CN105590824A - 一种等离子体加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子体加工设备，包括腔体，在所述腔体的内表面和/或所述腔体的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层，以屏蔽外部磁场对等离子体加工设备内部的等离子体的干扰，其中，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于3000*10-6H/m。涂覆在腔体内表面和/或外表面上的高磁导率材料涂层不受材料涂层厚度和折弯强度的限制，可以实现无缝接合，实现较好的屏蔽效果。本发明直接在腔体的内表面和/或外表面上形成连续的高磁导率材料涂层，免去了现有技术中采用的金属板拼接黏贴等繁琐流程，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工设备领域，尤其涉及一种等离子体加工设备。
背景技术
等离子体加工设备借助其腔体内部的等离子体对待加工器件进行加工处理。在等离子体加工过程中，地磁等外部磁场会对等离子体加工设备内部的等离子体产生干扰。为了提高等离子体加工设备加工的一致性，需要消除地磁等外部磁场对腔体内部的等离子体的干扰。
目前，为了消除地磁等外部磁场对等离子体加工设备腔体内部的等离子体的干扰，现有技术中通常采用在等离子体加工设备的外部覆盖高磁导率金属板的方式实现对腔体内部等离子体的磁屏蔽。
采用在等离子加工设备外部覆盖高磁导率金属板的方式实现对腔体内部等离子体的磁屏蔽存在如下缺点：
1、采用高磁导率金属板屏蔽的方式，在直角转弯、大曲率过度、小孔、小槽等区域，由于受金属板厚度和折弯强度限制，很难实现金属板屏蔽处理，导致磁屏蔽层不连续，容易在这些区域造成磁场泄露，影响磁屏蔽效果。
2、采用高磁导率金属板屏蔽,为了实现金属板之间磁感线连续，一般使用金属板拼接、黏贴等方式安装在刻蚀机腔体外部，拼接零件多，安装过程复杂，影响生产效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种等离子体加工设备，以采用比较简便的方法屏蔽外部磁场对等离子体加工设备腔体内部的等离子体的干扰。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种等离子体加工设备，包括腔体，在所述腔体的内表面和/或所述腔体的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层，以屏蔽外部磁场对等离子体加工设备内部的等离子体的干扰，其中，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于3000*10-6H/m。
可选地，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于5000*10-6H/m。
可选地，所述高磁导率材料涂层的厚度在0.005～2mm之间。
可选地，所述高磁导率材料涂层采用热喷涂、蒸镀或电镀的方法涂覆。
可选地，所述等离子体加工设备还包括设置在所述腔体内部的防护罩，所述防护罩用于等离子体与腔体之间的隔离。
可选地，在所述防护罩的内表面和/或所述防护罩的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层。
可选地，在所述腔体的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
可选地，在所述腔体的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层；
和/或，在所述防护罩的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层；
和或，在所述防护罩的外表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
一种等离子体加工设备，包括腔体和设置在所述腔体内部的防护罩，所述防护罩用于等离子体与腔体之间的隔离，在所述腔体的内表面上，和/或，所述腔体的外表面上，和/或，在所述防护罩的内表面上，和/或，在所述防护罩的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层，以屏蔽外部磁场对等离子体加工设备内部的等离子体的干扰，其中，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于3000*10-6H/m。
