[发明专利]上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备

说明书

本申请实施例提供了一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备。该上电极结构，用于向刻蚀腔室内施加射频功率，其包括：线圈、电极及射频电源组件；所述线圈设置于所述刻蚀腔室内且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方；所述电极设置于所述刻蚀腔室内，且位于所述介质窗的上方，所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧；所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接，用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率，以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。本申请实施例使得线圈在清洗时可以作为电极的一部分，可以有效提高清洗效率，并且可以有效提高对刻蚀腔室及介质窗清洗的均匀性。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备。

背景技术

目前，在微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)半导体的制造工艺中，刻蚀机是必不可少的设备。在感应耦合等离子体(Inductively Coupled PlasmaEtch,ICPE)刻蚀中，随着刻蚀工艺的进行，刻蚀产生的反应副产物、轰击出的掩膜、晶圆中溅射出来的固形物等会附着在刻蚀腔室内壁上。随着使用时间的增加，附着物沉积到一定程度的时候会影响刻蚀腔室环境，从而改变刻蚀结果。所以，定期对刻蚀腔室进行清洗，恢复稳定的刻蚀腔室环境有利于工艺结果的稳定和重复。另外作为射频功率馈入刻蚀腔室的通道，介质窗上附着物的沉积情况更为重要，尤其是在刻蚀含有金属或使用金属做掩膜的晶圆时，金属颗粒被轰击溅射到介质窗上，会引起两方面影响：一方面其他副产物会围绕它附着，在外界条件变化时掉落形成微粒(Particle)；另一方面，金属附着在介质窗上形成类似于法拉第屏蔽的金属膜层，会改变射频功率的耦合情况，造成起辉困难及等离子体成份变化。所以，减少介质窗下附着物的沉积、提高刻蚀腔室的清洗周期是很有必要的。但是现有技术中对于刻蚀腔室内清洗效率不理想，需要定期的对刻蚀腔室进行开腔清洗，不仅清洗周期长，而且还影响生产效率。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种上电极结构、刻蚀腔室及半导体加工设备，用以解决现有技术存在刻蚀腔室内清洗效果不理想以及刻蚀腔室开腔清洗频率过高的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种上电极结构，用于向刻蚀腔室内施加射频功率，包括：线圈、电极及射频电源组件；

所述线圈设置于所述刻蚀腔室内，且位于设置在所述刻蚀腔室内的介质窗的上方；

所述电极设置于所述刻蚀腔室内，且位于所述介质窗的上方，所述电极在所述介质窗上的投影位于所述线圈在所述介质窗上的投影的径向上的内侧和/或外侧；

所述射频电源组件与所述线圈及所述电极电连接，用于向所述线圈和/或所述电极施加射频功率，以进行刻蚀或对所述刻蚀腔室进行清洗。

于本申请的一实施例中，所述电极包括内电极以及与所述内电极相连的外电极；所述内电极位于所述线圈径向上的内侧，所述外电极位于所述线圈径向上的外侧。

于本申请的一实施例中，所述内电极的外缘与所述线圈之间沿径向具有第一距离；所述外电极的内缘与所述线圈之间沿径向具有第二距离；所述第一距离及所述第二距离均大于等于一预设安全阈值。

于本申请的一实施例中，所述预设安全阈值大于等于20毫米。

于本申请的一实施例中，所述内电极为圆形结构，所述外电极为环形结构；或者，所述内电极为星形结构，所述外电极为星形结构。

于本申请的一实施例中，所述电极与所述刻蚀腔室内的介质窗贴合设置。

于本申请的一实施例中，所述线圈包括至少两个平面单圈线圈，所述至少两个平面单圈线圈沿径向并列排布且同心、共面设置。

于本申请的一实施例中，所述线圈为单输出或者双输出模式。