TWI813045B - 半導體製程設備及其法拉第杯 - Google Patents
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Abstract
一種半導體製程設備及其法拉第杯，該法拉第杯包括杯體和杯口元件，其中杯口元件設置在杯體的杯口處，杯口組件包括第一電極層和位於第一電極層的遠離杯口一側且與第一電極層電絕緣的第二電極層；第一和第二電極層開設有對應設置的第一通孔，用於將杯體的內部和外部相連通；第一和第二電極層能夠在第一電極層被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層被施加第二負脈衝偏壓時，在第一和第二電極層之間形成電場方向朝向第一電極層的第一電場，其中第一和第二負脈衝偏壓具有相同的相位，且第一負脈衝偏壓的偏壓值大於第二負脈衝偏壓的偏壓值。
Description
本申請涉及半導體加工領域，特別涉及一種半導體製程設備及其法拉第杯。
等離子體浸沒離子注入系統不同于利用加速電場及離子質荷比特性得到目標能量離子的束線離子注入系統（beam-line ion implantation system），等離子體浸沒離子注入系統是將需要被摻雜的目標物直接浸沒在包含摻雜劑的等離子體中，並通過給該目標物施加特定負偏壓，使等離子體中的摻雜劑離子進入到目標物表面。然而隨著積體電路製程的不斷發展，尤其是進入到7nm、5nm甚至3nm製程階段，晶圓的成本不斷提高，相關製程對摻雜設備的穩定性、摻雜均勻性、注入離子劑量控制以及金屬污染量級提出了更高的要求。其中，摻雜製程的精度主要由離子注入劑量測量裝置決定。因此，離子注入劑量測量裝置需不斷更新優化以獲得更高的製程控制精度。
本申請提出了一種半導體製程設備的法拉第杯，包括：杯體和杯口組件，其中，該杯口組件設置在該杯體的杯口處，該杯口組件包括第一電極層，和位於該第一電極層的遠離該杯口一側的第二電極層，該第二電極層與該第一電極層電絕緣；該第一電極層和第二電極層開設有對應設置的第一通孔，用於將該杯體的內部和外部相連通；該第一電極層和第二電極層能夠在該第一電極層被施加第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加第二負脈衝偏壓時，在該第一電極層和第二電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的第一電場，其中，該第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓具有相同的相位，且該第一負脈衝偏壓的偏壓值大於該第二負脈衝偏壓的偏壓值。
進一步的，該杯體能夠在該杯體被施加第三負脈衝偏壓，該第一電極層被施加該第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加該第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的脈衝關閉階段，在該杯體與該第一電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的第二電場，其中，該第三負脈衝偏壓、第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓具有相同相位，且該第三負脈衝偏壓的偏壓值小於該第二負脈衝偏壓的偏壓值，該杯體與該第一電極層電絕緣。
進一步的，該第一電極層與該杯體之間、該第一電極層與該第二電極層之間、該第二電極層遠離該第一電極層的一側均設置有絕緣層，該絕緣層均開設有與該第一通孔對應設置的第二通孔。
