[发明专利]一种基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置

权利要求书

1.一种基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，包括等离子体炬、电火花点火器、线圈和数控平台，所述等离子体炬包括三个同轴设置的发生管，其中，外圈的发生管与中间的发生管之间通入冷却气体，中间的发生管与内圈的发生管之间通入有激发气体，内圈的发生管内通入有反应气体；所述线圈绕在所述外圈的发生管外，并与匹配器相连，用于在所述等离子体炬内产生交变电场；所述电火花点火器用于向等离子体炬内部提供种电子以形成感应耦合等离子体，其特征在于，所述数控平台用于放置待抛光晶圆，并根据所述等离子体炬的温度分布计算所述等离子体炬的去除量分布，通过加工路径优化算法补偿等离子体加工误差得到的扫描路径，控制所述待抛光晶圆在所述扫描路径下被形成的所述感应耦合等离子体辐照。

2.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述数控平台根据所述等离子体炬的温度分布采用阿伦尼乌斯公式计算所述等离子体炬的去除量分布。

3.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述数控平台通过加工路径优化算法补偿等离子体加工误差得到的扫描路径，具体为：所述等离子体炬的单点去除量分布进行叠加，计算不同扫描间距对最终加工面型的影响，并在最优扫描间距条件下比较不同停驻时间及扫描路径对消除中低频面型误差的影响，并从中选出最优扫描路径。

4.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述冷却气体、反应气体和激发气体均通过流量控制器送入所述等离子体炬，所述流量控制器根据气体流场分析的结果控制所述冷却气体、反应气体和激发气体的流量，以改善所述等离子体炬内产生的感应耦合等离子体的均匀性。

5.根据权利要求4所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述流量控制器根据气体流场分析的结果控制所述冷却气体、反应气体和激发气体的流量，具体为：基于有限元分析软件，将大气压感应耦合等离子体简化为带电磁流体，以实际等离子体激发装置结构尺寸及激发参数建立仿真模型；所述气体流场分析所采用的控制方程与所述等离子体炬的温度分布分析相同；在所述气体流场分析中，通过改变冷却气体，反应气体与激发气体的配比、以及所述等离子体炬的炬管到样品的工作距离，得到使近晶圆表面的流场以及反应气体流线的均匀分布的条件。

6.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述线圈为直径六毫米的线圈，并在所述外圈的发生管外绕制三圈。

7.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述反应气体为能够离解生成氟、氯、氧活性原子的气体。

8.根据权利要求1所述的基于感应耦合等离子体的晶圆抛光装置，其特征在于，所述激发气体和冷却气体采用同一种气体。