電感耦合等離子體處理裝置製造方法
2023-06-10 12:22:21
電感耦合等離子體處理裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，包括：腔室，在內部形成有工藝空間；源線圈，設在電介質窗外部的上側，所述電介質窗設置在所述工藝空間的上部；接地板，設在所述源線圈和所述蓋部之間，並形成有設置孔，經接地處理；可變電容器控制裝置，以貫穿所述設置孔的方式安裝，並與所述源線圈連接，用於控制阻抗，通過所述接地板形成接地；本發明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，通過電機精密地控制連接於各源線圈而用於調節阻抗的可變電容器的動作，以便對多個源線圈有效地進行阻抗控制，此外，具有能夠對多個可變電容器進行精確地自動控制的效果。
【專利說明】電感耦合等離子體處理裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電感耦合等離子體處理裝置，更具體為涉及一種能夠自動進行阻抗控制的電感耦合等離子體處理裝置。
【背景技術】
[0002]電感耦合等離子體處理裝置是在半導體和顯示器製造工藝中用於進行蝕刻工藝或沉積工藝的裝置。用於蝕刻工藝的電感耦合等離子體處理裝置，與反應性離子蝕刻裝置或電容耦合等離子體蝕刻裝置相比，對金屬的蝕刻效率相對優異。
[0003]但是，電感耦合等離子體處理裝置對大面積基板進行蝕刻時，其使用上有困難。通常，天線設在電感耦合等離子體處理裝置的真空腔室上部。為了能夠有效地對大面積基板進行蝕刻，天線的配置和阻抗的控制是非常重要的技術要素。
[0004]此外，無論多麼有效地配置天線，由於天線結構複雜而長度較長，所以難以有效地進行阻抗控制。進一步，為了能夠對大面積基板進行蝕刻，需要分區域設置天線。
[0005]此外，為了處理更大面積的基板，需要將這些螺旋天線單獨配置在多個不同區域，但是這種天線結構和為了處理大面積基板的阻抗控制上，存在更大的困難。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]韓國公開特許號:第10-2010-0053253號，「電感耦合等離子體天線」。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於，提供一種通過電機使得可變電容器動作，從而能夠對多個可變電容器精確地進行阻抗控制的電感耦合等離子體處理裝置。
[0010]與上述目的相關的本發明的另一目的在於，提供一種電感耦合等離子體處理裝置，具有用於對可變電容器進行設置和接地的結構，而且，具有能夠儘量減少天線的總線圈的電磁場影響電容器的結構。
[0011]本發明的電感耦合等離子體處理裝置，其包括:腔室，在內部形成有工藝空間；源線圈，設在電介質窗外部的上側，所述電介質窗設置在所述工藝空間的上部；蓋部，設在所述源線圈的上部；接地板，設在所述源線圈和所述蓋部之間，並形成有設置孔，處於接地狀態；可變電容器控制裝置，以貫穿所述設置孔的方式安裝，並與所述源線圈連接用於控制阻抗，通過所述接地板形成接地。
[0012]可以具有在所述源線圈上部向所述源線圈側延伸而與電源連接的總線圈，在所述總線圈的周圍具有總線圈絕緣部。在所述可變電容器控制裝置的周邊可以具有絕緣部。
[0013]所述可變電容器控制裝置可以包括:可變電容器，連接於所述源線圈；電機，使所述可變電容器自動旋轉；外部編碼器，用於檢測所述電機的旋轉。
[0014]所述外部編碼器和所述可變電容器可通過絕緣法蘭連接。在所述可變電容器的末端可以設有與所述源線圈連接的連接板。在所述連接板上具有冷卻管，用於冷卻所述連接板。
[0015]本發明涉及的電感耦合等離子體處理裝置，通過電機精密地控制連接於各源線圈而用於調節阻抗的可變電容器的動作，以便對多個源線圈有效地進行阻抗控制，還有效地進行由該可變電容器和電機一體構成的可變電容器控制裝置的設置，此外，在天線和可變電容器控制裝置之間設有絕緣部，從而能夠儘量減少天線引起的可變電容器的誤動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的圖。
[0017]圖2是示出設在本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的設置狀態圖。
[0018]圖3是示出設在本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的立體圖。
