[發明專利]可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置及其處理方法

有效

• 申請號: 201110259602.5
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102983051A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 倪圖強
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01J37/24;H01L21/67
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

1.一種可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置，該裝置包含一個等離子反應腔，該反應腔內包含一對電極，一對該電極之間設有待處理工件，一對該電極中包含一個下電極（4），所述的下電極（4）的輸入端電路連接的混頻器（5）；其特征在于，該裝置還包含分別與所述的混頻器（5）的輸入端電路連接的若干個帶通濾波器（6）和一個低通濾波器（7）；

每個所述的帶通濾波器（6）的輸入端還電路連接有甚高頻信號發生器（8），該甚高頻信號發生器（8）輸出甚高頻射頻信號至帶通濾波器（6）；

所述的低通濾波器（7）的輸入端還電路連接有低頻信號發生器（9），該低頻信號發生器（9）輸出低頻射頻信號至低通濾波器（7）；

該裝置還包含有射頻比率控制器（10），該射頻比率控制器（10）分別與若干個所述的甚高頻信號發生器（8）電路連接，控制若干路甚高頻射頻信號的輸出功率比率。

2.如權利要求1所述的可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置，其特征在于，各路所述的甚高頻射頻信號之間具有從低到高不同頻率；

所述的甚高頻射頻信號的頻率取值范圍大于40MH_Z小于120MH_Z。

3.一種用于可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置的處理方法，所述等離子處理裝置包含一個等離子反應腔，反應腔內設有一對電極，一對該電極之間設有待處理工件；一對電極中包含一個下電極（4），該下電極（4）輸入端電路連接有混頻器（5），該混頻器（5）輸入端電路連接有低通濾波器（7）和若干個帶通濾波器（6）；

其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟1、可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置啟動，下電極（4）?接收若干路甚高頻射頻信號和低頻射頻信號；

步驟2、射頻比率控制器根據在待處理工件表面的等離子濃度分布要求調整各路甚高頻射頻信號的射頻功率比率；其中所述多路甚高頻射頻信號的頻率大于40MH_Z小于120MH_Z。

4.如權利要求3所述的用于可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置的處理方法，其特征在于，所述的步驟1還包含以下步驟：

步驟1.1、待處理工件設置在等離子反應腔中，等離子反應腔內充入反應氣體后等離子處理裝置啟動；?

步驟1.2、若干路甚高頻射頻信號分別傳輸至若干個帶通濾波器（6），該帶通濾波器（6）對甚高頻射頻信號進行濾波，低頻頻射頻信號傳輸至低通濾波器（7），該低通濾波器（7）對低頻射頻信號進行濾波；

步驟1.3、經過濾波的甚高頻射頻信號和低頻射頻信號傳輸至混頻器（5），混頻器（5）對輸入的甚高頻射頻信號及低頻射頻信號進行混頻；?

步驟1.4、混頻后的射頻信號傳輸至下電極（4），下電極（4）接收混頻的甚高頻射頻信號及低頻射頻信號。

5.如權利要求4所述的用于可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置的處理方法，其特征在于，所述的甚高頻射頻信號包含第一甚高頻射頻信號和第二甚高頻射頻信號；第一甚高頻射頻信號的頻率大于40MH_Z小于60MH_Z，第二甚高頻射頻信號的頻率大于60MH_Z小于120MH_Z；第二甚高頻射頻信號在反應腔中間區域與邊緣區域產生的等離子密度比率大于第一甚高頻射頻信號在反應腔中間區域與邊緣區域產生的等離子密度的比率。

6.如權利要求5所述的用于可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置的處理方法，其特征在于，所述的步驟2還包含以下步驟：

步驟2.1、若需要提高等離子體濃度分布中間高兩邊低的程度，則跳轉到步驟2.2，若需要降低等離子體濃度分布中間高兩邊低的程度，則跳轉到步驟2.3；

步驟2.2、射頻比率控制器提高若干路所述的甚高頻射頻信號中第二甚高頻射頻信號的輸出功率比率；

步驟2.3、射頻比率控制器提高若干路所述的甚高頻射頻信號中第一甚高頻射頻信號的輸出功率比率，其中第二甚高頻射頻信號的頻率大于第一甚高頻射頻信號的頻率。

7.如權利要求3所述的用于可調節等離子體濃度分布的等離子處理裝置的處理方法，其特征在于，所述的待處理工件包含硅材料層。