狹長通道處。
22.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣擋板位于面向等離子體處理裝置的處理區(qū)的一側(cè)，導電元件位于絕緣擋板內(nèi)部的某一位置，并且至少部分導電元件被絕緣擋板完全包覆，其余的導電元件被絕緣擋板部分包覆，該被部分包覆的導電元件暴露在絕緣擋板上的狹長通道處。
23.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述絕緣擋板上的狹長通道為多個共圓心的同心圓間隙。
24.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述導電元件為導電環(huán)。
25.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的內(nèi)側(cè)壁與下電極的外周圍之間。
26.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體約束裝置設(shè)置于所述等離子體處理裝置中的處理腔體的側(cè)壁上。
27.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的絕緣擋板由石英材料或SiC或Si3N4制成。
28.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的狹長通道為圓孔狀或溝槽狀。
29.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并連接至接地的處理裝置的腔體上。
30.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并連接至等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
31.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接，并同時連接至接地的處理裝置的腔體和等離子體處理裝置的下電極的接地外殼上。
32.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理裝置，其特征在于，所述的導電元件相互電連接在一起并接地，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成電場屏蔽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配置有等離子體約束裝置的等離子體處理裝置，所述等離子體約束裝置包括彼此相互間隔設(shè)置并形成狹長通道的多個絕緣元件，至少部分絕緣元件內(nèi)部嵌置有至少一個導電元件，所述導電元件相互電連接并接地形成電場屏蔽。該發(fā)明有效地解決了因等離子體擴散而引起的等離子處理裝置腔體污染和在處理區(qū)外的二次等離子體放電問題。
文檔編號C23C16/513GK1948550SQ20051003057
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者倪圖強 申請人:中微半導體設(shè)備(上海)有限公司