[发明专利]ICP刻蚀中对刻蚀速率非均匀性进行补偿的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种ICP刻蚀中对刻蚀速率非均匀性进行补偿的装置和方法。

背景技术

ICP（电感耦合等离子体InductivelyCoupledPlasma）刻蚀器件对刻蚀结果的均匀性有很严格的要求，需要将不均匀性控制在1%以内。而目前使用的ICP器件由于硬件结构设置上的不对称，影响了刻蚀结果的对称性。

如图1所示，是ICP刻蚀器件1的结构示意图，该ICP刻蚀器件中包含平面螺旋感应线圈2，感应线圈2的两端通过引线201连接射频源3，陶瓷射频窗103将平面螺旋感应线圈2和真空腔101隔离开来，真空腔101内充满反应气体，在电磁场的作用下，气体放电产生等离子体102，对半导体基片5进行刻蚀，冷却系统4设置在陶瓷射频窗103上部中央位置，对感应线圈2进行冷却。

测试结果显示，引线201的位置会对刻蚀均匀性产生影响，距离引线201较近的和较远位置的刻蚀速率会不均匀分布，而且不均匀分布的情况受射频功率、反应气体、天线硬件设置等因素影响，无法简单的找到固定的刻蚀速率特别高（热点）或者特别低的点（冷点），所以也就无法用现有的其它手段有效的补偿这些导致不均一的因素。为了克服这种影响，可以将引线201的设置位置布置成对称结构，比如将引线201都布置在陶瓷射频窗103的中部位置。但是在实际应用中，要获得引线201的对称布置结构具有一定难度，如图2所示，是感应线圈2的简单俯视示意图，感应线圈2呈螺旋状盘绕设置，引线201设置在陶瓷射频窗103的一侧，如果要将引线201设置在陶瓷射频窗103的中部位置，那么就不能将冷却系统4同时设置在陶瓷射频窗103上部中央位置，一旦冷却系统4未设置在中部位置，又会因为冷却不均带来新的刻蚀不均匀性问题。

发明内容

本发明提供一种ICP刻蚀中对刻蚀速率非均匀性进行补偿的装置和方法，采用补偿装置对刻蚀速率非均匀性进行补偿，获得均匀的刻蚀速率。

为了达到上述目的，本发明提供一种ICP刻蚀中对刻蚀速率非均匀性进行补偿的装置，该补偿装置设置在ICP刻蚀器件中，所述的ICP刻蚀器件包含：

感应线圈，感应线圈的两端通过引线连接射频源；

真空腔，真空腔内的反应气体在感应线圈产生的电磁场的作用下产生等离子体，对半导体基片进行刻蚀；

陶瓷射频窗，其将感应线圈和真空腔隔离开来；

所述的补偿装置包含至少一个补偿器以及连接该补偿器的驱动装置，所述的补偿器设置在感应线圈上方，补偿器产生的感应磁场抵消感应线圈产生的电磁场；

根据检测到的等离子分布数据，通过驱动装置来驱动补偿器在感应线圈上方移动来调节电磁场的密度，从而调节刻蚀速率，使ICP刻蚀器件得到均匀的刻蚀速率；

所述的补偿器处于电势浮地状态，所述的补偿器可采用导体制成的天线，或者采用导体板。

所述的补偿器为任意形状。

所述的补偿器的设置位置呈不对称分布状态。

所述的驱动装置是可固定补偿器，并将该补偿器设置在预定位置处的器件，通过改变补偿器与感应线圈的距离来调节对真空腔内磁场能量分布的影响程度。

所述的驱动装置采用位于补偿器上方的机械固定装置，使补偿器固定在指定位置，或者，所述的驱动装置直接采用ICP刻蚀器件的顶部组件。

所述的ICP刻蚀器件还包含冷却系统，其设置在感应线圈上部并位于陶瓷射频窗上部中央位置，对感应线圈进行冷却。

本发明还提供一种利用补偿装置对ICP刻蚀器件中的刻蚀速率非均匀性进行补偿的方法，该补偿方法将补偿装置中的补偿器设置在感应线圈上方，补偿器产生的感应磁场抵消感应线圈产生的电磁场，补偿器连接驱动装置，根据检测到的等离子分布数据，通过驱动装置来驱动补偿器在感应线圈上方移动来调节电磁场的密度，从而调节刻蚀速率，使ICP刻蚀器件得到均匀的刻蚀速率。

本发明还提供一种ICP刻蚀器件，所述的ICP刻蚀器件包含：

感应线圈，感应线圈的两端通过引线连接射频源；

真空腔，真空腔内的反应气体在感应线圈产生的电磁场的作用下产生等离子体，对半导体基片进行刻蚀；

陶瓷射频窗，其将感应线圈和真空腔隔离开来；

补偿装置，其包含至少一个补偿器以及连接该补偿器的驱动装置，所述的补偿器设置在感应线圈上方，补偿器产生的感应磁场抵消感应线圈产生的电磁场；

根据检测到的等离子分布数据，通过驱动装置来驱动补偿器在感应线圈上方移动来调节电磁场的密度，从而调节刻蚀速率，使ICP刻蚀器件得到均匀的刻蚀速率；