[0019]附圖標記:
[0020]100:腔室
[0021]120:工作檯
[0022]130:靜電卡盤
[0023]150:電介質窗
[0024]170:源線圈
[0025]180:接地板
[0026]200:可變電容器控制裝置
[0027]210:電機
[0028]220:外部編碼器
[0029]240:可變電容器
[0030]250:連接板
【具體實施方式】
[0031]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明涉及的電感耦合等離子體處理裝置的實施例。但是，本發明並不限定於下面公開的實施例，可以以各種形式實現，下面說明的實施例只是用於充分公開本發明，以便本領域的技術人員充分了解發明的保護範圍。
[0032]圖1是示出本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的圖。如圖1所示，本發明涉及的電感耦合等離子體處理裝置具備腔室100，該腔室100具備閘門140，並形成有排氣孔110以將工藝空間內部抽成真空。
[0033]在腔室100內部具有用於放置基板(晶片或不同尺寸的透明基板)10的工作檯120。在工作檯120的上部設有用於卡緊基板10的靜電卡盤130。
[0034]在腔室100的上部設有電介質窗150。在電介質窗150的上部設有作為RF天線的源線圈170。源線圈170設在被劃分成獨立空間的源線圈設置部160。而且，在源線圈設置部160的上部設有接地板180。整個接地板180被施以接地處理。在該接地板180上形成有多個設置孔181。在該設置孔181上設置有後述的可變電容器控制裝置200。此外，接地板180的上部設有蓋部190，並具有用於向源線圈170供給RF (射頻)的高頻電源300。而且，高頻電源300與源線圈170通過總線圈171連接。
[0035]另一方面，在總線圈171的周邊設有絕緣部182。該絕緣部182用於屏蔽總線圈171中所產生的電磁波向源線圈170或可變電容器控制裝置200傳遞。源線圈170設置在劃分成多個區域的源線圈設置部160，並以線圈等形式設置在各區域。而且，各源線圈170的分隔起始端上連接有上述可變電容器控制裝置200。
[0036]圖2是示出設在本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的設置狀態圖，圖3是示出設在本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置上的可變電容器控制裝置的立體圖。
[0037]如圖2和圖3所示，可變電容器控制裝置200固定安裝於接地板180上形成的設置孔181內，此外，可變電容器240通過接地板180接地。而且，在可變電容器240的周邊設有絕緣部183，以便屏蔽從源線圈170或總線圈171所產生的電磁波影響可變電容器240。
[0038]此外，可變電容器控制裝置200具備:電機210 ;外部編碼器220，設在從電機210延伸的旋轉軸上；絕緣法蘭230，經由外部編碼器220延伸；可變電容器(VVC =VacuumVariable Capacitor)240,從所述絕緣法蘭230延伸，且驅動軸與絕緣法蘭230連接；連接板250，設在可變電容器240的端部。而且，該連接板250上連接有源線圈170。此外，連接板250上設有冷卻單元260，以用於冷卻可變電容器和連接板。
[0039]電機210採用步進電機。外部編碼器220包括:圓盤221，其上沿圓周以每7.2度形成共計50個檢測孔221a ;檢測傳感器222，在圓盤221的外周上部和下部分別設有發光部和受光部，以便檢測該圓盤221的檢測孔221a。而且，在可變電容器240上同時具有Z-掃描傳感器(未圖不)。
[0040]如圖1所示，如上所述構成的可變電容器控制裝置200，分別設置在位於一個區域的各源線圈170上。因此，為了處理大面積基板而配置源線圈170時，可以使用數十個可變電容器控制裝置200。
[0041]所有可變電容器控制裝置200為了控制阻抗而動作，以便單獨控制可變電容器240以保持均勻的等離子體。為此，各可變電容器240需要被控制成，單獨工作且能夠有效實現彼此間關聯動作。
[0042]此外，可以在電感耦合等離子體處理裝置內通過網絡構建控制可變電容器的設備網(Device net) 200，以便需要時能夠同時自動控制所有可變電容器240。
[0043]下面，說明如上所述構成的本發明的實施例涉及的電感耦合等離子體處理裝置的動作。
