改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置，该装置包含等离子体反应腔，该等离子体反应腔内底部设有放置晶圆的基座，该基座与等离子体反应腔内壁之间设有限制环，限制环下设有与限制环射频耦合的接地环；接地环与限制环之间设有间隔部件；该间隔部件在限制环整体与接地环之间形成一间隔距离。本发明专利技术在限制环与接地环之间设置有间隔部件，增大限制环与接地环之间的间距距离，避免限制环与接地环之间间隙大小的轻微扰动对接触电容产生的极大影响，提高了限制环与接地环之间接触电容的稳定性，改善刻蚀对称性。

Plasma treatment device for improving etching symmetry and regulating method

The invention discloses a method for improving the symmetry of the plasma etching processing device, the device comprising a plasma reaction chamber, the plasma reaction chamber is arranged at the bottom of the base wafer placed, limiting ring is arranged between the base and the plasma reaction chamber wall, and limit ring RF coupling grounding ring with a limit ring; a spacing member is arranged between the ground ring and limit ring; the interval distance between the components to form a whole and ground ring ring. The present invention in the limit ring and the grounding ring is provided with a spacer member increases the limiting ring and the grounding ring spacing between the distance, to avoid the limiting ring and the gap between the size of the grounding ring minor disturbances greatly influence on the stability of contact capacitance, capacitance increased contact between the limiting ring and the grounding ring, improve the etching symmetry.

