[發明專利]等離子體處理裝置

在審

• 申請號: 201780005753.3
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108475633A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 徐相勛;鄭成炫
• 申請（專利權）人: 威特爾有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/683;H01L21/687;H05H1/46;H01L21/311;H01L21/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王新春;曹正建

本發明提供了一種等離子體處理裝置。所述等離子體處理裝置包括：用于吸附和固定晶片的靜電吸盤、設置成包圍所述靜電吸盤的上邊緣的聚焦環、設置成封閉所述靜電吸盤的側表面的絕緣管和設置成封閉所述絕緣管的導電管。

技術領域

本發明涉及一種等離子體處理裝置，更具體地，涉及一種利用靜電吸盤保持晶片的等離子體處理裝置的聚焦環。

背景技術

通常，干法蝕刻工藝是半導體制造工藝中的一種，并且是通過在以規則的間隔間隔開的上下電極之間施加高頻并注入工藝氣體以產生等離子體而在晶片上形成精細圖案的工藝。被配置成執行干法蝕刻工藝的等離子體干法蝕刻裝置可以獨立地控制離子濃度和離子能量、增加工藝余量并減少晶片損壞。

在等離子體干法蝕刻裝置中，靜電吸盤用于保持晶片，并且聚焦環設置在靜電吸盤周圍。聚焦環的一部分形成在與靜電吸盤相同的高度上。因此，在其上執行蝕刻工藝的晶片被放置在靜電吸盤和聚焦環上，從而使得它們彼此重疊。通常，聚焦環由硅形成，并用于將等離子體集中在晶片上或者增加下部電極的有效面積。

聚焦環設置在基板的下方和周圍以將等離子體限制到與基板直接相鄰和在基板上的區域，并且包括通過蝕刻氣體蝕刻的硅或陶瓷材料。

當聚焦環由硅形成時，可以保護靜電吸盤免受等離子體造成的腐蝕。聚焦環隨著蝕刻的進行而被消耗，在蝕刻工藝期間被逐漸磨損，并在一段時間后改變晶片邊緣的工藝特性。由于這個原因，需要更換聚焦環。作為消耗部件的聚焦環取決于聚焦環的更換而產生大量的成本并降低裝置的利用率。因此，需要具有新結構的聚焦環來降低聚焦環的更換周期。

當聚焦環由陶瓷材料形成時，依賴于時間的蝕刻速率大于硅的蝕刻速率。聚焦環由介電材料形成并導致鞘變形，從而引起晶片外部圖案的變形(或傾斜)。

發明內容

技術問題

本發明的目的是通過改變聚焦環的結構和材料來確保晶片邊緣的蝕刻可靠性以及延長聚焦環的壽命。

解決問題的方案

根據本發明示例性實施方案的等離子體處理裝置包括：靜電吸盤，所述靜電吸盤被配置成吸附和保持晶片；聚焦環，所述聚焦環設置成包圍所述靜電吸盤的上邊緣；絕緣管，所述絕緣管設置成覆蓋所述靜電吸盤的側表面；和導電管，所述導電管設置成覆蓋所述絕緣管。所述聚焦環設置成在靜電吸盤凹陷部、所述絕緣管的上端和所述導電管的上端上延伸，所述靜電吸盤凹陷部在所述靜電吸盤的邊緣凹陷成環形形狀。所述聚焦環包括由絕緣體形成的外環和埋在所述外環內的內部導電環。所述外環包括具有第一高度的第一外環、具有與所述第一外環相同的底表面并逐漸增加高度以具有傾斜表面的第二外環和具有與所述第二外環相同的底表面并具有第二高度的第三外環。所述內部導電環包括埋在所述第一外環內并平坦延伸的第一內部導電環、與所述第一內部導電環連續連接以傾斜延伸并埋在所述第二外環內的第二內部導電環和與所述第二內部導電環連續連接以平坦延伸并埋在所述第三外環內的第三內部導電環。所述內部導電環與施加于所述靜電吸盤的RF功率電容耦合以調節與所述聚焦環接觸的等離子體的鞘的電壓結構。所述晶片設置成在所述第一外環的上表面上延伸。所述外環的上表面與所述內部導電環的上表面之間的距離是恒定的。

在示例性實施方案中，所述聚焦環可以進一步包括從所述外環的底表面向下突出的環形形狀的聚焦環連結部。所述聚焦環連結部可以插入并固定在形成于所述絕緣管的上表面上的環形形狀的凹陷部中。

在示例性實施方案中，所述外環的上表面與所述內部導電環的上表面之間的距離可以小于或等于3mm。

在示例性實施方案中，所述外環的上表面與所述內部導電環的上表面之間的距離可以小于或等于設置在所述靜電吸盤中包含的RF電極上的介電材料的厚度。