可选地，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于5000*10-6H/m。
可选地，所述高磁导率材料涂层的厚度在0.005～2mm之间。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的等离子体加工设备，其腔体的内表面和/或腔体的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层。地磁等外部磁场在穿过等离子体加工设备时会发生偏转，大部分外部磁场从高磁导率材料涂层及其附近区域通过等离子加工设备，仅有很少一部分外部磁场穿过腔体内的等离子体。这种外部磁场穿过等离子体加工设备的方式，不会对等离子体腔体内部的等离子体产生干扰。
本发明提供的等离子体加工设备中，涂覆在腔体内表面和/或外表面上的高磁导率材料涂层不受材料涂层厚度和折弯强度的限制，可以实现无缝接合，实现较好的屏蔽效果。
进一步地，本发明直接在腔体的内表面和/或外表面上形成连续的高磁导率材料涂层，免去了现有技术中采用的金属板拼接黏贴等繁琐流程，提高了生产效率。
附图说明
为了清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明实施例的部分附图，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的等离子体加工设备的结构示意图；
图2是不屏蔽外部磁场时，外部磁场穿过等离子体加工设备时的情形示意图；
图3是图2所示的腔体局部区域A的剖面结构放大示意图；
图4是外部磁场穿过本发明实施例一提供的等离子体加工设备时的情形示意图；
图5是本发明实施例二提供的等离子体加工设备的结构示意图；
图6是图5所示的防护罩局部区域B的剖面结构放大示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、效果以及技术方案更加清楚完整，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的等离子体加工设备的结构示意图。为使等离子体加工设备的结构示意图简洁、易懂并突出本发明的改进点，在图1所示的等离子体加工设备中只显示出了与本发明改进点相关的部件，那些与本发明改进点不相关的部件在图1中没有显示出来。
如图1所示，该等离子体加工设备包括腔体01以及位于腔体内部的静电吸盘02。当需要对待加工晶圆03进行等离子加工时，将待加工晶圆03放置在静电吸盘02上，通过静电引力将待加工晶圆03固定在静电吸盘02上。此时，形成于腔体内部的等离子体04对待加工晶圆03进行加工处理。
由于腔体01内部的等离子体带有电荷，在外部磁场穿过等离子体加工设备时，会对其内部的等离子体产生干扰，从而影响待加工晶圆的处理效果。图2示出了在不屏蔽外部磁场时，外部磁场穿过等离子体加工设备时的情形，外部磁场穿过等离子体加工设备时，磁场线不会发生偏折，有相当一部分外部磁场穿过等离子体，从而对等离子体产生了干扰。
因此，为了保证等离子体对待加工晶圆的处理效果，需要消除外部磁场对等离子体加工设备内部等离子体的干扰，因此，需要采取措施屏蔽外部磁场。
为了屏蔽外部磁场，本发明实施例在腔体01的内表面和/或外表面上涂覆有一层连续的高磁导率材料涂层。为了清楚地理解腔体01的构成，本发明实施例还提供了腔体01的局部区域A的放大示意图，具体参见图3。图3是腔体01的一种结构的局部区域A的剖面示意图。如图3所示，该腔体01包括腔体基材20以及分别涂覆在腔体基材20的内表面和外表面上的高磁导率材料涂层21a和21b。该高磁导率材料涂层21a和21b的磁导率大于3000*10-6H/m。优选地，该高磁导率材料涂层的磁导率大于5000*10-6H/m。在图3所示的腔体01的内外表面上均涂覆了一层高磁导率材料涂层，实际上作为本发明实施例的变形，还可以仅在其内表面或外表面上涂覆有一层高磁导率材料涂层。
通常情况下，该高磁导率材料涂层一般为金属合金材料，例如可以为铁镍合金、铁镍钼合金、软铁、硅钢或坡莫合金。
需要说明的是，该高磁导率材料涂层的厚度很薄，一般为0.005～2mm之间，所以可以认为该高磁导率材料涂层为超薄材料层。
该高磁导率材料涂层可以采用热喷涂、蒸镀或者电镀的方式涂覆在腔体的内、外表面上。
