[發(fā)明專利]一種等離子體處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911346160.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113035679B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金全;黃允文
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;章麗娟

本發(fā)明公開了一種等離子體處理裝置，該裝置包含：真空反應(yīng)腔，所述真空反應(yīng)腔內(nèi)具有上電極和下電極，上電極和下電極相對設(shè)置；隔離環(huán)，包圍所述上電極；射頻屏蔽件，環(huán)繞設(shè)置于隔離環(huán)的外側(cè)，并與所述隔離環(huán)連接；若干個發(fā)熱體，位于所述射頻屏蔽件內(nèi)；若干個真空電極，分別與所述發(fā)熱體連接；若干個波紋管，一端與所述射頻屏蔽件連接，另一端與反應(yīng)腔的頂部連接。其優(yōu)點是：將隔離環(huán)、射頻屏蔽件和發(fā)熱體等部件相結(jié)合，保證了在工藝過程中隔離環(huán)始終處于高溫狀態(tài)，防止了隔離環(huán)本身被聚合物所污染，同時，高溫的隔離環(huán)依靠高溫輻射也可提高晶圓片外邊緣區(qū)域的刻蝕速率，不會因為隔離環(huán)的溫度而影響晶圓的刻蝕速率，從而保證了晶圓刻蝕的均一性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子體刻蝕領(lǐng)域，具體涉及一種等離子體處理裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，通常采用等離子體刻蝕技術(shù)對晶圓(基片)進行蝕刻、沉積、濺射等處理操作。一般地，對于等離子體處理裝置來說，以高頻放電方式進行工作的主要有電容耦合型等離子體處理裝置以及電感耦合型等離子體處理裝置。電容耦合型等離子體處理裝置一般相對設(shè)置有上電極和下電極，通常情況下這兩個電極平行設(shè)置。工作過程中，在下電極上放置待處理晶圓，經(jīng)由整合器將用于生成等離子體的高頻電源施加于上電極或下電極上，通過由該高頻電源所生成的高頻電場來使反應(yīng)氣體的外部電子加速，在上電極和下電極之間形成等離子體環(huán)境，從而對晶圓進行等離子體刻蝕或沉積處理。

在電容耦合型等離子體處理裝置中，通常設(shè)置有一隔離環(huán)，其環(huán)繞包圍著上電極，暴露于等離子體環(huán)境中。所述隔離環(huán)在晶圓處理環(huán)境的外圍，用于隔離等離子體，以防等離子體對真空反應(yīng)腔的腔體造成污染和損害。目前等離子體處理裝置中使用的隔離環(huán)普遍采用石英材料制作，它與反應(yīng)腔中的高溫零部件沒有接觸，且所處的位置在晶圓片的外圍。在半導(dǎo)體基片進行等離子體處理的工藝過程中，因隔離環(huán)本身溫度較低，在工藝過程中產(chǎn)生的氣體副產(chǎn)物(多為聚合物)遇到低溫的隔離環(huán)容易堆積在隔離環(huán)上，可能會使隔離環(huán)發(fā)生腐蝕、淀積或者侵蝕，進而降低隔離環(huán)的工作壽命；另外，隔離環(huán)處的低溫也會對晶圓靠近外邊緣區(qū)域的刻蝕速率產(chǎn)生影響，影響晶圓刻蝕的均一性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種等離子體處理裝置，其將隔離環(huán)、射頻屏蔽件和發(fā)熱體等部件相結(jié)合，保證了在晶圓處理過程中隔離環(huán)可始終處于高溫狀態(tài)，防止了隔離環(huán)本身被聚合物沉積所污染，同時，高溫的隔離環(huán)也可保證晶圓片外邊緣區(qū)域的刻蝕速率，不會因為隔離環(huán)的溫度而影響晶圓的刻蝕速率，保證了晶圓刻蝕的均一性。

為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種等離子體處理裝置，該裝置包含：

真空反應(yīng)腔，所述真空反應(yīng)腔內(nèi)具有上電極和下電極，所述上電極和下電極相對設(shè)置，所述上電極和下電極之間為等離子體環(huán)境；

隔離環(huán)，包圍所述上電極，暴露于等離子體環(huán)境中；

射頻屏蔽件，環(huán)繞設(shè)置于所述隔離環(huán)的外側(cè)，并與所述隔離環(huán)連接；

若干個發(fā)熱體，位于所述射頻屏蔽件內(nèi)，用于對隔離環(huán)進行加熱；

若干個真空電極，分別與對應(yīng)的所述發(fā)熱體連接，為所述發(fā)熱體供電；

若干個波紋管，一端與所述射頻屏蔽件連接，另一端與反應(yīng)腔的頂部連接。

可選的，所述隔離環(huán)遠離所述上電極一側(cè)為臺階狀結(jié)構(gòu)，其包含：

上端部，環(huán)繞設(shè)置在所述上電極的外側(cè)；

下端部，位于所述上端部的下方，由所述上端部自上而下向外擴散而得，兩者之間為過渡部分。

可選的，所述射頻屏蔽件包括：

第一射頻屏蔽件，與所述隔離環(huán)外側(cè)的臺階狀結(jié)構(gòu)相匹配，所述第一射頻屏蔽件內(nèi)環(huán)繞開設(shè)有若干個凹槽，所述凹槽用于容納所述發(fā)熱體；