【技术实现步骤摘要】
改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法
本专利技术涉及一种等离子刻蚀技术，具体涉及一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法。
技术介绍
公开号CN101568996A的中国申请，揭示了一种用于控制电容耦合等离子体处理室内气流传导的方法和装置，该装置中包含有：旁路阻塞环；基础环，基础环同心圆地围绕下电极且有形成于其中的第一组狭槽；覆盖环，设置在基础环与旁路阻塞环上，覆盖环包括形成于其中的第二组狭槽。旁路阻塞环控制第一和第二组狭槽的开闭，控制气体在第一或第二组狭槽中流动。该专利中公开了在处理室内设置环状机构，但该机构不能改善刻蚀不对称的问题。公开号US2008/0314522的美国申请，揭示了一种在等离子体反应器中限制等离子体和降低流阻的设备和方法，其在等离子体反应腔中设置有一种环，该环上设有若干放射状排列的槽状结构，用于将等离子体限制在反应腔中，即为一种限制环。另外，该申请中还公开了多种限制环的结构实施例，例如齿状、曲线状、叶片状等，但是没有公开改善刻蚀对称性（业内通常也称其为“刻蚀均匀性”）的技术方案。专利号US7837825的美国申请，揭示了一种等离子体反应装置，其包含设置在反应装置中的一个下电极、上电极、第一限制环、第二限制环，和一个接地装置。第一限制环大体上平行于下电极和上电极，并围绕该下电极和上电极之间的第一体积。第二限制环大体上平行于下电极和上电极，并围绕该下电极和上电极之间的第二体积。该第二体积至少比该第一体积大。接地装置与下电极相邻，并且环绕下电极设置。第一、第二限制环可以被抬升或下降，以延伸至接地装置上方的区域。本专利中公开了限制环和接地装置，但是没有公开能通过限制环调节刻蚀对称性的技术方案。专利号US8512510的美国申请，揭示了一种等离子体处理方法，该方法包含：将反应气体输入至放置有待刻蚀基底的等离子体产生空间中；将反应气体激发至等离子体；基底通过等离子体进行等离子体处理过程；等离子体密度的空间分布和等离子体中自由基密度的空间分布，是分别由一个相对于基底的对向部进行独立控制，从而在基底的整个目标表面获得预先规定的处理状态。该专利中公开有通过反应气体激发为等离子体对晶圆进行刻蚀工艺，但是没有公开等离子体刻蚀过程中如何解决不对称性的问题。现有技术中存在诸多可能引起刻蚀不对称的因素，如设置在腔体侧壁的用于传输晶圆的门，下腔体各种接头的非对称分布，限制环与接地环之间的空隙大小等，甚至还有些很多未知的接触面电容的变化，都会对某些工艺的刻蚀速率对称性产生很大影响，有可能导致刻蚀结果的不对称。一方面需要尽量改善对称性以及稳定性，另一方面需要一个调节手段纠正一些目前无法完全避免的固定不对称因素。
技术实现思路
本专利技术提供一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法，通过调节限制环与接地环间间隙减小电容以及电容变化率，降低间隙带来的刻蚀不稳定性，改善刻蚀对称性。为实现上述目的，本专利技术提供一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置，该装置包含等离子体反应腔，该等离子体反应腔内底部设有放置晶圆的基座，该基座与等离子体反应腔内壁之间设有限制环，限制环下设有与限制环射频耦合的接地环；其特点是，上述接地环与限制环之间设有间隔部件；该间隔部件在限制环整体与接地环之间形成一间隔距离。上述接地环上表面设有孔槽，间隔部件固定在孔槽中，间隔部件的顶部高出接地环的上表面，并与限制环的下表面相抵，间隔部件顶部高出接地环上表面的距离即为限制环与接地环之间的间隔距离。上述接地环与限制环之间间隔距离的范围为：大于等于0.2毫米，且小于1毫米。上述接地环与限制环之间设有三个或三个以上的间隔部件。上述接间隔部件均匀分布于地环与限制环之间的各个区域。上述间隔部件采用高强度绝缘材料制成。上述限制环上设有连通其上下面的槽口，槽口采用点状、或环状、或放射状、或齿状。一种等离子处理装置调节方法，该等离子处理装置包含一个等离子体反应腔，等离子体反应腔内底部设有一个放置晶圆的基座，基座与等离子体反应腔内壁之间设有限制环，限制环下设有与限制环射频耦合的接地环；其特点是，该调节方法包含：限制环与接地环之间设置间隔部件；增加限制环与接地环之间的间距距离，减小限制环的对地电容和电容比变化率；或者，减小限制环与接地环之间的间距距离，提高限制环的对地电容和电容比变化率。调节限制环与接地环之间的间距距离的范围为：大于等于0.2毫米，且小于1毫米。在限制环与接地环之间各个区域均匀分布调节部件，分别设定各个区域的调节部件的高度，调节限制环与接地环之间各个区域的间隔距离，主动调节刻蚀对称性。本专利技术改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法和现有技术的等离子刻蚀技术相比，其优点在于，本专利技术在限制环与接地环之间设置有间隔部件，增大限制环与接地环之间的间距距离，避免限制环与接地环之间间隙大小的轻微扰动对接触电容产生的极大影响，提高了限制环与接地环之间接触电容的稳定性，提高了刻蚀对称性的稳定性，改善刻蚀对称性；本专利技术通过调节分布在限制环与接地环之间各个区域的间隔部件的高度，从而调节限制环与接地环之间各个区域的间隔距离，通过对限制环与接地环之间接触电容的主动调节，实现对等离子处理装置刻蚀对称性的主动调节，改善刻蚀不对称性的问题，提高产品良率。附图说明图1为本专利技术改善刻蚀对称性的等离子处理装置的实施例一的结构示意图；图2为本专利技术改善刻蚀对称性的等离子处理装置的实施例一的间隔装置的结构示意图；图3为本专利技术改善刻蚀对称性的等离子处理装置的实施例一的调节方法流程图；图4为本专利技术改善刻蚀对称性的等离子处理装置的实施例二的间隔装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，进一步说明本专利技术的具体实施例。如图1所示，公开了一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置的实施例一，该等离子处理装置包含有等离子体反应腔101，该等离子体反应腔101的形状并非限定于圆筒状，例如也可以是角筒状。在等离子体反应腔101的底部设有用于放置晶圆102的基座104，基座104中可根据需要设置有用于吸附晶圆102的静电卡盘103，以及加热器或制冷剂流路等的温度调制机构等。在进行等离子体刻蚀时，向等离子体反应腔101提供反应气体，在等离子体反应腔101中设有对应的上电极和下电极，用于激发反应气体从而产生等离子体，使工艺过程中等离子体反应腔101内部充满有等离子体（plasma）。在实际应用中，下电极可以设置在上述基座104中。在基座104侧壁外设有限制环105（FEISring），限制环105的内圈与基座104连接，外圈连接至等离子体反应腔101的内侧壁，填充基座104与等离子体反应腔101内侧壁之间的空间，用于将等离子体限制在等离子体反应腔中，避免等离子体随排出气体从等离子体反应腔中外溢。限制环105上设有连通限制环105上下面的槽口，该槽口的结构和分布可以有多种实施例，例如：1）点状结构：若干点状结构的槽口分布设置于限制环105上，槽口的具体分布情况和形状可对应不同工艺的工艺要求进行设定。2）环状结构：限制环105上设置有一个或若干个环状结构的槽口；当限制环105上设置一个环状结构的槽口，该环状结构的槽口沿限制环105的环形面设置，根据不同工艺要求，该环状结构的槽口可设为与限制环105同心或非同心设置；当限制环105本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置，该装置包含等离子体反应腔，该等离子体反应腔内底部设有放置晶圆的基座，该基座与等离子体反应腔内壁之间设有限制环，限制环下设有与限制环射频耦合的接地环；其特征在于，所述接地环与限制环之间设有间隔部件；该间隔部件使限制环整体与接地环之间形成一间隔距离。

【技术特征摘要】
1.一种改善刻蚀对称性的等离子处理装置，该装置包含等离子体反应腔，该等离子体反应腔内底部设有放置晶圆的基座，该基座与等离子体反应腔内壁之间设有限制环，限制环下设有与限制环射频耦合的接地环；其特征在于，所述接地环与限制环之间设有间隔部件；该间隔部件使限制环整体与接地环之间形成一间隔距离。2.如权利要求1所述的改善刻蚀对称性的刻蚀设备，其特征在于，所述接地环上表面设有孔槽，间隔部件固定在孔槽中，间隔部件的顶部高出接地环的上表面，并与限制环的下表面相抵，间隔部件顶部高出接地环上表面的距离即为限制环与接地环之间的间隔距离。3.如权利要求1所述的改善刻蚀对称性的刻蚀设备，其特征在于，所述接地环与限制环之间间隔距离的范围为：大于等于0.2毫米，且小于1毫米。4.如权利要求1或2或3所述的改善刻蚀对称性的刻蚀设备，其特征在于，所述接地环与限制环之间设有三个或三个以上的间隔部件。5.如权利要求4所述的改善刻蚀对称性的刻蚀设备，其特征在于，所述接间隔部件均匀分布于地环与限制环之间的各个区域。6.如权利要求1所述的改善刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，梁洁，叶如彬，浦远，杨金全，徐朝阳，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31