由于该高磁导率材料涂层的磁导率较高，在地磁等外部磁场穿过等离子体加工设备时，大部分外部磁场发生偏折，如图4所示，从高磁导率材料涂层及其附近区域穿过等离子体加工设备，只有很少部分外部磁场穿过腔体内部的等离子体。因而，形成于腔体内部的等离子体几乎不受外部磁场的干扰，能够实现对待加工晶圆的加工处理的一致性。因此，涂覆在腔体内、外表面上的高磁导率材料涂层能够屏蔽外部磁场，从而减少甚至消除了外部磁场对等离子体的干扰。因此，采用该等离子体加工设备进行等离子体加工处理时，能够保证加工处理的的一致性。
本发明通过在腔体的内表面和/或外表面上涂覆一层高磁导率材料涂层即可实现对外部磁场的屏蔽，相较于现有技术中采用在等离子体加工设备的外部覆盖厚金属板的方法，本发明采用的高磁导率材料涂层在等离子体加工设备的直角转弯、大曲率过度、小孔、小槽等区域可以实现无缝接合，实现更好的屏蔽效果。
本发明采用的高磁导率材料涂层可以采用热喷涂、蒸镀或电镀的方式直接在腔体基材上形成连续的高磁导率材料涂层，免去了现有技术中采用金属板需要的拼接黏贴等繁琐流程，因而，可以提高生产效率。
另外，本发明采用在腔体的内表面和/或外表面上形成一层超薄的高磁导率材料涂层，该高磁导率材料涂层的厚度薄、重量轻，因此，相较于现有技术，本发明提供的等离子体加工设备的体积较小，重量较轻。
进一步地，本发明可以在腔体的内外表面上均设置屏蔽外部磁场的高磁导率材料涂层，因此，可以在腔体的内部、外部均可以屏蔽外部磁场，相较于现有技术中只在腔体的外部屏蔽外部磁场的方法，本发明提供的等离子体加工设备屏蔽外部磁场的性能更好，能够达到更好的屏蔽效果。
需要说明的是，当高磁导率材料涂层为金属材料涂层时，腔体内部的等离子体容易腐蚀该涂覆在腔体内表面上的高磁导率材料涂层，为了避免这种情形的发生，防止腔体内部的等离子体腐蚀涂覆在腔体内表面上的高磁导率材料涂层，作为本发明的优选实施例，如图3所示，在位于腔体内表面上的高磁导率材料涂层21a的表面上还可以涂覆有一层抗腐蚀材料涂层22a。该抗腐蚀材料涂层22a可以防止等离子体与高磁导率材料涂层的反应，有利于保护高磁导率材料涂层免受等离子体的腐蚀。需要说明的是，所述抗腐蚀材料涂层可以采用本领域惯用的能够耐等离子体腐蚀的材料组成。
需要说明的是，涂覆在腔体外表面上的高磁导率材料涂层21b由于不直接与等离子体接触，所以，在高磁导率材料涂层21b的表面上无需涂覆抗腐蚀材料层。
以上为本发明实施例一提供的等离子体加工设备。需要说明的是，本发明实施例提供的等离子体加工设备可以为等离子体刻蚀设备，也可以为用于沉积薄膜的沉积设备。当等离子体加工设备为等离子体刻蚀设备时，所述抗腐蚀材料层应选择能够耐刻蚀气体刻蚀的材料组成。
上述实施例一所述的等离子体加工设备在腔体的内部没有设置用于隔离等离子体与腔体的防护罩，实际上，为了保护腔体免受等离子体的腐蚀，在等离子体加工设备的腔体内部还可以设置防护罩。具体结构参见下述实施例二。
实施例二
图5是本发明实施例二提供的等离子体加工设备的结构示意图。图5所示的等离子体加工设备与实施例一提供的等离子体加工设备有诸多相似之处，其不同之处在于在腔体的内部设置有一个用于隔离等离子体04和腔体01的防护罩40。
其中，位于腔体01内部的静电吸盘02以及待加工晶圆03和等离子体04均位于防护罩40内。
需要说明的是，由于等离子体04位于防护罩40内，所以，为了屏蔽外部磁场，在本发明提供的等离子体加工设备中，可以仅在防护罩40的内表面和/或外表面上涂覆高磁导率材料涂层，也可以仅在腔体的内表面和/或外表面上涂覆高磁导率材料涂层，当然也可以同时在防护罩40的内表面和/或外表面上以及腔体的内表面和/或外表面上涂覆高磁导率材料涂层。
在等离子体加工设备中，有可能与等离子体直接接触的高磁导率材料涂层包括涂覆于防护罩内、外表面上的高磁导率材料涂层、涂覆于腔体内表面上的高磁导率材料涂层。
当等离子体与这些高磁导率材料涂层接触时，有可能会腐蚀这些区域的高磁导率材料涂层。为了防止等离子体对与其接触的高磁导率材料涂层的腐蚀，当在防护罩的内、外表面上均设置有高磁导率材料涂层时，还可以进一步地在所述防护罩的内、外表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
当在腔体的内表面上也设置有高磁导率材料涂层时，还可以如实施例一所述，在腔体的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
需要说明的是，本发明实施例二所述的高磁导率材料涂层以及抗腐蚀材料涂层与上述实施例一所述的高磁导率材料涂层以及抗腐蚀材料涂层完全相同，为了简要起见，在本实施例不再详细描述。
为了清楚地理解本发明实施例提供的防护罩的结构，下面对图5所示的防护罩的局部区域B的剖面结构进行说明。附图6是图5所示的局部区域B的剖面结构放大示意图。
