[发明专利]等离子体处理系统及其开合法拉第组件

说明书

本发明公开了一种具有开合法拉第组件的等离子体处理系统及其开合法拉第组件。开合法拉第组件包括法拉第层，法拉第层包括旋钮、射频接入块、升降机构、若干环扇片；各环扇片均在旋钮的带动下能够同步围绕各自扇面上所设置的第一定位件旋转，并通过第二定位件与旋钮上的导向滑槽的导向连接而限制旋转幅度在第一极限位置、第二极限位置之间；当各环扇片处于第一极限位置时法拉第层处于闭合状态；当各环扇片处于第二极限位置时法拉第层处于打开状态，此时旋钮内侧中心区域完全暴露；因此本发明通过控制法拉第层的开、合来配合刻蚀和清洗工艺，实现了耦合窗的彻底清洗，同时刻蚀工艺时开合法拉第层处于打开状态，不会对刻蚀工艺有任何影响。

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理系统，尤其是一种具有开合法拉第清洗组件的等离子体处理系统，属于半导体集成电路制造技术领域。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，刻蚀是其中最为重要的一道工序，其中等离子体刻蚀是常用的刻蚀方式之一，通常刻蚀发生在真空反应腔室内，通常真空反应腔室内包括静电吸附卡盘，用于承载吸附晶圆、射频负载及冷却晶圆等作用,目前在对半导体器件等的制作过程中，通常将静电吸附卡盘放置在真空的处理腔室中部的基座上，晶圆位于静电吸附卡盘的上表面，在基座顶部的电极中施加射频，使在处理腔室内形成引入的反应气体的等离子体对晶圆进行加工处理。

目前在进行一些非挥发性金属材料的刻蚀过程中，等离子体在偏压的作用下加速达到金属材料表面，从刻蚀材料表面溅射出的金属颗粒会附着在腔体内所有暴露的表面上，包括腔体内壁及腔体顶部的耦合窗，造成污染，为了解决污染，需要在腔室内部通入清洗气体，并在顶部加载射频功率对清洗气体进行电离，带走这些污染颗粒，整个清洗过程中，由于腔体是接地的，且顶部耦合窗为绝缘材质，所以清洗过程中顶部射频加载射频功率激发等离子体，活性的等离子体会清洗接地的腔体，但对耦合窗清洗效果几乎没有，随着时间的推移污染物叠加更加严重，出现沉积物脱落污染晶圆的现象。

为了彻底清洁耦合窗，可以采用法拉第层。法拉第层用于等离子体处理腔室中可以减少等离子体对腔体材料的侵蚀，但仍有部分等离子体可以穿过法拉第层间的狭缝而污染耦合窗。法拉第层置于射频线圈与耦合窗之间可以减少由射频电场诱发的离子对腔壁的侵蚀。这种屏蔽可以是接地的也可以是浮动的。当法拉第屏蔽接地时，由于电容耦合减少使射频电场强度降低，导致引发等离子体放电变得非常困难。当等离子体为浮动设计时，不会过度妨碍等离子体的激发，但对于防止等离子体侵蚀腔体不是十分有效。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种开合法拉第组件，其配装在等离子体处理系统的耦合窗外，清洗时，构成所述开合法拉第组件的各环扇片处于闭合状态，能够覆盖耦合窗正与等离子体接触的区域，此时各环扇片的内圆弧面处于同心圆a上，而各环扇片的外圆弧面则处于同心圆b上；而刻蚀时，构成所述开合法拉第组件的各环扇片处于打开状态，能够将位于开合法拉第组件上的中部线圈完全暴露，此时各环扇片的第一截面均能够与最大打开内切圆相切，最大打开内切圆的直径大于中部线圈的外径。由此可知，本发明所述的开合法拉第组件，可以有效地避免对晶圆刻蚀造成的不良影响，而对耦合窗清洗时，又能够利用法拉第层来实现耦合窗的彻底清洗。

为实现上述的技术方案，本发明将采取如下的技术方案：

一种开合法拉第组件，包括法拉第层，所述的法拉第层包括旋钮、射频接入块、驱动射频接入块移动的升降机构、若干均布在O轴外侧并呈分体设置的环扇片；其中：

所述的旋钮，整体呈圆环状，可旋转地同心设置在O轴外侧，并沿着旋钮的环面等距设置有数量与环扇片数量匹配的导向滑槽；

每一块环扇片均包括内圆弧面、外圆弧面以及将内圆弧面、外圆弧面的同侧分别连接的第一侧型面、第二侧型面；同时，每一块环扇片均在靠近外圆弧面的扇面上分别设置有两根定位件；所述的两根定位件分别为第一、第二定位件；