進一步的，該杯口組件還包括第三電極層，該第三電極層位於該第一電極層的靠近該杯口的一側，該第三電極層能夠在該第三電極層被施加第三負脈衝偏壓，該第一電極層被施加該第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加該第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的脈衝關閉階段，在該第三電極層與該第一電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的第二電場，其中，該第三負脈衝偏壓、第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓具有相同相位，且該第三負脈衝偏壓的偏壓值小於該第二負脈衝偏壓的偏壓值，該第三電極層與該第一電極層電絕緣。
進一步的，該第三電極層與該杯體之間、該第三電極層與該第一電極層之間、該第一電極層與該第二電極層之間、該第二電極層遠離該第一電極層的一側均設置有絕緣層，該絕緣層均開設有與該第一通孔對應設置的第二通孔，該第二通孔與該第一通孔用於將該杯體的內部和外部相連通。
進一步的，該杯體的內壁設置有保護層。
進一步的，該第一通孔具有多個，每個該第一通孔的直徑大於等於0.5mm，且小於等於2mm。
進一步的，多個該第一通孔的開口面積之和占該杯體的杯口的開口面積的百分比大於等於0.4%，且小於等於2%。
本申請還提供一種半導體製程設備，包括製程腔室；該製程腔室內設置有用於承載晶圓的承載部，該製程腔室內還設置有法拉第杯和用於將該法拉第杯固定在該承載部一側的固定安裝部，其中，該法拉第杯為如請求項1-8任意一項所述的法拉第杯。
進一步的，該固定安裝部包括固定環，該固定環環繞設置於該承載部的側壁外側，且在該固定環的上端面設置有一個或多個容置槽，且多個該容置槽沿該固定環的周向間隔分佈；該法拉第杯的數量與該容置槽的數量相同，且各個該法拉第杯一一對應地設置在各個該容置槽內。
進一步的，該半導體製程設備還包括聚焦環，該聚焦環環繞設置該承載部的外側，且覆蓋該固定環的的外環面和該固定環的上端面；該聚焦環開設有與該第一通孔對應設置的第三通孔。
進一步的，該固定環和該杯體均為陶瓷，且為一體結構。
進一步的，該杯口組件的上端面與該固定安裝部的上端面平齊。
與現有技術相比，本申請的有益效果如下：
杯口元件中的第一電極層和第二電極層能夠在第一電極層被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層被施加第二負脈衝偏壓，且該第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓具有相同的相位，第一負脈衝偏壓的偏壓值大於第二負脈衝偏壓的偏壓值時，在第一電極層和第二電極層之間形成電場方向朝向上述第一電極層的第一電場，由於電子在電場中的運動方向與電場方向是相反的，因此等離子體中向杯體中擴散的自由電子在進入到第一電極層和第二電極層之間的第一電場中時會受到排斥力，使自由電子朝遠離杯體內部的方向運動，從而能夠防止等離子體中擴散的自由電子進入到杯體中，進而使得本申請的測量結果更加準確。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
圖1和4示意性地顯示了根據本申請的一個實施例的半導體製程設備的法拉第杯，其包括杯體100和杯口組件200，其中，上述的杯口組件200設置在杯體100的杯口處，杯口元件200包括第一電極層210和第二電極層220。其中，第二電極層220位於第一電極層210的遠離杯口一側，具體的，第一電極層210設置在杯體100的杯口上方，第二電極層220設置在第一電極層210的上方，第二電極層220與第一電極層210電絕緣，第一電極層210和第二電極層220開設有對應設置的第一通孔230，用於將杯體100的內部與外部相連通，以使外部的離子能夠通過第一通孔230進入到杯體100中。
第一電極層210和第二電極層220能夠在第一電極層210被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層220被施加第二負脈衝偏壓時，在第一電極層210和第二電極層220之間形成電場方向朝向第一電極層210的第一電場，其中，上述第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓具有相同的相位，且上述第一負脈衝偏壓的偏壓值大於上述第二負脈衝偏壓的偏壓值。例如，第二負脈衝偏壓為-U0，第一負脈衝偏壓為-U0-70V。
