[发明专利]电容耦合等离子体处理装置与等离子体处理方法

说明书

本发明涉及一种电容耦合等离子体处理装置与对应的等离子体处理方法，用于改善基片刻蚀的均匀性。其中，处理装置包括：相对设置的上电极与下电极，所述上、下电极之间为处理区域P；射频功率源；偏置功率源，施加于所述下电极；环形件，环绕所述下电极设置，所述环形件通过一阻抗调节装置接地。

技术领域

本发明涉及用于加工半导体器件的电容耦合等离子体(Capacitively CoupledPlasma)处理装置，如电容耦合等离子体刻蚀装置，还涉及利用上述装置加工半导体器件的方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，为了在作为待处理基片的半导体晶片上形成的规定层上形成规定图案，大多采用以抗蚀剂作为掩模、利用等离子体进行刻蚀的等离子体刻蚀处理。作为用于进行这样的等离子体刻蚀的等离子体刻蚀装置，使用各种装置，其中，主流为电容耦合型等离子体处理装置。

在电容耦合型等离子体刻蚀装置中，在腔室内配置一对平行平板电极(上电极和下电极)，将处理气体导入腔室内，并且向一个电极施加高频，在电极间形成高频电场，利用该高频电场形成处理气体的等离子体，对半导体晶片的规定层进行等离子体刻蚀。

具体地说，已知有向上电极施加等离子体形成用的高频以形成等离子体、向下电极施加离子引入用的高频，由此形成适当的等离子体状态的等离子体刻蚀装置，由此，能够以高选择比进行再现性高的刻蚀处理(例如，美国专利US6423242号)。

但是，现有的电容耦合等离子体处理装置仍有改善空间，特别是在处理均匀性方面。以等离子体刻蚀装置为例，现有刻蚀装置中由于元件(如位于反应腔侧壁的基片传输门、位于反应腔底部的排气口等)几何结构不对称、元件(如静电夹盘、聚焦环)温度分布不均匀性以及元件电学性能不均匀性等均会影响均可导致刻蚀不均匀，进而对产品性能和良率产生很大的影响，亟需得到解决。另外，不同刻蚀装置的反应腔结构存在差异性，导致刻蚀工艺不均匀程度也各不相同。因此，亟需一种可在线(即不脱产，在加工过程中实现调节)主动连续调节的装置或手段，以最大程度减弱加工工艺的不均匀性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种电容耦合等离子体处理装置，包括：

反应腔，设置有顶壁、侧壁与底壁；

上电极，位于所述反应腔内，设置在所述顶壁；

下电极，位于所述反应腔内，并与所述上电极相对设置；

射频功率源，施加于所述下电极；

偏置功率源，施加于所述下电极；

环形件，环绕所述下电极设置，并可上下移动，所述环形件电连接至所述上电极。

可选的，所述环形件与所述上电极通过一阻抗调节装置电连接。

可选的，所述阻抗调节装置包括一可变电感器或一可变电阻或一可变电容。

可选的，所述阻抗调节装置包括可变电感器、可变电阻与可变电容中的任意两种，或同时包括可变电感器、可变电阻与可变电容。

可选的，所述环形件的材质包括半导体或导体。

可选的，所述环形件的材质包括硅或碳化硅或金属。

可选的，所述上电极接地。

可选的，所述环形件包括竖直排列的多个环，相邻的环之间留有空隙。

可选的，上电极与下电极之间的区域为处理区域；移动至合适的位置时，所述环形件能够从侧面完全包围或局部包围所述处理区域。

根据本发明的另一个方面，提供一种电容耦合等离子体处理装置，包括：

相对设置的上电极与下电极，所述上、下电极之间为处理区域；