[0044]向腔室100內部搬入基板10並放置在靜電卡盤130上。然後，向腔室100內部供給反應氣體，而且腔室100內部通過排氣裝置保持在設定壓力。之後，打開高頻電源300以規定RF功率輸出用於生成等離子體的高頻，該RF功率經過總線圈171被供應至源線圈170。此時，由絕緣部182、183屏蔽從總線圈171和源線圈170所產生的電磁波，以防止電磁波影響可變電容器240。
[0045]另一方面，來自源線圈170的磁力線貫穿電介質窗150並橫跨腔室100內部的處理空間產生感應電場。反應氣體由於該感應電場被分裂成分子或原子而碰撞產生等離子體。該等離子體以原子團或離子形式在工藝空間內部向大處理空間擴散。此時，原子團以等方性入射至基板10，離子通過直流偏壓向基板10移動，從而對基板10進行如蝕刻等處理。
[0046]另一方面，為了有效地處理這種等離子體處理工藝，等離子體密度需要均勻。為了等離子體密度均勻，需要調節源線圈170的阻抗。因此，可利用設在各源線圈170上的可變電容器控制裝置200來調節各源線圈170的阻抗。
[0047]在本發明的實施例中，可變電容器240的操作動作通過步進電機210來執行。但是，因為無法預料的原因，步進電機210可能發生失步(step out)ο若步進電機210發生失步的情況，即便為了使可變電容器240動作而向步進電機210輸入規定的輸入值，步進電機210實際不會按照該輸入值進行動作。在這種狀態下，不能控制阻抗，所以不能調節所需的等離子體的均勻度，不能有效地實現基板處理。
[0048]為了解決這些問題，為驅動步進電機210而輸入的值以脈衝值表示，而由外部編碼器220檢測電機210的實際動作，並將電機210的實際輸出值以脈衝值表示。然後，比較為驅動步進電機210而輸入的脈衝值與由外部編碼器220檢測並輸出的輸出值，若這兩個值不均等時，可以判斷為發生了失步。
[0049]如上所述，本發明的實施例，並不應該解釋為用於限定本發明的技術思想。本發明的保護範圍僅以權利要求書的記載為準，對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，可以將本發明的技術思想進行各種形式的改進變更。因此，這些改進和變更對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說是顯而易見的，屬於本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於，包括: 腔室，在內部形成有工藝空間； 源線圈，設在電介質窗外部的上側，所述電介質窗設置在所述工藝空間的上部； 蓋部，設在所述源線圈的上部； 接地板，設在所述源線圈和所述蓋部之間，並形成有設置孔，且處於接地狀態； 可變電容器控制裝置，以貫穿所述設置孔的方式安裝，並與所述源線圈連接，用於控制阻抗，通過所述接地板形成接地。
2.根據權利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 在所述源線圈上部具有向所述源線圈側延伸並與電源連接的總線圈，在所述總線圈的周圍設有總線圈絕緣部。
3.根據權利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 在所述可變電容器控制裝置的周邊設有絕緣部。
4.根據權利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 所述可變電容器控制裝置包括:可變電容器，連接於所述源線圈；電機，使所述可變電容器自動旋轉；外部編碼器，用於檢測所述電機的旋轉。
5.根據權利要求4所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 所述外部編碼器和所述可變電容器通過絕緣法蘭連接。
6.根據權利要求4所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 在所述可變電容器的末端設置有與所述源線圈連接的連接板。
7.根據權利要求6所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特徵在於， 在所述連接板上設有冷卻管，用於冷卻所述連接板。
【文檔編號】H05H1/46GK103917037SQ201310346837
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】崔智淑, 李昌根 申請人:麗佳達普株式會社