專利名稱：實現(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)明涉及一種半導體設(shè)備，尤其涉及一種實現(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00’是整個腔體器件的軸心，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7 (同時也作為冷卻臺)上，下電極5作為陰極，下電極5上設(shè)置有靜電夾盤3，而待刻蝕的基片I設(shè)置在靜電夾盤3上，陰極通入高頻射頻(RF)功率，可以與上電極電容耦合，在兩個電極間產(chǎn)生交變電場，這個電場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?；?包含靜電夾盤3、下電極5和基座支撐件/臺7)與反應(yīng)腔內(nèi)壁之間構(gòu)成氣體通道，利用等離子體對基片I進行刻蝕，反應(yīng)后的等離子 體通過等離子體密封裝置11 (同時作為排氣裝置)，經(jīng)過排氣區(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都是導體材料，如鋁。上下電極間的電場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功率除了會耦合到上電極之外也會有部分功率耦合或傳導到其它接地的部件，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，而這些阻抗會隨著溫度、氣體種類、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，這些會不停變化的阻抗會造成刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)RF分布的變化，也就會造成等離子濃度不停變化，所以很難進行調(diào)試獲得均一的處理效果。要獲得穩(wěn)定的電場分布就要盡量將不可控的上述因素進行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)等離子體刻蝕腔體與陰極之間電連接的接地器件，實現(xiàn)RF穩(wěn)定的電連接到刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)壁。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種實現(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)成一個電接觸面，該接地器件包含一個墊圈溝槽，一個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電能力，還包括一個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彈簧，或彈性導體。
所述的RF接地墊圈為銅合金或鋁。所述的RF接地墊圈為導電橡膠。所述的RF接地墊圈的墊圈溝槽內(nèi)鍍有導電涂覆層。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反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座 和一個反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個導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)壁在一個電接觸界面上固定并實現(xiàn)電連接，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導電墊圈，在導電墊圈與處理器內(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。
具體實施例方式以下具體說明本發(fā)明的較佳實施例
如圖2所示，本發(fā)明提供一種實現(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彈簧，如銅合金或鋁，也可以是氣體彈性導體，如導電橡膠。所述的墊圈槽內(nèi)鍍有導電涂覆層，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，形狀與機械結(jié)構(gòu)的結(jié)合接縫相匹配)來確保氣密的話，也可以只在RF接地墊圈101的另一側(cè)設(shè)置一個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反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座和一個反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個導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)壁在一個電接觸界面上固定并實現(xiàn)電連接，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導電墊圈，在導電墊圈與處理器內(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)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(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)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種實現(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)成一個電接觸面，其特征在于，該接地器件包含一個墊圈溝槽，一個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電能力，還包括一個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彈簧，或彈性導體。
4.如權(quán)利要求3所述的實現(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)為導電橡膠。
6.如權(quán)利要求I所述的實現(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)鍍有導電涂覆層。
7.如權(quán)利要求6所述的實現(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反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座和一個反應(yīng)氣體分布裝置，基座內(nèi)包括一與射頻電源連接的陰極，一個導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)壁在一個電接觸界面上固定并實現(xiàn)電連接，其特征在于，所述電接觸面上的至少一側(cè)包括一個墊圈溝槽，墊圈溝槽內(nèi)放置有彈性的導電墊圈，在導電墊圈與處理器內(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H01R13/02GK102810770SQ201110144238
公開日2012年12月5日 申請日期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, 張亦濤, 吳狄, 陳妙娟, 彭帆 申請人:中微半導體設(shè)備(上海)有限公司