一种具有屏蔽效果的介质管及等离子体反应腔的制作方法

1.本说明书涉及等离子刻蚀技术领域，具体涉及一种具有屏蔽效果的介质管及等离子体反应腔。


背景技术：

2.在典型的等离子体刻蚀工艺中，不同的工艺气体组合(如cxfy、o2,、ar等)在射频(radio frequency)环境中经过射频激励作用形成等离子体。形成的等离子体在刻蚀腔体上下电极电场作用下与晶圆表面发生物理轰击和化学反应，完成对晶圆表面设计图案和关键工艺的处理过程。典型的刻蚀腔体包括容性耦合腔体(ccp)和感性耦合腔体(icp)两种。
3.图1为典型的感性耦合等离子体反应腔体结构，主要包括：1.晶圆支撑平台，2.晶圆，3.等离子体，4.梯形介质管，5.天线系统，6.屏蔽环，7.屏蔽罩，8.进气管，9.冷却风扇，10.反应腔主体，11.匹配器，12.射频电源。射频功率通过匹配器匹配进入射频天线，天线线圈中rf电流产生一个垂直于电流平面的交变磁场h，交变磁场h在介质反应室中会诱导出一个平行于线圈电流方向的角向电场e；反应气体在角向电场的作用下产生高密度等离子体；然后等离子体从介质反应室扩散至置有晶圆的处理腔室中，并且被晶圆上所施加的偏置电压逐渐加速到达晶圆表面，完成对晶圆的刻蚀工艺。
4.除了平行于线圈电流方向的角向电场之外，梯形介质管中还存在一个由线圈指向介质管中心方向的径向等效静电场(天线线圈上高射频电位诱发)；该静电场使得介质管内壁等离子体鞘层变得极不均匀，加强了对介质管的电场轰击，容易将介质管材料溅射到等离子体环境中，造成半导体器件金属污染或颗粒污染。基于这个问题，通常的解决办法为在天线系统与介质管之间加一层法拉第屏蔽层，该屏蔽层与腔体等电位(接地)，可明显降低和均匀化从天线系统到等离子体的静电场，如图2所示。
5.该结构的缺点在于结构过于复杂，法拉第屏蔽环加工制作及安装过程会引入各种误差，进而导致静电场的屏蔽不均匀，影响屏蔽效果。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本说明书实施例提供一种具有屏蔽效果的介质管及等离子体反应腔。
7.本说明书实施例提供以下技术方案：一种具有屏蔽效果的介质管，包括：
8.介质管；
9.设置于所述介质管表面上的法拉第屏蔽层，所述法拉第屏蔽层上电性连接有接地层。
10.优选的，所述法拉第屏蔽层为将金属通过印刷或蒸镀的形式在所述介质管表面上形成的印刷屏蔽层。
11.优选的，所述法拉第屏蔽层材料为良导体材料。
12.优选的，所述法拉第屏蔽层材料为良导体包括：所述法拉第屏蔽层材料为金、银、铜、铝、镍中的一种。
13.优选的，所述法拉第屏蔽层的厚度为1um～100um。
14.优选的，所述介质管为石英或陶瓷材料制成。
15.优选的，所述法拉第屏蔽层包括：若干锥形状金属涂层，若干所述锥形状金属涂层均匀分布在所述介质管表面，若干所述锥形状金属涂层均与所述接地层之间电连接。
16.优选的，所述法拉第屏蔽层包括：若干直径不同的环形金属涂层和若干连接金属涂层，若干所述环形金属涂层之间通过若干连接金属涂层相连接，若干所述连接金属涂层均与所述接地层之间电连接。
17.优选的，所述介质管为梯形管状结构；
18.或者，所述介质管为平板式结构。
19.一种等离子体反应腔，包括如上述任一项所述的介质管，所述介质管设置于所述反应腔内部。
20.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
21.将法拉第屏蔽层直接设置于介质管表面，实现对icp静电场的法拉第屏蔽效果，能够避免因法拉第屏蔽环加工制作或安装时出现误差导致静电场的屏蔽不均匀。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1是现有技术中的典型的感性耦合等离子体反应腔体结构示意图；
24.图2是现有技术中的法拉第屏蔽层结构示意图；
25.图3是本发明提供的一种具有屏蔽效果的介质管的结构示意图；
26.图4是图3中的一种具有屏蔽效果的介质管的俯视图；
27.图5是本发明提供的一种具有屏蔽效果的介质管的俯视图；
28.图6是本发明提供的一种具有屏蔽效果的介质管的俯视图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
30.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面
可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
32.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
33.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
34.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。