在一些可選的實施例中，可以利用電源部390與第一電極層210和第二電極層220電連接，該電源部390能夠對第一電極層210施加第一負脈衝偏壓，以及對第二電極層220施加第二負脈衝偏壓。
在一些可選的實施例中，第一電極層210與第二電極層220之間，以及第一電極層210與杯體100之間均可設置一定間距，使三者之間相互絕緣。
在一些可選的實施例中，杯體100的材質例如為鎳。
法拉第杯是等離子體浸沒離子注入系統中用於測量離子摻雜精度的重要裝置，在摻雜過程中，正離子會進入到法拉第杯中被轉化成電流信號，通過電子系統的計算得到進入到法拉第杯中的正離子的量，從而得到等離子體浸沒系統中的離子摻雜量。在實際測量過程中，部分來自等離子體的自由電子會進入到法拉第杯中造成測量不准。
在本實施例中，上述的第二電極層220被施加的第二負脈衝偏壓能夠將正離子引入到杯體100中，正離子進入到杯體100中後形成電流信號，從而可測得離子摻雜量。第一電極層210和第二電極層220由於分別被電源部390施加相位相同，但大小不同的偏壓值，因此在第一電極層210和第二電極層220之間會形成電場，同時由於第一電極層210被施加的第一負脈衝偏壓的偏壓值大於第二電極層220上被施加的第二負脈衝偏壓的偏壓值，因此在第一電極層210和第二電極層220之間形成的電場方向朝向第一電極層210，即，圖1中朝下的方向，根據物理規則，電子在電場中的運動方向與電場方向是相反的，因此等離子體中擴散的自由電子在進入到第一電極層210和第二電極層220之間的第一電場中時會受到排斥力，使自由電子朝遠離杯體100內部的方向（即，圖1中朝上的方向）運動，從而能夠防止自由電子進入到杯體100中，減少自由電子對離子測量精度的影響。當法拉第杯的測量精度提高後，相應的，離子摻雜的精度也會提升。
另外，無論是在脈衝週期的脈衝開啟階段，還是脈衝關閉階段（U0=0V），上述第一電場的方向始終朝向第一電極層210（即，圖1中朝下的方向），因此可以始終保持對自由電子的排斥作用。
在一些可選的實施例中，如圖1所示，在杯體100被施加第三負脈衝偏壓，第一電極層210被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層220被施加第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的脈衝關閉階段，在杯體100與第一電極層210之間形成電場方向朝向第一電極層210（即，圖1中朝上的方向）的第二電場，其中，第三負脈衝偏壓、第一負脈衝偏壓和第二負脈衝偏壓都具有相同的相位，且第三負脈衝偏壓的偏壓值小於第二負脈衝偏壓的偏壓值，例如，在脈衝週期的脈衝關閉階段，U0=0，此時第二負脈衝偏壓為U0=0V；第一負脈衝偏壓為-U0-70V=-70V；第三負脈衝偏壓為-U0 +20 V=+20 V。並且，杯體100與第一電極層210電絕緣。具體的，可以將杯體100與第一電極層210之間設置一定的間距，以實現二者的電絕緣。在一些可選的實施例中，可以利用電源部390向杯體100施加第三負脈衝偏壓。
在杯體100被施加第三負脈衝偏壓，第一電極層210被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層220被施加第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的脈衝關閉階段，杯體100與第一電極層210之間形成有第二電場，並且該第二電場的方向為圖1中朝上的方向，因此在脈衝週期的脈衝關閉階段，等離子體產生的部分低能正離子會受到上述第二電場的排斥作用而無法進入到杯體100中，進而進一步保證了法拉第杯的測量精度。
