[发明专利]改善刻蚀对称性的等离子处理装置及调节方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。