[實(shí)用新型]一種等離子體處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020138135.1
• 申請(qǐng)日: 2010-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN201751976U
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許頌臨;凱文·皮爾斯;杜志游;倪圖強(qiáng);雷本亮;陳金元;尹志堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32;H01J37/04;H05H1/46;H01L21/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體處理裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制造過程中，通常需要在半導(dǎo)體基底上形成層結(jié)構(gòu)，然后對(duì)層結(jié)構(gòu)作不同工藝的處理，如刻蝕，以形成所需圖案。隨著制造工藝的不斷完善，為了制備性能更好的半導(dǎo)體器件，現(xiàn)有的刻蝕方法正從濕法刻蝕逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦煞涛g，例如等離子體刻蝕。

如圖1所示為等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，一般等離子處理裝置包括圓柱形的反應(yīng)腔室1，在該反應(yīng)腔室1的底部設(shè)置有用于放置基片2的基臺(tái)3，在反應(yīng)腔室1的頂部設(shè)置有上電極4，上電極4通常采用石英或金屬等統(tǒng)一的材料制成，該上電極4與基臺(tái)3相對(duì)設(shè)置并與基臺(tái)3之間形成等離子體產(chǎn)生空間，通過在上電極4和基臺(tái)3(作為下電極)之間施加射頻電壓，使得通入反應(yīng)腔室1內(nèi)的氣體形成等離子體，進(jìn)而可以對(duì)放置在基臺(tái)3上的基片2進(jìn)行刻蝕。

上述結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置在對(duì)基片2進(jìn)行刻蝕的過程中，根據(jù)不同的刻蝕應(yīng)用以及等離子體由中心區(qū)域向邊緣區(qū)域的擴(kuò)散情況等，各區(qū)域內(nèi)等離子體密度不同，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基片2中心區(qū)域的刻蝕速率與邊緣區(qū)域不同。例如，在刻蝕Nitride材料時(shí)，刻蝕過程主要是自由基(radical)為主導(dǎo)，由于等離子體處理裝置的排氣口通常設(shè)置在基片邊緣的外側(cè)，因而，由于排氣的作用，在基片邊緣的自由基會(huì)多于在基片中心區(qū)域的自由基，使得基片邊緣的刻蝕速率快；而在刻蝕oxide材料時(shí)，刻蝕過程主要是以等離子體離子作用于基片為主導(dǎo)，由于等離子體中的離子能量的分布是基片中心區(qū)域高于基片邊緣區(qū)域，所以，基片的中心刻蝕速率大于邊緣刻蝕速率。刻蝕速率的不同會(huì)導(dǎo)致基片刻蝕不均勻，良率降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種等離子體處理裝置，能夠提高對(duì)基片刻蝕的均勻性。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種等離子體處理裝置，包括上電極和與所述上電極相對(duì)的用于放置基片的基臺(tái)，所述上電極接地，所述基臺(tái)分別連接高射頻電源和低射頻電源，所述上電極至少包括兩個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的電阻不同，且與所述上電極的各區(qū)域分別相對(duì)的基片上的各區(qū)域之間，刻蝕速率的差值小于閾值。

進(jìn)一步，所述上電極包括與上電極同圓心的圓形中心區(qū)域和圍繞在所述中心區(qū)域周圍的圓環(huán)形邊緣區(qū)域。

進(jìn)一步，所述上電極包括與上電極同圓心的圓形中心區(qū)域，圍繞在所述中心區(qū)域周圍的圓環(huán)形過渡區(qū)域和圍繞在所述過渡區(qū)域周圍的圓環(huán)形邊緣區(qū)域。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域的電阻率不同。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域的電阻率沿徑向逐漸變大。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域的電阻率沿徑向逐漸變小。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域的厚度不同。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域在軸向上的厚度沿所述上電極的徑向逐漸變大。

進(jìn)一步，所述上電極各區(qū)域在軸向上的厚度沿所述上電極的徑向逐漸變小。

進(jìn)一步，沿所述上電極的外周設(shè)置有邊緣環(huán)。

進(jìn)一步，所述邊緣環(huán)至少包括兩個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的電阻率不同，和/或各區(qū)域的厚度不同。

本實(shí)用新型通過設(shè)置上電極上各區(qū)域的電阻不同，并且使得與基片上刻蝕速率高的位置相對(duì)的區(qū)域的電阻，大于與基片上刻蝕速率低的位置相對(duì)的區(qū)域的電阻，從而依靠改變上電極不同區(qū)域與基臺(tái)之間的射頻電場(chǎng)調(diào)整了等離子體對(duì)基片不同區(qū)域的刻蝕速率，提高對(duì)基片刻蝕的均勻性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示等離子體處理裝置中上電極的俯視圖；

圖4是本實(shí)用新型另一種等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4所示等離子體處理裝置中上電極的俯視圖；

圖6是本實(shí)用新型另一種等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6所示等離子體處理裝置中上電極的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。