35.如图3-图5所示，一种具有屏蔽效果的介质管，包括：
36.介质管1；
37.设置于介质管1表面上的法拉第屏蔽层2，法拉第屏蔽层2上电性连接有接地层3。
38.通过在介质管1表面设置法拉第屏蔽层2，将法拉第屏蔽层2接地，实现对icp静电场的法拉第屏蔽效果，能够避免因法拉第屏蔽环加工制作或安装时出现误差导致静电场的屏蔽不均匀。
39.在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2为将金属通过印刷或蒸镀的形式在介质管1表面上形成的印刷屏蔽层。
40.需要说明的是，通过印刷或蒸镀的方式在介质管1表面形成法拉第屏蔽层2，可直接在介质管1上进行设置法拉第屏蔽层2，保证介质管1在使用的过程中具有屏蔽的效果，不需要在介质管1外部增设法拉第屏蔽环，能够避免因法拉第屏蔽环加工制作或安装时出现误差导致静电场的屏蔽不均匀。
41.还需要说明的是，由于法拉第屏蔽层2是以印刷或蒸镀的方式设置于介质管上的，法拉第屏蔽层2的位置和厚度是比较容易能够控制的，因此能够保证静电场的屏蔽均匀，相比较在介质管1外部增设法拉第屏蔽环，在保证屏蔽效果更好的情况下操作更为方便。
42.在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2材料为良导体材料，法拉第屏蔽层2采用良导体材料制成，法拉第屏蔽层2的导电性能良好，保证法拉第屏蔽层2的屏蔽效果。
43.在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2材料为良导体包括：法拉第屏蔽层2材料为金、银、铜、铝、镍中的一种。
44.需要说明的是，法拉第屏蔽层2的材料由良导体制成，良导体的材料可从金、银、铜、铝、镍等中选择，以上良导体材料的导电性能都较好，同时材料较为常见，便于进行使用，或者也可根据实际情况，选择其他良导体。
45.在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2的厚度为1um～100um。
46.需要说明的是，法拉第屏蔽层2的厚度可在1um～100um到之间选择，可根据介质管1的实际情况对法拉第屏蔽层2的厚度进行调整，通过在介质管1表面印刷或蒸镀出特定厚度的金属图层以形成法拉第屏蔽层2。
47.在一些实施方式中，介质管1为石英或陶瓷材料制成。
48.需要说明的是，介质管1可采用石英或陶瓷制成，在保证介质管1绝缘性的情况下，
同时具有热膨胀系数小、热稳定性好和耐化学侵蚀性好等性能。
49.如图3和图4所示，在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2包括：若干锥形状金属涂层211，若干锥形状金属涂层211均匀分布在介质管1表面，若干锥形状金属涂层211均与接地层3之间电连接。
50.需要说明的是，通过在介质管1表面印刷或蒸镀出若干锥形金属涂层211，若干锥形金属涂层211均匀分布在介质管1上形成法拉第屏蔽层2，保证屏蔽效果，同时若干锥形状金属涂层211均与接地层3之间电连接，保证接地性。
51.如图5所示，在一些实施方式中，法拉第屏蔽层2包括：若干直径不同的环形金属涂层221和若干连接金属涂层222，若干环形金属涂层221之间通过若干连接金属涂层222相连接，若干连接金属涂层222均与接地层3之间电连接。
52.需要说明的是，通过在介质管1表面印刷或蒸镀出若干直径不同的环形金属涂层221，通过若干连接金属涂层222将若干环形金属涂层221之间连接，若干连接金属涂层222可均匀分布于介质管1表面，若干连接金属涂层222均与接地层3之间电连接，保证接地性。
53.如图3所示，在一些实施方式中，介质管1为梯形管状结构。
54.需要说明的是，介质管1可为梯形管状结构，在使用时，可在梯形管状结构的介质管1上通过印刷或蒸镀的方式形成法拉第屏蔽层2。
55.如图6所示，在一些实施方式中，介质管1为平板式结构。
56.需要说明的是，介质管1可为平板式结构，在介质管1表面通过印刷或蒸镀的方式形成若干锥形金属涂层，若干锥形金属涂层均匀分布在平板式结构的介质管1表面形成法拉第屏蔽层2。
57.基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种等离子体反应腔，包括如上述任一项的介质管1，介质管1设置于反应腔内部。
58.需要说明的是，将介质管1置于反应腔的内部，由于介质管1上的法拉第屏蔽层2连接有接地层3，因此能够保证法拉第屏蔽层2与反应腔的内部等电位，从而保证在等离子蚀刻时，法拉第屏蔽层2具有良好的静电场屏蔽效果。
59.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
60.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。