如图6所示，该防护罩包括防护罩基材60、分别位于防护罩基材60内外表面的高磁导率材料涂层61a和61b，以及分别位于高磁导率材料涂层61a和61b表面上的抗腐蚀材料涂层62a和62b。
作为图6所示的防护罩结构的变形，本发明实施例还可以仅在防护罩基材60的内表面上涂覆一层高磁导率材料涂层61a或者仅在防护罩基材60的外表面上涂覆一层高磁导率材料涂层61b。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种等离子体加工设备，包括腔体，其特征在于，在所述腔体的内表面和/或所述腔体的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层，以屏蔽外部磁场对等离子体加工设备内部的等离子体的干扰，其中，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于3000*10-6H/m。
2.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于5000*10-6H/m。
3.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述高磁导率材料涂层的厚度在0.005～2mm之间。
4.根据权利要求1所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述高磁导率材料涂层采用热喷涂、蒸镀或电镀的方法涂覆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述等离子体加工设备还包括设置在所述腔体内部的防护罩，所述防护罩用于等离子体与腔体之间的隔离。
6.根据权利要求5所述的等离子体加工设备，其特征在于，在所述防护罩的内表面和/或所述防护罩的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层。
7.根据权利要求1-4任一项所述的等离子体加工设备，其特征在于，在所述腔体的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
8.根据权利要求6所述的等离子体加工设备，其特征在于，在所述腔体的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层；
和/或，在所述防护罩的内表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层；
和或，在所述防护罩的外表面上的高磁导率材料涂层的表面上设置有抗腐蚀材料涂层。
9.一种等离子体加工设备，包括腔体和设置在所述腔体内部的防护罩，所述防护罩用于等离子体与腔体之间的隔离，其特征在于，在所述腔体的内表面上，和/或，所述腔体的外表面上，和/或，在所述防护罩的内表面上，和/或，在所述防护罩的外表面上涂覆有连续的高磁导率材料涂层，以屏蔽外部磁场对等离子体加工设备内部的等离子体的干扰，其中，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于3000*10-6H/m。
10.根据权利要求9所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述高磁导率材料涂层的磁导率大于5000*10-6H/m。
11.根据权利要求9或10所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述高磁导率材料涂层的厚度在0.005～2mm之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201201 No. 188 Taihua Road, Jinqiao Export Processing Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee after: Medium and Micro Semiconductor Equipment (Shanghai) Co., Ltd. Address before: 201201 No. 188 Taihua Road, Jinqiao Export Processing Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee before: Advanced Micro-Fabrication Equipment (Shanghai) Inc. |