[发明专利]一种等离子体源系统及其使用方法

说明书

本申请提供了一种等离子体源系统及其使用方法，属于等离子体刻蚀技术领域，具体包括反应腔主体；位于所述反应腔主体上方的感性耦合射频单元，所述感性耦合射频单元用于产生进入所述反应腔主体参加反应的等离子体；所述反应腔主体内设有支撑平台和位置可调的腔体保护环，所述支撑平台用于放置晶圆，所述腔体保护环环绕所述反应腔主体的内壁进行设置且位于所述支撑平台的周围，所述腔体保护环沿圆周方向设有多个磁性件，所述磁性件用于调节所述晶圆边缘的等离子体密度。通过本申请的处理方案，提高了晶圆表面刻蚀速率的均匀性，以及对反应腔主体进行有效防护。

技术领域

本申请涉及等离子体刻蚀技术领域，尤其涉及一种等离子体源系统及其使用方法。

背景技术

目前，在典型的等离子体刻蚀工艺中，不同的工艺气体组合在射频环境中经过射频激励作用形成等离子体，形成的等离子体在刻蚀腔体上下电极电场作用下与晶圆表面发生物理轰击和化学反应，完成对晶圆表面设计图案和关键工艺的处理过程。通常情况下，由于腔体抽气路径的原因，或多或少地存在晶圆边缘等离子体密度较弱的情况，或可解释为由抽气作用引起等离子体活性反应基团浓度以及离子密度在晶圆上表面呈现出从中心到边缘逐渐降低的趋势，这种梯度趋势通常会引起晶圆表面刻蚀速率呈现中间高、边缘低的分布，存在刻蚀速率分布不均匀的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种等离子体源系统及其使用方法，至少部分解决现有技术中存在的晶圆边缘刻蚀速率不均匀的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种等离子体源系统，包括：

反应腔主体；

位于所述反应腔主体上方的感性耦合射频单元，所述感性耦合射频单元用于产生进入所述反应腔主体参加反应的等离子体；

所述反应腔主体内设有支撑平台和位置可调的腔体保护环，所述支撑平台用于放置晶圆，所述腔体保护环环绕所述反应腔主体的内壁进行设置且位于所述支撑平台的周围，所述腔体保护环沿圆周方向设有多个磁性件，所述磁性件用于调节所述晶圆边缘的等离子体密度。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述腔体保护环的底部连接有移动执行器，所述移动执行器带动所述腔体保护环进行上下移动。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述移动执行器为多线程气缸或伺服电机。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述腔体保护环沿周向设置为分段式结构，每段腔体保护环的位置可单独调整。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述磁性件在腔体保护环上的设置方式为通过真空焊接密封的方式封入所述腔体保护环内部，或者被安装至所述腔体保护环的外壁上。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述感性耦合射频单元包括：

屏蔽罩；

位于所述屏蔽罩内部的反应室介质管；

位于所述屏蔽罩内部且分布于所述反应室介质管侧部的天线系统，所述天线系统用于在所述反应室介质管内部产生等离子体，所述等离子体用于通过所述反应室介质管进入所述支撑平台和所述反应室介质管之间；

射频电源；以及

射频匹配器，所述射频匹配器的一端与所述射频电源连接，所述射频匹配器的另一端与所述天线系统的一端连接，所述天线系统的另一端接地。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述感性耦合射频单元还包括：位于所述反应室介质管顶部的进气管，所述进气管用于通入刻蚀晶圆的刻蚀气体至所述反应室介质管中。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述等离子体源系统还包括冷却装置，所述冷却装置位于所述屏蔽罩的顶部，所述冷却装置用于对所述射频天线和所述反应室介质管进行冷却。