[实用新型]等离子体处理装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种等离子体处理装置，特别涉及一种调节等离子体处理过程中等离子体均匀性的电容耦合型等离子体处理装置。

【背景技术】

在半导体制造工业中，对集成电路的高精度加工经常利用等离子体来实现所要的加工速度与精度。等离子体加工比如等离子体刻蚀，经常采用电容耦合型等离子体反应器来产生等离子体并利用等离子体来帮助对待加工部件如晶圆进行处理。要实现最大的产量，就要保证一块晶圆上中间和边缘区域的芯片都符合规格要求得到均一的加工效果，即提高加工的均一性(uniformity)。要获得更高的均一性就要保证使晶圆中心和边缘区域具有相同的加工参数如等离子体密度、气体分子密度与种类分布、电场方向、鞘层电压等。其中等离子体密度由于电容型耦合的结构特点限制，在其它参数相同情况下必然会造成晶圆边缘区域比中心区域的等离子体密度低。为了抵消这一偏差，现有技术如US20060128044介绍了利用接地的导电屏蔽物，使等离子体中的带电电荷流向该屏蔽物实现等离子体密度的均一性，但是该专利中的屏蔽物上要涂覆一层足够薄的绝缘膜以实现将等离子体中的电荷导到接地处的目的，该绝缘薄膜若太薄，则该薄膜要求提高且容易被等离子体破坏，需要经常更新从而制造成本增加，若太厚则无法将电荷经过屏蔽物导走，所以该方法会造成高的制造成本。业界迫切需要一种简单且成本低的实现更高的等离子体密度均一性方法。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种电容耦合型等离子体处理装置，其克服现有技术的不足，增强了等离子体密度在整个基片表面的均一性。

本实用新型是通过以下技术方法实现的：一个由导电材料制成的反应腔；设置于反应腔内的一第一电极以及与第一电极相对设置的一第二电极；一射频功率源与第二电极相连接，用以提供射频功率而在第一电极及第二电极之间形成射频电场和形成等离子体；一基座设置于反应腔内用于支撑被处理的基片或晶片；一介电体围绕所述基座，并包围所述基座中的第二电极外侧面的；一射频能量引导元件，其由导电材料制成并且在等离子体处理过程中电浮地，所述射频能量引导元件包括：一覆盖部，设置于介电体外侧并至少部分包围该介电体中的第二电极外侧面的一部分；以及一向内延伸部，其一端与所述覆盖部相交，其相对的另一端向靠近基座的一侧延伸。

其中射频能量引导元件可以是铝等金属材料制得，射频能量引导元件向内延伸部面向第一电极的上表面还覆盖有耐等离子腐蚀的材料，覆盖部的外侧面覆盖有介电层以防止到达射频能量引导元件的射频能量被传递到基座侧面的区域产生不希望出现的等离子。

【附图说明】

图1为说明本实用新型等离子体处理装置的工作原理的剖面图。

图2为本实用新型等离子体处理装置的另外一种实施方式的剖面图。

图3为本实用新型等离子体处理装置的再一种实施方式的剖面图。

图4为本实用新型所述的射频能量引导元件的覆盖部与向内延伸部的位置关系示意图。

【具体实施方式】

本实用新型提出了一种利用简单结构增强等离子体在晶圆或基片上方中心区域和边缘区域等离子体密度均一的等离子体处理装置。本实用新型具体实施例和工作原理如图1所示，图1为本实用新型等离子体处理装置的一种实施方式的剖面图。如图所示，等离子体处理装置包括一个导体制成的反应腔9，反应腔9内的上方设置一个上电极(同时也作用为气体分布板)10b，该上电极或气体分布板10b可以是由导体制成。在反应腔9内，与上电极10b相对的位置处设置有一用于放置待处理的工艺件(如基片或晶片)的基座1，该基座1内包括一下电极10a。一个或多个射频功率源6与上电极10b或下电极10a相连接，用以提供射频功率而在上、下电极之间形成射频电场和形成等离子体。一个介电体12围绕基座1设置，并至少包围所述基座1的外侧面的一部分。一个导体材料制成的射频能量引导元件5包括一覆盖部5a及一向内延伸部5b。覆盖部5a设置于介电体12的外侧并至少部分包围该介电体12；向内延伸部5b的一端与所述覆盖部5a的上端相交或相连接，其相对的另一端向靠近基座1的一侧延伸。该射频能量引导元件5由导电材料制成并且在等离子体处理过程中电浮地。

所述覆盖部5a与向内延伸部5b电连接，可以是两片式结构或者可以是集成的一片式部件，其中覆盖部5a环绕基座1的外围。在等离子体处理过程中，为了保护射频能量引导元件5的表面不受等离子体腐蚀而产生颗粒杂质或减少射频能量引导元件5的使用寿命，可以向内延伸部5b或覆盖部5a的外表面涂覆有耐等离子体腐蚀的保护层材料，比如，可以在其面向等离子体的表面或与等离子体接触的表面上覆盖有这些保护层。