[发明专利]一种等离子体预清洗装置

说明书

技术领域

本发明属于等离子体加工设备领域，涉及一种应用于对加工件进行预清洗的等离子体装置。

背景技术

等离子体预清洗工艺是制作微尺寸集成电路的常用技术，其是通过在腔室中激发出包含离子、电子、自由基等中性粒子的高密度的等离子体，然后借助等离子体中的离子溅射、轰击被加工工件的表面，从而将被加工工件表面的金属氧化物去除。同时，等离子体中的具有还原性的自由基可与金属氧化物发生化学反应，也可以将被加工工件表面的金属氧化物去除。

通常，等离子体是通过容性耦合、感性耦合或电子回旋共振等方式激发产生。其中，感性耦合激发出的等离子体密度比容性耦合激发出的等离子体密度高1-2个数量级，而且，能量耦合效率高。因此，在实际应用中，常用感性耦合方式来激发等离子体。

图1为等离子体预清洗装置的结构简图。请参阅图1，等离子体预清洗装置包括腔室1以及设置在腔室1上方并与腔室1连接的腔室罩2，腔室罩2采用石英或陶瓷等绝缘材料制成。在腔室罩2上缠绕有作为天线部件的线圈3，线圈3与射频电源4连接。射频电源4向线圈3提供高频功率，从而在腔室1内激发出高密度的等离子体。在腔室罩2与线圈3之间设有法拉第屏蔽件5，借助法拉第屏蔽件5可以减少线圈3与腔室1内的等离子体之间的容性耦合能力。

图2为法拉第屏蔽的结构示意图。请参阅图2，法拉第屏蔽件5为圆桶状结构，其上间隔设有开口。然而，这种法拉第屏蔽件5为整体结构，加工困难，制造成本高，而且安装维护不便。更重要地是，法拉第屏蔽件5的端部没有完全断开，当腔室1内的磁场发生变化时，在法拉第屏蔽件5内容易产生环流(涡流)，使得作用在线圈3上的射频功率因产生热量而损失，从而导致作用在线圈3上的射频功率的能量耦合效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对等离子体预清洗装置中存在的上述缺陷，提供一种等离子体预清洗装置，其不仅可以避免容性耦合的产生，而且可以提高作用在线圈上的射频功率的能量耦合效率。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种等离子体预清洗装置，包括线圈、法拉第屏蔽件、介质桶、设置在所述介质桶顶端的顶盖以及与所述介质桶底端相连的腔体，所述法拉第屏蔽件套在所述介质桶的外侧，所述线圈缠绕在所述法拉第屏蔽件的外侧，所述法拉第屏蔽件包括沿所述介质桶周缘方向排列的至少两个相互不接触的法拉第屏蔽单元。

其中，在所述法拉第屏蔽单元上设有沿所述法拉第屏蔽件轴向方向的槽部。

其中，所述槽部在所述法拉第屏蔽件的周缘方向上的宽度为3～10mm。

其中，所述法拉第屏蔽单元在所述法拉第屏蔽件的径向方向的厚度为3～10mm。

其中，在所述介质桶周缘方向上，相邻两个所述法拉第屏蔽单元之间的距离为3～10mm。

其中，所述法拉第屏蔽单元采用导电材料制成。

其中，所述法拉第屏蔽件与直流电源连接。

其中，所述法拉第屏蔽件与直流电源之间连接有低通滤波器。

其中，所述介质桶顶端与所述顶盖之间设置有转接法兰，在所述转接法兰内部设有用于冷却所述介质桶的冷却通道，所述冷却通道与冷却介质源连通。

其中，所述介质桶采用陶瓷或石英制成。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的等离子体预清洗装置，设置在介质桶外侧的法拉第屏蔽件包括沿所述介质桶周缘方向排列的至少两个相互不相接触的法拉第屏蔽单元，该法拉第屏蔽件不仅能够屏蔽电场，从而减少线圈与等离子体之间的容性耦合的发生，降低等离子体对介质桶的轰击，从而延长介质桶的寿命以及减少反应腔室内的污染；而且可以减少、甚至避免法拉第屏蔽件上产生涡流，从而可以减少作用在线圈上的射频功率的损失，进而可以提高作用在线圈上的射频功率的能量耦合效率。此外，由至少两个相互不相接触的法拉第屏蔽单元沿所述介质桶周缘方向组成的法拉第屏蔽件容易加工，制作成本低，而且安装维护方便。

附图说明

图1为等离子体预清洗装置的结构简图；

图2为法拉第屏蔽的结构示意图；

图3为本发明提供的等离子体预清洗装置的结构简图；

图4为本发明提供的法拉第屏蔽件的俯视图；

图5为本发明提供的法拉第屏蔽件的立体图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的等离子体预清洗装置进行详细描述。