[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工工艺，更具体地说，涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

半导体加工领域的等离子体处理工艺是在反应腔室中进行，反应腔室底部和顶部分别设置有下电极和上电极，下电极连接至少一射频电源，上电极接地，从而在上、下电极之间形成射频电场，向反应腔室中导入由多种原料气体混合成的反应气体后，反应气体在射频电场的作用下产生等离子体，并与待加工的晶片进行等离子体反应。

在上述工艺中，反应腔室内的射频电场通常处于不均匀分布的状态，部分区域射频电场强、部分区域射频电场弱，这将带来反应腔室中各区域间等离子体的密度分布差异以及等离子体的能量差异，从而造成反应腔室内各晶片的反应程度不一致、甚至部分晶片厚、部分晶片薄，给等离子体处理工艺带来不利影响。

而由于等离子体处理工艺的精密要求，难以对反应腔室本身作出改进以调控其中分布的射频电场。或者，实现这种调控需要较大的开销，增加了工艺的复杂性。

因此，使反应腔室中射频电场分布处于可调控的状态是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置，其能使反应腔室各区域的射频电场按工艺要求分布。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种等离子体处理装置，该处理装置包括反应腔室，用于导入反应气体对放置在其中的半导体待加工件进行等离子体处理工艺，反应腔室内设置有：第一电极，第一电极外接有至少一个射频电源，每个射频电源具有唯一的频率；与第一电极上下相对地设置的第二电极，第二电极包括多个电极区；其中，该处理装置还包括至少一个选通电路，每个选通电路一端与一电极区连接，另一端接地，选通电路根据其通断状态调节射频电源在该电极区和第一电极之间形成的射频电场的强度。

优选地，选通电路与电极区一一对应地设置，每个选通电路根据其通断状态调节射频电源在对应于该选通电路的电极区与第一电极之间形成的射频电场的强度。

优选地，射频电源为两个，其频率分别为第一频率和第二频率，第一频率低于第二频率，每个选通电路包括一低通电路和一与低通电路并联的高通电路，低通电路根据其通断状态调节频率为第一频率的射频电源在对应于该选通电路的电极区和第一电极之间形成的射频电场的强度，高通电路根据其通断状态调节频率为第二频率的射频电源在对应于该选通电路的电极区和第一电极之间形成的射频电场的强度。

优选地，低通电路包括一低通滤波器和一与低通滤波器串接的第一开关，高通电路包括一高通滤波器和一与高通滤波器串接的第二开关。

优选地，等离子体处理装置还包括一控制装置和一数据库，数据库存储多次实验数据，控制装置从数据库获得实验数据并根据实验数据生成控制信号，以控制第一、第二开关的关闭与打开。

本发明提供的等离子体处理装置设置有一个或多个选通电路，用来调节射频电源在第二电极的各电极区和第一电极之间形成的射频电场的强度，从而实质上将反应腔室划分为多个区域，并按工艺要求使其中每个区域的射频电场强度不同于其他区域，本发明使反应腔室中的射频电场分布处于可控状态，实现了对等离子体处理工艺的过程控制。

附图说明

图1示出本发明第一实施例的等离子体处理装置结构示意图；

图2示出本发明第二实施例的等离子体处理装置结构示意图；

图3示出本发明第三实施例的等离子体处理装置结构示意图；

图4示出本发明第四实施例的等离子体处理装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明第一实施例公开了一种等离子体处理装置，其包括反应腔室10和选通电路40，其中反应腔室10内导入有多种原料气体混合成的反应气体，其底部设有第一电极101，顶部设有第二电极102，半导体代加工件30放置于第一电极101上方的承载部件103上，第一电极101外接有一射频电源20，射频电源20在第一电极101和第二电极102之间产生射频电场，作用于反应气体而产生等离子体，从而对半导体待加工件30进行等离子体处理工艺。