例如，在脈衝週期的脈衝關閉階段，U0=0，此時第二負脈衝偏壓為U0=0V；第一負脈衝偏壓為-U0-70V=-70V；第三負脈衝偏壓為-U0 +20 V=+20 V，此時，第一電極層210和第二電極層220之間的偏壓值為-70V，第一電極層210和第二電極層220之間的第一電場的方向為圖1中朝下的方向；杯體100與第一電極層210之間的偏壓值為+90V，杯體100與第一電極層210之間的第二電場的方向為圖1中朝上的方向。因此，在脈衝週期的脈衝關閉階段，上述第二電場可以對等離子體產生的部分低能正離子起到排斥作用。
值得注意的是，上述的杯體100上被施加第三負脈衝偏壓的目的是為了形成一個電場方向朝向第一電極層210的第三電場，作為一個替代方案，杯口元件還可以包括第三電極層，該第三電極層位於第一電極層210的靠近杯口的一側，在第三電極層被施加第三負脈衝偏壓，第一電極層210被施加第一負脈衝偏壓，第二電極層220被施加第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的脈衝關閉階段，在上述第三電極層與第一電極層210之間形成電場方向朝向第一電極層210的第二電場，也就是說，將上述第三負脈衝偏壓施加在第三電極層上，這同樣可以達到與上述的在杯體100上施加第三負脈衝偏壓相同的目的。
當第一電極層210、第二電極層220和杯體100（或者第三電極層）都被施加負脈衝偏壓時，為了使第一電極層210、第二電極層220和杯體100（或者第三電極層）之間不會相互影響，在上述的實施例中的解決方法是使第一電極層210、第二電極層220和杯體100（或者第三電極層）相互之間具有一定的間距，在此基礎上，為了進一步使三者完全隔離，在一些可選的實施例中，如圖1所示，第一電極層210與杯體100之間、第一電極層210和第二電極層220之間、第二電極層220遠離第一電極層210的一側均設置有絕緣層240，絕緣層240均開設有與第一電極層210和第二電極層220上的第一通孔230對應設置的第二通孔250。
通過設置絕緣層240能夠使第一電極層210、第二電極層220和杯體100完全隔離，避免上述三者被施加負脈衝偏壓後相互影響。具體的，絕緣層240的材質可採用陶瓷。
在一些可選的實施例中，如圖1所示，杯體100的內壁設置有保護層110，設置保護層110的目的在於防止進入到杯體100中的正離子直接轟擊杯體100的內壁而破壞杯體100，同時保護層110能夠防止正離子轟擊杯體100的內壁後濺射產生二次電子，避免產生的二次電子影響測量的準確性。具體的，保護層110的材質可採用石墨、矽及其碳化矽等材質。
在一些可選的實施例中，為了使法拉第杯的測量精度更高，測量結果更準確，如圖1所示，第一電極層210和第二電極層220上對應設置的第一通孔230的數量為多個，多個第一通孔230分佈在第一電極層210和第二電極層220所在平面的各處。
值得注意的是，第一通孔230的分佈方式可以是在第一電極層210和第二電極層220所在平面內均勻分佈，且相鄰的兩個第一通孔230之間的間距應是相同的。
在一些可選的實施例中，多個第一通孔230的直徑大於等於0.5mm，且小於等於2mm。優選的，多個第一通孔230的開口面積之和占杯體100的杯口的開口面積的百分比大於等於0.4%，且小於等於2%。例如，多個第一通孔230開口面積之和可以為1平方釐米-5平方釐米，以滿足測量精度的要求。
本申請還提供了一種半導體製程設備，如圖2、3和4所示，包括製程腔室300，上述的法拉第杯設置在該製程腔室300內，製程腔室300內還設置有承載部500，該承載部500用於承載晶圓，在製程腔室300內還設置有固定安裝部，該固定安裝部用於將法拉第杯固定在承載部500的側壁一側。
在一些可選的實施例中，為了更好地固定晶圓，上述的承載部500為靜電卡盤，其能夠採用靜電吸附的方式固定晶圓。
在一些可選的實施例中，上述固定安裝部包括固定環400，該固定環400環繞設置於承載部500的側壁外側，且在固定環400的上端面設置有多個容置槽410，多個容置槽410沿固定環400的周向間隔分佈，上述的法拉第杯的數量與容置槽410的數量相同，且各個法拉第杯一一對應地設置在各個容置槽410內。在半導體工業中主要的加工對象是晶圓，晶圓的外形為圓形，在此基礎上，通過上述固定安裝部通過採用圓形的固定環400，並使多個容置槽410沿固定環400的周向間隔分佈，可以減小各個容置槽410與承載部500上的晶圓的間距，即，減小了各個法拉第杯與承載部500上的晶圓的間距，從而可以使測量結果更為準確。值得注意的是，固定環400也可為矩形或其他任意形狀，並繞承載部500設置。
