[发明专利]一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法，法拉第屏蔽装置包括法拉第屏蔽板和贴置在法拉第屏蔽板下端面的电阻丝；法拉第屏蔽板包括导电环和多个辐射对称连接在导电环外周的导电瓣状件；电阻丝的外表面设置有绝缘导热层；刻蚀工艺时，电阻丝通电加热。本发明当刻蚀工艺时，导通加热电路与电阻丝，使电阻丝通电温度升高，加热介质窗，减少产物的沉积量；由于电阻丝与介质窗直接接触，加热效率高，热量散失少，简化了设备结构；法拉第屏蔽板位于射频线圈与电阻丝之间形成屏蔽，可防止射频线圈与电阻丝之间产生耦合及放电；加热电源的输出端经滤波电路单元滤波后，连接至电阻丝，有效防止射频线圈与电阻丝之间产生耦合。

技术领域

本发明属于半导体刻蚀技术领域，尤其涉及一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法。

背景技术

在刻蚀工艺中，等离子体线圈的不同部分之间的电压电容耦合到等离子体，虽然这种耦合促进点火和稳定，但电容耦合部分可在反应腔室引起局部加强电压，这可能加速离子从等离子体离开以局部的影响介质窗，导致局部溅射损害；在其他情况下，电容耦合可能导致局部沉积。溅射可能导致介质窗上的表面涂层损坏，然后颗粒可脱落并可能降落在生产的晶片上导致缺陷。

为解决上述问题，现有技术采用如图1的等离子体刻蚀机介质窗加热技术，所示主要组成部分为，射频线圈001，介质窗002，加热网004，送热风扇005，外屏蔽罩006。射频线圈001产生等离子体穿过介质窗002进行工艺，加热网004产生热量，经所述送热风扇005按示意图箭头所示方向吹送至所述介质窗002进行加热。此方法的缺点主要有：风扇送热热量四散，加热效率低；另一方面会同时对线圈及其他电器元件如匹配器等同时进行加热，造成电器件高温而易损；为防止风热四散而温度越来越高，对操作者产生高温伤害，还需要外屏蔽罩006，造成结构复杂，既占用额外空间又会增加成本。

另外，对陶瓷介质窗加热，虽然能减少产物的沉积量，但还是有部分产物沉积到陶瓷介质窗上，一段时间后沉积物增多到一定量，仍然会对刻蚀工艺产生不利影响，这样的话还是需要对腔室进行拆卸，进一步地将陶瓷介质窗拆掉进行人工清洗。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法，通过对直接接触介质窗的电阻丝通电温度升高，加热介质窗，减少产物的沉积量；且加热效率高，热量散失少，简化了设备结构。

技术方案：本发明提出一种等离子体刻蚀系统的可用于加热的法拉第屏蔽装置，包括法拉第屏蔽板；所述法拉第屏蔽板包括导电环和多个辐射对称连接在导电环外周的导电瓣状件；所述法拉第屏蔽装置还包括贴置在法拉第屏蔽板下端面的电阻丝；所述电阻丝的外表面设置有绝缘导热层；刻蚀工艺时，所述电阻丝通电加热。

进一步，还包括用于为电阻丝供电的加热电路；所述加热电路包括加热电源和滤波电路单元；所述加热电源的输出端经滤波电路单元滤波后，连接至电阻丝。

进一步，还包括反馈控制电路；所述反馈控制电路包括测温传感器、温度控制器和固态继电器；所述固态继电器设置在加热电路上，用于控制加热电路启闭；所述测温传感器用于测量电阻丝温度，传送数据至温度控制器；所述温度控制器根据设定温度，反馈信号控制固态继电器的启闭。

进一步，所述电阻丝在法拉第屏蔽板上布线形成的图形是开放曲线。

进一步，所述法拉第屏蔽板分为若干个加热区域；每个所述加热区域包括一段导电环以及对应连接在该段导电环上的若干个导电瓣状件；每个加热区域设置有一根电阻丝；所述一根电阻丝沿所述加热区域内的导电环以及所述加热区域内的每一个导电瓣状件布线。

进一步，所述电阻丝在导电瓣状件的下端面沿弓形路径布线。

进一步，所述法拉第屏蔽板的下端面设置有布线槽；所述电阻丝嵌入设置在布线槽内。

一种等离子体刻蚀系统，包括上述的可用于加热的法拉第屏蔽装置。