[發明專利]電容耦合等離子體處理裝置與等離子體處理方法

在審

• 申請號: 201611254798.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269728A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 葉如彬;涂樂義;梁潔
• 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
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 潘朱慧

本發明涉及一種電容耦合等離子體處理裝置與對應的等離子體處理方法，用于改善基片刻蝕的均勻性。其中，處理裝置包括：相對設置的上電極與下電極，所述上、下電極之間為處理區域；射頻功率源；偏置功率源，施加于所述下電極；環形件，環繞所述下電極設置，所述環形件沿圓周方向分割為至少兩個部分，每一部分通過一阻抗調節裝置接地。

技術領域

本發明涉及用于加工半導體器件的電容耦合等離子體(Capacitively CoupledPlasma)處理裝置，如電容耦合等離子體刻蝕裝置，還涉及利用上述裝置加工半導體器件的方法。

背景技術

在半導體器件的制造過程中，為了在作為待處理基片的半導體晶片上形成的規定層上形成規定圖案，大多采用以抗蝕劑作為掩模、利用等離子體進行刻蝕的等離子體刻蝕處理。作為用于進行這樣的等離子體刻蝕的等離子體刻蝕裝置，使用各種裝置，其中，主流為電容耦合型等離子體處理裝置。

在電容耦合型等離子體刻蝕裝置中，在腔室內配置一對平行平板電極(上電極和下電極)，將處理氣體導入腔室內，并且向一個電極施加高頻，在電極間形成高頻電場，利用該高頻電場形成處理氣體的等離子體，對半導體晶片的規定層進行等離子體刻蝕。

具體地說，已知有向上電極施加等離子體形成用的高頻以形成等離子體、向下電極施加離子引入用的高頻，由此形成適當的等離子體狀態的等離子體刻蝕裝置，由此，能夠以高選擇比進行再現性高的刻蝕處理(例如，美國專利US6423242號)。

但是，現有的電容耦合等離子體處理裝置仍有改善空間，特別是在處理均勻性方面。以等離子體刻蝕裝置為例，現有刻蝕裝置中由于元件(如位于反應腔側壁的基片傳輸門、位于反應腔底部的排氣口等)幾何結構不對稱、元件(如靜電夾盤、聚焦環)溫度分布不均勻性以及元件電學性能不均勻性等均會影響均可導致刻蝕不均勻，進而對產品性能和良率產生很大的影響，亟需得到解決。另外，不同刻蝕裝置的反應腔結構存在差異性，導致刻蝕工藝不均勻程度也各不相同。因此，亟需一種可在線(即不脫產，在加工過程中實現調節)主動連續調節的裝置或手段，以最大程度減弱加工工藝的不均勻性。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種電容耦合等離子體處理裝置，包括：

反應腔，設置有頂壁、側壁與底壁；

上電極，位于所述反應腔內，設置在所述頂壁；

下電極，位于所述反應腔內，并與所述上電極相對設置；

射頻功率源，施加于所述下電極；

偏置功率源，施加于所述下電極；

環形件，環繞所述下電極設置，并可上下移動；所述環形件沿圓周方向分割為至少兩個部分，每一部分電連接至所述上電極。

可選的，所述環形件的各部分與所述上電極通過一阻抗調節裝置電連接。

可選的，所述阻抗調節裝置包括一可變電感器或一可變電阻或一可變電容。

可選的，所述阻抗調節裝置包括可變電感器、可變電阻與可變電容中的任意兩種，或同時包括可變電感器、可變電阻與可變電容。

可選的，所述環形件的材質包括硅。

可選的，所述上電極接地。

根據本發明的另一個方面，提供一種電容耦合等離子體處理裝置，包括：

相對設置的上電極與下電極，所述上、下電極之間為處理區域P；

射頻功率源；

偏置功率源，施加于所述下電極；

環形件，環繞所述下電極設置，所述環形件沿圓周方向分割為至少兩個部分，每一部分通過一阻抗調節裝置接地。