[发明专利]新型边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法

说明书

一种新型边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法，装置包括：位于主体腔内的上电极和下电极，上电极和下电极相对设置，上电极和下电极施加的射频频率相同,上电极和下电极之间的电位幅值差小于等于第一阈值，上电极和下电极之间的电位相位差小于等于第二阈值；侧面电极连接件，侧面电极连接件具有第一位置状态和第二位置状态,侧面电极连接件在第一位置状态下环绕上电极和下电极的侧部，侧面电极连接件在第二位置状态下环绕上电极的侧部或者下电极的侧部；上电极和下电极与所述侧面电极连接件之间电压差用于等离子体放电。所述新型边缘刻蚀反应装置能提高边缘刻蚀区域的刻蚀精度和效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种新型边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法。

背景技术

在半导体制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中，刻蚀工艺是半导体制造中一种重要的工艺，如等离子体刻蚀工艺。等离子体刻蚀工艺是利用反应气体在获得能量后产生等离子体，包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基，通过物理和化学的反应对刻蚀对象进行刻蚀。

然而，在等离子体刻蚀过程中，晶圆边缘的刻蚀条件和晶圆中心的刻蚀条件差别较大，所述刻蚀条件包括：等离子体密度分布、射频电场、温度分布等，因此导致在对晶圆中心区域进行刻蚀的过程中，会在晶圆的边缘上下表面和侧壁沉积副产聚合物。副产聚合物的沉积会随着刻蚀工艺的进行出现累积效应，当副产聚合物的厚度达到一定程度时，副产聚合物与晶圆之间的粘合力就会变差而导致副产聚合物脱落，进而导致晶圆的图形稳定性受到影响以及刻蚀腔室受到污染等一系列的问题。

鉴于此，业内引入了边缘刻蚀工艺，具体的，将晶圆放置于边缘刻蚀装置中，产生的等离子体对晶圆边缘进行刻蚀，同时对晶圆中心的刻蚀尽量避免。

然而，现有利用边缘刻蚀装置进行的边缘刻蚀工艺的过程中，对晶圆边缘区域刻蚀精度较差，且边缘刻蚀装置的刻蚀效率低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种新型边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法，能够提高对晶圆边缘区域的刻蚀精度，以及对晶圆边缘区域，特别是晶圆边缘下表面区域刻蚀的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型边缘刻蚀反应装置，包括：主体腔；位于所述主体腔内的上电极和下电极，所述上电极和下电极相对设置，所述上电极和下电极施加的射频频率相同,所述上电极和下电极之间的电位幅值差小于等于第一阈值，所述上电极和下电极之间的电位相位差小于等于第二阈值；侧面电极连接件，所述侧面电极连接件具有第一位置状态和第二位置状态,所述侧面电极连接件在第一位置状态下环绕所述上电极和下电极的侧部，所述侧面电极连接件在第二位置状态下环绕所述上电极的侧部或者下电极的侧部；所述上电极和下电极与所述侧面电极连接件之间电压差用于等离子体放电。

可选的，还包括：与所述侧面电极连接件连接的调节件，所述调节件适于调节所述侧面电极连接件的位置并使侧面电极连接件能在第一位置状态和第二位置状态之间切换。

可选的，所述侧面电极连接件接地线。

可选的，还包括：电容，所述侧面电极连接件与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，所述电容的电容值大于等于电容阈值。

可选的，所述电容阈值为100pF。

可选的，还包括：位于所述主体腔内且位于所述下电极的部分上表面的下介质隔离层,所述下介质隔离层的侧边缘相对于所述下电极的侧边缘凹进;所述主体腔内且位于所述上电极的部分下表面的上介质隔离层，所述上介质隔离层的侧边缘相对于所述上电极的侧边缘凹进。

可选的，所述下介质隔离层和所述上介质隔离层的材料包括陶瓷或者石英或者低介电常数材料。

可选的，还包括:覆盖所述上电极侧壁的上射频隔离环；覆盖所述下电极侧壁的下射频隔离环。