另外，在實際應用中，為了使法拉第杯的固定更牢固，容置槽410的形狀和大小與法拉第杯的外形相適應，以避免法拉第杯在容置槽410內發生晃動。
在一些可選的實施例中，上述的容置槽410的數量還可為一個，其例如為環形（例如圓環），且沿固定環400的周向環繞設置，相應的，法拉第杯的外形也為環形（例如圓環），這樣能夠使法拉第杯緊靠承載部500設置，同時也能夠使法拉第杯處於承載部500在其周向上的各處，從而提高測量的精確度。
在一些可選的實施例中，如圖2所示，在固定環400內設置有多個隔板420，多個隔板420用於將環形槽分隔形成多個容置槽410，這樣設置能夠減小法拉第杯的加工難度，使法拉第杯的耐用性更好。可選的，隔板420與固定環400為一體結構。優選的，多個隔板420的分隔方式被設置為：使分隔而成的多個容置槽410的大小和形狀相同，且在固定環400的周向上均勻分佈。例如，多個隔板420可以將圓環形槽分隔成多個大小相同的圓弧形的容置槽410。
在一些可選的實施例中，如圖3所示，上述的半導體製程設備還包括聚焦環430，該聚焦環430環繞設置在固定環400的外側，且覆蓋固定環400的外環面和固定環400的上端面，並且聚焦環430開設有與上述第一通孔230對應設置的第三通孔260，用以將杯體100的內部與外部相連通，以使外部的離子能夠依次通過第三通孔260和第一通孔230進入到杯體100中。
在安裝時，可以先將法拉第杯設置在容置槽410內之後，再設置聚焦環430，以將法拉第杯的上端麵包覆。聚焦環430可以起到保護法拉第杯和固定環400的作用，防止離子直接轟擊法拉第杯和固定環400的表面，聚焦環430例如可採用矽材質。
在一些可選的實施例中，如圖2和3所示，上述的固定環400和法拉第杯均為陶瓷，且為一體結構，一體結構的上述兩者的一致性更好，可減少將法拉第杯裝配到固定環400內的步驟。
在一些可選的實施例中，如圖3所示，杯口組件200遠離杯體100一側的上端面與固定安裝部（例如固定環400）的上端面平齊，這樣能夠使法拉第杯的設置位置和結構與晶圓更接近，從而使測量結果更為精確。
在一些可選的實施例中，為了完成半導體加工，如圖4所示，上述的半導體製程設備內還設置有氣源部310、耦合部和檢測系統330；其中，氣源部310與製程腔室300連通，其用於向製程腔室300內輸入製程氣體，可選的，上述的氣源部310通過噴頭311與製程腔室300連通，氣源部310通過噴頭311將製程氣體注入到製程腔室300內，噴頭311的數量可設置多個，使被注入的製程氣體均勻地分佈在製程腔室300內。
耦合部用於使製程腔室300內的製程氣體啟輝，從而形成等離子體，在一個具體的實施例中，上述的耦合部包括耦合線圈321、電極射頻源322和匹配器323，其中，耦合線圈321與製程腔室300連接，例如，如圖4所示，製程腔室300還連接有錐形筒340，該錐形筒340位於製程腔室300的上側並與製程腔室300連通以形成更大的腔室，錐形筒340內部空心，氣源部310的噴頭311與錐形筒340連通，噴頭311噴出的製程氣體通過錐形筒340進入到製程腔室300內。相應的，上述的耦合線圈321也可以沿錐形筒340的周向環繞設置在錐形筒340的外側，而且在一些可選的實施例中，耦合線圈321環繞形成與錐形筒的形狀相似的錐形環體，以使耦合線圈321與錐形筒能夠等間距設置。
電極射頻源322通過匹配器323與耦合線圈321電連接，電極射頻源322通過耦合線圈321採用感應耦合的方式將功率耦合至製程腔室300內的製程氣體，從而使製程氣體啟輝以產生等離子體。
電源部390用於對固定在承載部500上的晶圓施加負脈衝偏壓，處理系統600通過測得正離子進入到法拉第杯內形成的等效電流來計算離子注入劑量。應注意是，上述電源部390並非一定是單一電源，也可以是多個電源的集合，其用於向半導體製程設備內的各個用電元件供電。
