[发明专利]表面波等离子体加工设备

说明书

本发明提供的表面波等离子体加工设备，其包括反应腔室、微波传输机构以及谐振机构，谐振机构包括谐振腔、金属天线板、介质件和多个金属探针，谐振腔设置在反应腔室的顶部；多个金属探针是可升降的，其下端自谐振腔的顶部竖直延伸至谐振腔的内部；在金属天线板上设置有沿其厚度方向贯穿的多个通孔，多个通孔的数量和位置与多个金属探针的数量和位置一一对应；介质件用于将微波能量耦合进入反应腔室内。通过调节各个金属探针的下端与金属天线板之间的竖直间距，来调节在反应腔室内形成的等离子体的密度分布。本发明提供的表面波等离子体加工设备，其可以实时调节等离子体的分布，从而满足在不同的工艺条件下对等离子体分布的不同要求。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种表面波等离子体加工设备。

背景技术

目前，等离子体加工设备被广泛地应用于集成电路或MEMS器件的制造工艺中。等离子体加工设备包括电容耦合等离子体加工设备、电感耦合等离子体加工设备、电子回旋共振等离子体加工设备和表面波等离子体加工设备等。其中，表面波等离子体加工设备相对其他等离子体加工设备而言，可以获得更高的等离子体密度、更低的电子温度，且不需要增加外磁场，因此表面波等离子体加工设备成为最先进的等离子体设备之一。

图1为现有的一种表面波等离子体加工设备的结构示意图。如图1所示，表面波等离子体加工设备主要包括微波源机构、天线机构和反应腔室19。其中，微波源机构包括电源1、微波源(磁控管)2、谐振器3、换流器4、负载5、定向耦合器6、阻抗调节单元7、波导8和馈电同轴探针9。天线机构包括天线主体11、缝隙板15、滞波板12和介质板16。在进行工艺时，微波源机构用于提供微波能量，并通过馈电同轴探针9加载到滞波板12上；微波能量通过滞波板12后波长被压缩，并通过缝隙板15向下辐射，微波通过介质板16在反应腔室19内激发形成等离子体。此外，在反应腔室19内设置有支撑台21，用以支撑基片20。

图2为缝隙板的俯视图。如图2所示，微波能量是通过缝隙板15上的多个T型缝隙151馈入，多个T型缝隙151分布在以缝隙板15的中心为圆心、不同半径的多个圆周上，从而可以保证基片20上方的等离子体在径向上的分布均匀性。但是，由于缝隙板15的结构是固定的，等离子体的分布情况也是固定的，而无法进行调节，从而无法满足在不同的工艺条件下对等离子体分布的不同要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种表面波等离子体加工设备，其可以实时调节等离子体的分布，从而满足在不同的工艺条件下对等离子体分布的不同要求。

为实现本发明的目的而提供一种表面波等离子体加工设备，包括反应腔室及用于向所述反应腔室提供微波能量的微波传输机构，还包括谐振机构，所述谐振机构包括谐振腔、金属天线板、介质件和多个金属探针，其中，

所述谐振腔设置在所述反应腔室的顶部；

所述多个金属探针是可升降的，且其下端自所述谐振腔的顶部竖直延伸至所述谐振腔的内部；

所述金属天线板用作所述谐振腔的底部腔壁，且在所述金属天线板上设置有沿其厚度方向贯穿的多个通孔，所述多个通孔的数量和位置与所述多个金属探针的数量和位置一一对应；

所述介质件用于将所述微波能量耦合进入所述反应腔室内；

通过调节各个所述金属探针的下端与所述金属天线板之间的竖直间距，来调节在所述反应腔室内形成的等离子体的密度分布。

优选的，在所述金属天线板所在平面上，所述多个金属探针的投影分布在以所述金属天线板所在平面的中心为圆心、且半径不同的多个圆周上。

优选的，所述谐振机构还包括多个升降机构，所述升降机构的数量与所述圆周的数量相对应，各个升降机构用于一一对应地驱动各个圆周上的所有金属探针同步上升或下降；或者，