[实用新型]电感耦合等离子体刻蚀装置

说明书

本实用新型提供的电感耦合等离子体刻蚀装置，包括用于产生等离子体的腔室以及用于密封所述腔室的盖板，还包括线圈组件；所述线圈组件包括在所述盖板背离所述腔室的表面均匀分布的若干子线圈，用于在所述腔室内部产生均匀分布的感应电场，以提高所述腔室内部等离子体分布的均匀性。本实用新型能够提高所述腔室内等离子体密度分布的均匀性，改善等离子体刻蚀效果，确保半导体器件的性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种电感耦合等离子体刻蚀装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，人们对半导体晶圆加工能力的要求也日益提高。在半导体晶圆加工技术领域中，刻蚀是作为半导体制造工艺、微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺的关键步骤。目前，通常采用ICP(Inductive Coupled Plasma EmissionSpectrometer，电感耦合等离子体)装置对晶圆进行刻蚀。其原理是：反应气体在电场的激发下，被电离而产生等离子体，由于等离子体中包含电子、离子以及激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子可以与待刻蚀材料发生反应，从而实现对待刻蚀晶圆的图案化。

一般来说，电感耦合等离子体刻蚀装置包括密闭的反应室和位于所述反应室外部的线圈。在进行电感耦合等离子体刻蚀过程中，气体经进气口进入所述反应室，射频电源向线圈通入射频电流，以使线圈产生变化的磁场，该变化的磁场在所述反应室内感应出电场，使得进入所述反应室内部的气体电离而产生等离子体。等离子体轰击位于所述反应室内的待刻蚀晶圆，以在所述待刻蚀晶圆中形成所需的图案。

但是，现有的位于所述反应室外部的线圈多采用一组线圈或者几组环环相套的子线圈组合构成，这就使得在所述反应室内感应出的电场不均匀，导致等离子体在所述反应室内的分布不均匀，因而与待刻蚀晶圆表面接触的等离子体密度也是不均匀的，影响晶圆刻蚀速率的均匀性以及特征尺寸(Critical Dimension，CD)的均匀性，降低了半导体器件的性能。

因此，如何提高反应室内等离子体密度分布的均匀性，改善电感耦合等离子体刻蚀工艺的效果，确保半导体器件的性能，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电感耦合等离子体刻蚀装置，用以解决现有的电感耦合等离子体刻蚀装置的反应腔室内等离子体密度分布不均匀的问题，以改善刻蚀效果，提高半导体器件的性能。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电感耦合等离子体刻蚀装置，包括用于产生等离子体的腔室以及用于密封所述腔室的盖板，还包括线圈组件；所述线圈组件包括在所述盖板背离所述腔室的表面均匀分布的若干子线圈，用于在所述腔室内部产生均匀分布的感应电场，以提高所述腔室内部等离子体分布的均匀性。

优选的，若干子线圈在所述盖板背离所述腔室的表面呈阵列分布，构成子线圈阵列，且若干子线圈的缠绕方向相同。

优选的，所述子线圈阵列覆盖于所述盖板背离所述腔室的整个表面，且若干子线圈的线圈外径相等。

优选的，若干子线圈包括多个第一子线圈和4个第二子线圈，且所述第一子线圈的线圈外径大于所述第二子线圈的线圈外径；4个第二子线圈对称分布于所述子线圈阵列的四角。

优选的，还包括射频发生器；所述射频发生器，连接若干子线圈，用于向若干子线圈同时传输射频电流，使得若干子线圈中射频电流的大小和相位相同。

优选的，还包括与若干子线圈一一对应的若干射频发生器；所述射频发生器，用于向与其对应的子线圈传输射频电流，使得若干子线圈中射频电流的大小和相位相同。

优选的，还包括与若干子线圈一一对应连接的若干可变电容器；所述可变电容器，用于调节与其连接的子线圈的输出功率，使得若干子线圈的输出功率相同。

优选的，相邻子线圈之间间隔一预设距离，以避免相邻子线圈产生的磁场相互干扰。