在一些可選的實施例中，在錐形筒340與製程腔室300之間設置有轉接件350。且在轉接件350上還設置有支撐架341，該支撐架341用於支撐安裝噴頭311，該轉接件350作用在於支撐安裝錐形筒340和支撐架341。具體的，在製程腔室300的頂部設置有開口，用於與錐形筒340連通，轉接件350設置在製程腔室300的上述開口處，錐形筒340設置在轉接件350上。
在一些可選的實施例中，轉接件350還能夠使耦合線圈321與製程腔室300電連接，轉接件350的材質應採用可導電，同時還具有一定的強度材質以滿足支撐安裝錐形筒340的要求。當然，在實際應用中，還可以省去上述支撐架341。
在一些可選的實施例中，支撐架341可以設置多個，多個支撐架341沿錐形筒340的周向間隔設置，用以均勻地支撐噴頭311。需要說明的是，可以使支撐架341和錐形筒340共同支撐噴頭311，以避免噴頭311完全壓設在錐形筒340上。
在一些可選的實施例中，製程腔室300的內壁設置有襯板360，該襯板360的材質可以為碳化矽、石墨或者石英等等，襯板360能夠起到保護製程腔室300內壁的作用。值得注意的是，襯板360還可以覆蓋轉接件350的暴露在製程腔室300內的內表面，這樣襯板360還可以一併將轉接件350進行保護。
在一些可選的實施例中，製程腔室300內還設置有光敏感應器370，光敏感應器370連接有信號處理系統371。光敏感應器370能夠檢測製程腔室300內的等離子體的光強度信號，信號處理系統371用於對該光強度信號進行處理轉換為電信號，並將其發送至處理系統600；處理系統600能夠根據這一光強度信號判斷製程腔室300內的等離子體啟輝是否成功。
在一些可選的實施例中，製程腔室300還連接有真空泵系統380，真空泵系統380用於改變製程腔室內的氣體環境，例如氣壓，以符合半導體加工所需的氣體環境。前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
100:杯體
110:保護層
200:杯口組件
210:第一電極層
220:第二電極層
230:第一通孔
240:絕緣層
250:第二通孔
260:第三通孔
300:製程腔室
310:氣源部
311:噴頭
321:耦合線圈
322:電極射頻源
323:匹配器
330:檢測系統
340:錐形筒
341:支撐架
350:轉接件
360:襯板
370:光敏感應器
371:信號處理系統
380:真空泵系統
390:電源部
400:固定環
410:容置槽
420:隔板
430:聚焦環
500:承載部
600:處理系統
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1是根據本申請的一個實施例的法拉第杯的整體結構示意圖；
圖2是法拉第杯安裝在固定安裝部內的俯視示意圖；
圖3是法拉第杯安裝在固定安裝部內的正視示意圖；
圖4是半導體製程設備的整體結構示意圖。
100:杯體
110:保護層
200:杯口組件
210:第一電極層
220:第二電極層
230:第一通孔
240:絕緣層
250:第二通孔
Claims (12)
- 一種半導體製程設備的一法拉第杯，包括：一杯體和一杯口組件，其中，該杯口組件設置在該杯體的杯口處，該杯口組件包括一第一電極層，和位於該第一電極層的遠離該杯口一側的一第二電極層，該第二電極層與該第一電極層電絕緣；該第一電極層和第二電極層開設有對應設置的一第一通孔，用於將該杯體的內部和外部相連通；該第一電極層和第二電極層能夠在該第一電極層被施加一第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加一第二負脈衝偏壓時，在該第一電極層和第二電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的一第一電場，其中，該第一負脈衝偏壓和該第二負脈衝偏壓具有相同的相位，且該第一負脈衝偏壓的偏壓值大於該第二負脈衝偏壓的偏壓值，其中該杯體能夠在該杯體被施加一第三負脈衝偏壓，該第一電極層被施加該第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加該第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的一脈衝關閉階段，在該杯體與該第一電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的一第二電場，其中，該第三負脈衝偏壓、該第一負脈衝偏壓和該第二負脈衝偏壓具有相同相位，且該第三負脈衝偏壓的偏壓值小於該第二負脈衝偏壓的偏壓值，該杯體與該第一電極層電絕緣。
