[發(fā)明專利]一種隔離環(huán)組件、等離子體處理裝置及處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010462098.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN113745081A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊金全;黃允才;蘇興才;魏強(qiáng)
• 申請(qǐng)（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(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發(fā)明公開了一種等離子體處理裝置，等離子體處理裝置包括真空反應(yīng)腔和設(shè)于真空反應(yīng)腔的上電極與下電極，上電極與下電極之間形成一處理區(qū)域，上電極與下電極之間產(chǎn)生射頻電場(chǎng)，用以將反應(yīng)氣體解離為等離子體，真空反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置一隔離環(huán)組件，隔離環(huán)組件包括：第一隔離環(huán)，環(huán)繞設(shè)置于上電極外周，包括一內(nèi)壁表面，第一隔離環(huán)可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，第一隔離環(huán)位于第一位置，內(nèi)壁表面與上電極的外周相對(duì)，第一隔離環(huán)位于第二位置，內(nèi)壁表面暴露于上電極和下電極形成的處理區(qū)域內(nèi)；第二隔離環(huán)，環(huán)繞設(shè)置于第一隔離環(huán)外周。本申請(qǐng)使得隔離環(huán)與電極對(duì)應(yīng)的縫隙處能夠徹底清理，降低了后續(xù)對(duì)基片處理造成潛在污染的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體處理裝置及處理方法。

背景技術(shù)

電容耦合等離子體刻蝕設(shè)備是一種由施加在極板上的射頻電源通過(guò)電容耦合的方式在反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體并用于刻蝕的設(shè)備。其包括真空反應(yīng)腔，真空反應(yīng)腔側(cè)壁上設(shè)置一開口用于容納基片進(jìn)出。反應(yīng)腔內(nèi)的上電極和下電極，上電極和下電極之間形成一反應(yīng)區(qū)域。至少一射頻電源通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)施加到上電極或下電極之一，在上電極和下電極之間產(chǎn)生射頻電場(chǎng)，用以將反應(yīng)氣體解離為等離子體，等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待處理基片的表面發(fā)生多種物理和化學(xué)反應(yīng)，使得基片表面的形貌發(fā)生改變，即完成刻蝕過(guò)程。腔內(nèi)通常還設(shè)有隔離環(huán)，用來(lái)約束等離子體的分布，并將反應(yīng)腔室的金屬腔壁與等離子體隔開，以保護(hù)腔壁不受等離子體的侵蝕。

由于電容耦合等離子體刻蝕工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些聚合物，會(huì)堆積在腔體零部件上，需要不定期通過(guò)特殊的工藝制成清除，通常在從反應(yīng)腔室內(nèi)取出完成處理的基片后，向反應(yīng)腔室引入清洗用的蝕刻氣體并將其解離生成清洗用的等離子體，用來(lái)對(duì)反應(yīng)腔室的腔體及內(nèi)部的各裝置進(jìn)行等離子體清洗，以去除附著的聚合物。然而，由于第一電極、第二電極邊緣處的場(chǎng)強(qiáng)會(huì)受邊緣條件的影響，導(dǎo)致一部分電場(chǎng)線彎曲，造成電場(chǎng)邊緣部分場(chǎng)強(qiáng)不均勻，使得等離子體受電場(chǎng)控制在反應(yīng)腔室邊緣的密度較低，目前使用的隔離環(huán)是一個(gè)整體的，上電極和隔離環(huán)之間縫隙較窄，所以隔離環(huán)內(nèi)徑壁上的堆積物不宜清除，殘余的聚合物會(huì)帶來(lái)放電擊穿影響，形成顆粒對(duì)后續(xù)的基片處理造成潛在污染的風(fēng)險(xiǎn)。

并且，為了滿足隔離效果，隔離環(huán)的尺寸具有一定的限制，出于成本以及制作難度的考慮，通常只能采用石英等絕緣材料來(lái)制作滿足規(guī)定尺寸的隔離環(huán)，而不能夠在晶圓片外邊緣區(qū)域設(shè)置其他一些提高刻蝕工藝結(jié)果的導(dǎo)體/半導(dǎo)體材料，功能比較單一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種隔離環(huán)組件、等離子體處理裝置及處理方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效清除隔離環(huán)內(nèi)堆積的殘余顆粒的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N等離子體處理裝置，所述等離子體處理裝置包括真空反應(yīng)腔和設(shè)于真空反應(yīng)腔的上電極與下電極，所述上電極與所述下電極之間形成一處理區(qū)域，所述上電極與下電極之間產(chǎn)生射頻電場(chǎng)，用以將反應(yīng)氣體解離為等離子體，所述真空反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置一隔離環(huán)組件，所述隔離環(huán)組件包括：

第一隔離環(huán)，環(huán)繞設(shè)置于所述上電極外周，包括一內(nèi)壁表面，所述第一隔離環(huán)可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，所述第一隔離環(huán)位于所述第一位置，所述內(nèi)壁表面與所述上電極的外周相對(duì)，所述第一隔離環(huán)位于所述第二位置，所述內(nèi)壁表面暴露于所述上電極和所述下電極形成的處理區(qū)域內(nèi)；

第二隔離環(huán)，環(huán)繞設(shè)置于所述第一隔離環(huán)外周。

進(jìn)一步地，所述第一隔離環(huán)位于所述第二位置時(shí)，所述真空反應(yīng)腔內(nèi)的等離子體為清潔等離子體，所述清潔等離子體用于對(duì)所述內(nèi)壁表面進(jìn)行清潔。