一种半导体加工设备的制作方法

本发明涉及ICP装置技术领域，具体涉及一种半导体加工设备。

背景技术：

在感应耦合等离子体刻蚀过程中，法拉第屏蔽装置被用于提高射频耦合的均一性。现有技术中，法拉第屏蔽装置的样式多种多样，在设计法拉第屏蔽装置的样式时主要考虑以下三点：

（1）、屏蔽率容易调整，这样有助于寻找最适宜的参数；

（2）、法拉第屏蔽装置作为圆柱形陶瓷窗的主要支撑部件及真空密封组件，但是由于陶瓷材料的易脆性，因此，如何有效结合这两项功能显得尤为重要；

（3）、法拉第屏蔽装置设置在圆柱形陶瓷窗 和线圈组件之间，线圈组件需要经常改变和替换，因此，减少线圈缠绕步骤及拆卸步骤显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体加工设备，通过在进气环的底表面设置导向环，有效改变刻蚀气体的进气路径，提高射频耦合的均一性，有效提高刻蚀气体的解离程度。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种半导体加工设备，其特点是，包含：

反应腔，所述反应腔内设置有载片台，所述载片台上放置待刻蚀晶圆；

圆柱形陶瓷窗，所述圆柱形陶瓷窗为中空结构，其一端与所述反应腔联通；

承载窗，设置在所述反应腔与圆柱形陶瓷窗之间，所述承载窗设有通孔，连通所述反应腔与圆柱形陶瓷窗；

进气环，与所述承载窗相对，设置在圆柱形陶瓷窗的另一端，所述进气环上设有若干通孔；

上盖，与所述圆柱形陶瓷窗相对设置在所述进气环的另一侧，所述进气环与上盖之间留有气体扩散腔，所述上盖上设有进气孔，其中进气环上的若干通孔及上盖的进气孔与进气环和上盖之间的气体扩散腔相联通；

法拉第屏蔽装置，套设在所述圆柱形陶瓷窗的外侧，且设置在所述承载窗与进气环之间；

线圈组件，套设在所述法拉第屏蔽装置的外侧，且设置在所述承载窗与进气环之间；

导向环，设置在所述圆柱形陶瓷窗内，且与所述进气环的底表面连接，所述导向环与圆柱形陶瓷窗之间留有等离子发生空间，所述的等离子发生空间一端与进气环上的通孔联通，另一端与反应腔联通。

所述的上盖的进气孔、进气环与上盖之间的气体扩散腔、进气环上的若干通孔及导向环与圆柱形陶瓷窗之间的等离子发生空间形成刻蚀气体的进气通道。

所述的承载窗内嵌入陶瓷块。

所述的圆柱形陶瓷窗的直径大于所述待刻蚀晶圆的直径。

所述的半导体加工设备还包含下支撑密封环，所述的下支撑密封环设置在承载窗与圆柱形陶瓷窗之间，且部分延伸至所述法拉第屏蔽装置的下方。

所述的半导体加工设备还包含上半支撑密封环，所述的上半支撑密封环套设在所述法拉第屏蔽装置的外侧，且位于进气环与线圈组件之间。

所述的半导体加工设备还包含缓冲密封，所述的缓冲密封设置在所述上盖与进气环接触的端面。

所述的线圈组件为螺旋线圈。

所述的线圈组件与法拉第屏蔽装置之间的间隙小于10毫米。

所述的导向环由铝制成，表面镀有抗等离子腐蚀材料。

本发明一种半导体加工设备与现有技术相比具有以下优点：由于设有导向环，通过改变导向环的尺寸形状，调节刻蚀气体的进气通道，提高射频耦合的均一性，有效提高刻蚀气体的解离程度。

附图说明

图1为本发明一种半导体加工设备的整体结构示意图；

图2为法拉第屏蔽装置的整体结构示意图；

图3为线圈组件的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1并结合图2及图3所示，一种半导体加工设备，包含：反应腔100，所述反应腔100内设置有载片台101，所述载片台101上放置待刻蚀晶圆102；圆柱形陶瓷窗200，所述圆柱形陶瓷窗200为中空结构，其一端与所述反应腔100联通；承载窗300，设置在所述反应腔100与圆柱形陶瓷窗200之间，所述承载窗300设有通孔，连通所述反应腔100与圆柱形陶瓷窗200；进气环400，与所述承载窗300相对设置在圆柱形陶瓷窗200的另一端，所述进气环400上设有若干通孔401，所述进气环401的直径大于所述圆柱形陶瓷窗200的直径；上盖500，与所述圆柱形陶瓷窗200相对设置在所述进气环400的另一侧，所述进气环400与上盖500之间留有气体扩散腔402，所述上盖上设有进气孔501，其中进气环400上的若干通孔401与进气环400和上盖500之间的气体扩散腔402相联通；法拉第屏蔽装置600，套设在所述圆柱形陶瓷窗200的外侧，且设置在所述承载窗300与进气环400之间；线圈组件700，套设在所述法拉第屏蔽装置600的外侧，且设置在所述承载窗300与进气环400之间；导向环800，设置在所述圆柱形陶瓷窗200内，且与所述进气环400的底表面连接，所述导向环800与圆柱形陶瓷窗200之间留有等离子发生空间801，所述的等离子发生空间801一端与进气,400上的通孔401联通，另一端与反应腔100联通。

所述的进气环400上的若干通孔401与导向环800和圆柱形陶瓷窗200之间的等离子发生空间801对应设置。

所述的上盖500的进气孔501、进气环400与上盖500之间的气体扩散腔402、进气环400上的若干通孔401及导向环800与圆柱形陶瓷窗200之间的等离子发生空间801形成刻蚀气体的进气通道，该进气通道可通过改变导向环800的尺寸形状，调节刻蚀气体的进气路径，提高射频耦合的均一性，有效提高刻蚀气体的解离程度，在本实施例中并不限于导向环800的截面为矩形，也可以为其他形状，如三角形，改变导向环800的形状，可以实现刻蚀气体进气速度以及解离程度的改变。

在本实施例中，所述的导向环800由铝制成，较佳地，在铝表面镀有抗等离子腐蚀材料，延长刻蚀时间，优选地，采用在铝材料表面镀氧化钇。

在本实施例中，所述的承载窗300由铝制成，在另外一些实施例中，所述的承载窗本体由铝制成然后嵌入陶瓷块。

在本实施例中，所述的圆柱形陶瓷窗200的直径大于所述待刻蚀晶圆102的直径，有效保证刻蚀气体分布于待刻蚀晶圆102表面。

在本实施例中，为了保证半导体加工设备的密封性，半导体加工设备还包含下支撑密封环901、上半支撑密封环902及缓冲密封903，其中下支撑密封环901设置在承载窗300与圆柱形陶瓷窗200之间，且部分延伸至所述法拉第屏蔽装置600的下方；上半支撑密封环902套设在所述法拉第屏蔽装置600的外侧，且位于进气环400与线圈组件700之间；缓冲密封903设置在所述上盖500与进气环400接触的端面。

在本实施例中，为了便于线圈组件700的拆卸安装，线圈组件700与法拉第屏蔽装置600之间设有间隙，较佳地线圈组件700与法拉第屏蔽装置600之间的间隙大于法拉第屏蔽装置600与进气环400之间的横向距离，并且线圈组件700与法拉第屏蔽装置600之间的间隙小于10毫米，可以有效保证感应耦合等离子的程度。

在本实施例中，所述的线圈组件700为螺旋线圈，通过改变线圈组件700的缠绕组数可改变刻蚀气体的解离程度。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。