- 如請求項1所述的法拉第杯，其中該第一電極層與該杯體之間、該第一電極層與該第二電極層之間、該第二電極層遠離該第一電極層的一側均設置有一絕緣層，該絕緣層均開設有與該第一通孔對應設置的一第二通孔。
- 一種半導體製程設備的一法拉第杯，包括：一杯體和一杯口組件，其中，該杯口組件設置在該杯體的杯口處，該杯口組件包括一第一電極層，和位於該第一電極層的遠離該杯口一側的一第二電極層，該第二電極層與該第一電極層電絕緣；該第一電極層和第二電極層開設有對應設置的一第一通孔，用於將該杯體的內部和外部相連通；該第一電極層和第二電極層能夠在該第一電極層被施加一第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加一第二負脈衝偏壓時，在該第一電極層和第二電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的一第一電場，其中，該第一負脈衝偏壓和該第二負脈衝偏壓具有相同的相位，且該第一負脈衝偏壓的偏壓值大於該第二負脈衝偏壓的偏壓值；其中該杯口組件還包括一第三電極層，該第三電極層位於該第一電極層的靠近該杯口的一側，該第三電極層能夠在該第三電極層被施加一第三負脈衝偏壓，該第一電極層被施加該第一負脈衝偏壓，該第二電極層被施加該第二負脈衝偏壓時，在脈衝週期的一脈衝關閉階段，在該第三電極層與該第一電極層之間形成電場方向朝向該第一電極層的第二電場，其中，該第三負脈衝偏壓、該第一負脈衝偏壓和該第二負脈衝偏壓具有相同相位，且該第三負脈衝偏壓的偏壓值小於該第二負脈衝偏壓的偏壓值，該第三電極層與該第一電極層電絕緣。
- 如請求項3所述的法拉第杯，其中該第三電極層與該杯體之間、該第三電極層與該第一電極層之間、該第一電極層與該第二電極層之間、該第二電極層遠離該第一電極層的一側均設置有一絕緣層，該絕緣層均開設有 與該第一通孔對應設置的一第二通孔，該第二通孔與該第一通孔用於將該杯體的內部和外部相連通。
- 如請求項1-4任意一項所述的法拉第杯，其中該杯體的內壁設置有一保護層。
- 如請求項1-4任意一項所述的法拉第杯，其中該第一通孔具有多個，每個該第一通孔的直徑大於等於0.5mm，且小於等於2mm。
- 如請求項6所述的法拉第杯，其中多個該第一通孔的開口面積之和占該杯體的杯口的開口面積的百分比大於等於0.4%，且小於等於2%。
- 一種半導體製程設備，其中包括：一製程腔室；該製程腔室內設置有用於承載晶圓的一承載部，該製程腔室內還設置有一法拉第杯和用於將該法拉第杯固定在該承載部一側的一固定安裝部，其中，該法拉第杯為如請求項1-7任意一項所述的法拉第杯。
- 如請求項8所述的半導體製程設備，其中該固定安裝部包括一固定環，該固定環環繞設置於該承載部的側壁外側，且在該固定環的上端面設置有一個或多個容置槽，且多個該容置槽沿該固定環的周向間隔分佈；該法拉第杯的數量與該容置槽的數量相固，且各個該法拉第杯一一對應地設置在各個該容置槽內。
- 如請求項9所述的半導體製程設備，其中該半導體製程設備還包括一聚焦環，該聚焦環環繞設置該固定環的外側，且覆蓋該固定環的外環面和該固定環的上端面；該聚焦環開設有與該第一通孔對應設置的一第二通孔。
- 如請求項9所述的半導體製程設備，其中該固定環和該杯體均為陶瓷，且為一體結構。
- 如請求項8-11任意一項所述的半導體製程設備，其中該杯口組件的上端面與該固定安裝部的上端面平齊。
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