[发明专利]一种边缘等离子体分布调节装置

说明书

本发明涉及一种边缘等离子体分布调节装置，包括：射频源、卡盘、晶圆电极、接地电极、第三电极和调节电源；所述射频源加载在所述晶圆电极上；所述射频源用于在所述接地电极和所述晶圆电极之间产生射频交变电场以产生等离子体；所述接地电极接地；所述晶圆电极的边缘设置所述卡盘；所述第三电极设置在所述卡盘上；所述调节电源与所述第三电极连接；所述调节电源用于调制所述卡盘处的电位以改变所述晶圆电极边缘处的电势和电场分布。本发明通过调节等离子体的密度分布提高晶圆工艺的均匀性。

技术领域

本发明涉及射频等离子体领域，特别是涉及一种边缘等离子体分布调节装置。

背景技术

低温射频等离子体处理晶圆的过程中，在电极边缘处往往存在等离子体密度不均匀，离子入射角度偏转等关键问题。低气压射频等离子体应用包含等离子体刻蚀材料等。随着芯片特征尺寸持续减小，导致刻蚀纵深比在不断增加，这需要产生更加高能定向的离子，为减小其与背景气体碰撞几率，要求等离子体刻蚀工艺的气压很低(10mTorr)，但由于腔室结构复杂，并且电极边缘处电势的剧烈变化，会影响等离子体的均匀性和离子入射角度。由于等离子体密度决定离子通量进而决定晶圆各处的工艺速率，而离子入射角度决定工艺的表面过程。故而需要一种方法提高晶圆工艺的均匀性，这对于等离子体工艺至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种边缘等离子体分布调节装置，通过调节等离子体的密度分布提高晶圆工艺的均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种边缘等离子体分布调节装置，包括：射频源、卡盘、晶圆电极、接地电极、第三电极和调节电源；

所述射频源加载在所述晶圆电极上；所述射频源用于在所述接地电极和所述晶圆电极之间产生射频交变电场以产生等离子体；所述接地电极接地；所述晶圆电极的边缘设置所述卡盘；所述第三电极设置在所述卡盘上；所述调节电源与所述第三电极连接；所述调节电源用于调制所述卡盘处的电位以改变所述晶圆电极边缘处的电势和电场分布。

可选的，所述卡盘为导电介质，所述调节电源为直流电源。

可选的，所述卡盘为绝缘介质，所述调节电源为裁剪波电源；所述裁剪波电源的电压波形为裁剪波形。

可选的，所述裁剪波电源包括第一电源和第二电源，所述第一电源和所述第二电源均与所述第三电极连接。

可选的，所述裁剪波形的表达式为V_ac＝V₁sin(2πft+θ)+V₂sin(2n*2πft)，其中，V_ac为裁剪波形，V₁为第一电源幅值，V₂为第二电源幅值，f为频率，t为时间，θ为相位角，n为频率倍数。

可选的，还包括匹配网络，所述匹配网络分别与所述射频源和所述晶圆电极相连，所述匹配网络用于将所述射频源加载在所述晶圆电极上。

可选的，还包括外部腔室，所述卡盘、所述晶圆电极、所述接地电极和所述第三电极设置在所述外部腔室内；所述射频源和所述调节电源设置在所述外部腔室外。

可选的，所述外部腔室接地。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：