[发明专利]一种微波传输装置和半导体处理设备

说明书

本发明提供一种微波传输装置和半导体处理设备。本发明的微波传输装置，包括波导和设置在波导内的阻抗匹配结构，波导用于将微波源发出的微波传输至负载，阻抗匹配结构包括微带交指电容，并且通过调节微带交指电容形成的等效电容，和/或，通过调节微带交指电容在波导中的位置，使沿微波传输方向上，阻抗匹配结构输入端之前的阻抗与阻抗匹配结构输入端之后的阻抗相匹配。本发明的半导体处理设备，包括微波源、微波传输装置和负载，微波传输装置采用本发明的微波传输装置。本发明微波传输装置能通过调节微带交指电容形成的等效电容进行微调，和/或通过调节微带交指电容在波导中的位置进行大幅度调整，从而使调节范围增大。

技术领域

本发明涉及半导体器件处理技术领域，具体地，涉及一种微波传输装置和半导体处理设备。

背景技术

在传统半导体制造工艺中已经使用各种类型的等离子体设备，例如，电容耦合等离子体(CCP)类型，电感耦合等离子体(ICP)类型以及表面波或电子回旋共振等离子体(ECR)等类型。表面波等离子体相对于ECR不需要增加磁场，同时相对ICP有更高的密度和更低的电子温度，成为最先进的可应用于微电子加工的新型等离子体源之一。

表面波等离子体是利用沿表面传输的电磁波来维持放电的一类等离子体。从微波源馈入系统可以看出，在由功率源与负载组成的微波系统中，为保证功率源工作于最佳状态，应该实现阻抗匹配。如果阻抗不匹配会影响到微波在等离子体源中的吸收效率，从而影响到等离子体的稳定性和输出束流强度。

目前比较通用的表面波等离子体激发装置结构如图1所示，包括微波源及微波传输结构、表面波天线结构和腔室三个部分。其中微波源及微波传输结构包括微波源供电电源3、微波源(磁控管)4、谐振器5、环流器6、吸收反射功率的负载7、用于测量入射功率和反射功率的定向耦合器8、阻抗匹配结构2、波导1和馈电同轴探针10。腔室包括用于激发等离子体的谐振腔11、石英介质窗12、真空腔体13以及密封真空腔体13和谐振腔11的密封圈14。真空腔体13中设置有放置待处理晶片15的支撑台16。

在现有技术中，阻抗匹配结构通常采用销钉或膜片结构，具体如图2和图3所示，阻抗匹配结构2通常为在波导1中设置金属销钉91或金属膜片92，金属销钉91或金属膜片92能够在波导1中形成等效电容和等效电感，通过插入金属销钉或金属膜片，实现阻抗匹配。但采用金属销钉和膜片作为阻抗匹配结构，只能作为单一的固定电抗元件使用，即只能用于固定或有微小变化的负载阻抗匹配，难以适应负载变化情况下的阻抗匹配。

在现有技术中，阻抗匹配结构还会采用可调节的螺钉结构，如图4所示，在波导1中设置可调节长度的螺钉93，可调节长度的螺钉93从波导长边的中心线上，垂直于波导面插入波导内部，通过调节螺钉93进入波导内部的长度在波导1中形成不同的等效电容和等效电感，从而实现阻抗匹配。但由于标准波导短边长度一定，限制了螺钉的可调节长度，因此其调节范围依然有限。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种微波传输装置和半导体处理设备。

根据本发明的一方面，提供了一种微波传输装置，包括波导和设置在所述波导内的阻抗匹配结构，所述波导用于将微波源发出的微波传输至负载，所述阻抗匹配结构包括微带交指电容，并且通过调节所述微带交指电容形成的等效电容，和/或，通过调节所述微带交指电容在所述波导中的位置，使沿微波传输方向上，所述阻抗匹配结构输入端之前的阻抗与所述阻抗匹配结构输入端之后的阻抗相匹配。

可选地，根据本发明的微波传输装置，所述微带交指电容包括第一金属片和第二金属片，其中，所述第一金属片和第二金属片均包括：

手指，所述手指的个数≥3；

手指连接部，所述手指连接部呈直线，所述手指与所述手指连接部垂直连接，且各所述手指之间相互平行；