[实用新型]电感耦合型等离子体处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子体处理装置领域，特别涉及一种电感耦合型等离子体处理装置。

背景技术

等离子体处理装置广泛应用于集成电路的制造工艺中，如沉积、刻蚀等。其中，电感耦合型等离子体(ICP，Inductively Coupled Plasma)装置是等离子体处理装置中的主流技术之一，其原理主要是使用射频功率驱动电感耦合线圈产生较强的高频交变磁场，使得低压的反应气体被电离产生等离子体。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待处理晶圆的表面发生多种物理和化学反应，使得晶圆表面的形貌发生改变，即完成刻蚀过程；另外，上述活性离子比常规的气态反应物具有更高的活性，可以促进反应气体间的化学反应，即可以实现等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)。

图1为现有技术的一种电感耦合等离子体处理装置的剖面结构示意图，主要包括：反应腔10、晶圆载台11、电感耦合线圈12和电源13。其中，晶圆载台11位于所述反应腔10中，用于承载和固定晶圆14；电感耦合线圈12设置于反应腔10的顶盖上方；电源13用于向所述电感耦合线圈12供电，向其提供射频能量。在工艺过程中，进入反应腔10的反应气体被上方的电感耦合线圈12产生的高能磁场电离，形成等离子体，如果是刻蚀工艺，可以将所述晶圆载台11连接至一固定电位，以驱动所述等离子体对晶圆14进行刻蚀。在这一过程中，使反应气体电离形成等离子体的能量来自于电感耦合线圈12，因此电感耦合线圈12产生的磁场的分布情况会影响等离子体的分布。

所述电感耦合线圈12一般为平面螺旋结构，其中心区域所激发的磁场强度较强，而外围区域所激发的磁场强度较弱，因此使得反应腔10内中心区域的等离子体密度较高，外围区域的等离子体密度较低。

为了改善等离子体密度分布的均匀性，现有技术还公开了一种等离子体处理装置，如图2所示，其中的电感耦合线圈由两个相对绝缘的线圈组成，包括：位于中心区域的内层线圈15和排布于内层线圈外的外围线圈17，电源16和电源18对所述内层线圈15和外围线圈17分别单独进行供电，以实现对中心区域和外围区域的磁场强度的独立调节，改善等离子体分布的均匀性。但是，上述结构中，内层线圈15和外围线圈17激发产生的磁场会产生串扰(crosstalk)，线圈间的相互干扰会导致调节过程非常困难，很难得到分布均匀的等离子体。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电感耦合型等离子体处理装置，提高等离子体的分布均匀性。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电感耦合型等离子体处理装置，包括应腔、电源和设置于所述反应腔顶盖上方的电感耦合线圈，所述电感耦合线圈包括位于所述反应腔顶盖中心区域的中心线圈和环绕在所述中心线圈外围的至少一个外围线圈，所述电源对各线圈分别供电，所述电感耦合型等离子体处理装置还包括设置于所述中心线圈与外围线圈之间的可移动的屏蔽件。

可选的，所述外围线圈的数量为至少两个，相邻的外围线圈之间也设置有可移动的屏蔽件。

可选的，所述屏蔽件为圆筒状。

可选的，所述屏蔽件接地。

可选的，所述电感耦合型等离子体装置还包括可移动支架，带动所述屏蔽件在垂直于所述电感耦合线圈所确定的平面的方向移动。

可选的，所述电感耦合型等离子体装置还包括可移动支架，带动所述屏蔽件在所述电感耦合线圈所确定的平面内外扩或收缩。

可选的，所述屏蔽件的材料为磁屏蔽材料。

可选的，所述屏蔽件的材料为金属。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本技术方案在中心线圈和其他外围线圈之间设置可移动的屏蔽件，对中心线圈产生的磁场和外围线圈产生的磁场进行相互屏蔽，并且可以通过屏蔽件位置的移动，实现屏蔽效果的最优化，避免了磁场间的相互干扰，改善了等离子体的分布密度。

进一步的，本技术方案还在各外围线圈之间也设置有可移动的屏蔽件，消除了各线圈产生的磁场之间的干扰，进一步改善了等离子体的分布密度。

附图说明

图1是现有技术的一种电感耦合型等离子体装置的剖面结构示意图；

图2是现有技术的另一种电感耦合型等离子体装置的剖面结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的电感耦合型等离子体装置的剖面结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例的电感耦合型等离子体装置的俯视结构示意图；

图5是本实用新型第二实施例的电感耦合型等离子体装置的剖面结构示意图；