的突出部251的外周側(cè)，當(dāng)其定位于第一位置時，其下表面與聚焦環(huán)第一部分25a的主體部上表面接觸，由此第二部分25b嵌入第一部分25a，其突出于第一部分25a的部分更少，對基片邊緣等離子體的遮蔽作用也更小。更佳的，第二部分25b的上表面與突出部251的上表面平齊，如此在進行深溝槽刻蝕制程時，聚焦環(huán)的第二部分25b完全不對基片W邊緣區(qū)域的等離子體密度產(chǎn)生影響。當(dāng)聚焦環(huán)的第二部分25b定位于第二位置時，其距離聚焦環(huán)第一部分25a上表面(本實施例中為突出部251的頂面)5?15_，可以有效的阻擋反應(yīng)腔內(nèi)的自由基對基片邊緣的刻蝕，起到遮蔽等離子體接觸基片W周緣的作用，如圖2中虛線箭頭所示。此時通過聚焦環(huán)的第二部分25b能夠減小基片邊緣處的工藝氣體及等離子體分布、降低邊緣處的刻蝕速率，進而保證了整個基片表面的刻蝕均一性，因此，當(dāng)聚焦環(huán)的第二部分25b定位于第二位置時，可進行無圖形刻蝕制程?？蛇x的，本實施例中，為防止基片W在等離子體處理過程中飛出，突出部251突出于基片上表面I?3mm，用于阻擋基片W飛出。另外，如在圖3所示的實施例2中，聚焦環(huán)的第一部分25a也可以不設(shè)置突出部但整個上表面突出于基片W上表面I?3mm以防止基片飛出。
[0032]此外，反應(yīng)腔室20內(nèi)還包括氣體聚集環(huán)28，其水平設(shè)于進氣單元22的下方，根據(jù)其內(nèi)徑大小可對進氣單元22附近的工藝氣體及其等離子體分布進行約束。氣體聚集環(huán)28可由鋁合金材料制成。反應(yīng)腔室20內(nèi)還包括絕緣環(huán)29，其環(huán)繞于靜電夾盤24。聚焦環(huán)的第一部分25a固定設(shè)置于絕緣環(huán)29之上并覆蓋絕緣環(huán)29的上表面，由此絕緣環(huán)29可起到固定和支撐聚焦環(huán)的第一部分25a的作用。其中，絕緣環(huán)29的橫截面形狀可以是L形或矩形，本發(fā)明并不加以限制。絕緣環(huán)29的內(nèi)側(cè)壁與靜電夾盤24的外側(cè)壁盡可能的緊密貼合，防止等離子體打在靜電夾盤24的表面上，保護靜電夾盤24免受損耗。絕緣環(huán)29可采用陶瓷或石英等絕緣材料形成。
[0033]實施例2
[0034]圖3是本發(fā)明所提供了電感耦合等離子體處理裝置另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，驅(qū)動單元27還可驅(qū)動聚焦環(huán)的第二部分25b移動至第三位置。當(dāng)聚焦環(huán)的第二部分25b定位于第三位置時，其鄰近進氣單元22處并作為輔助氣體聚集環(huán)以其內(nèi)徑大小來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)進氣單元22附近的工藝氣體及其等離子體分布。當(dāng)然此時，聚焦環(huán)的第一部分25a仍對基片W附近的等離子體加以收斂。在本實施例中，反應(yīng)腔室20內(nèi)同樣包括氣體聚集環(huán)28，其水平設(shè)于進氣單元22的下方，內(nèi)徑優(yōu)選為大于聚焦環(huán)的第二部分25b的最大內(nèi)徑。當(dāng)驅(qū)動單元27驅(qū)動聚焦環(huán)的第二部分25b定位于第三位置時，第二部分25b作為輔助氣體聚集環(huán)位于氣體聚集環(huán)28下方，以較小的內(nèi)徑對經(jīng)氣體聚集環(huán)28通過的等離子體進行約束，進一步調(diào)節(jié)等離子體濃度，如圖3中點劃線箭頭所示。由此，根據(jù)本實施例，當(dāng)因工藝要求需對進入腔室內(nèi)的工藝氣體及其等離子體分布進行調(diào)節(jié)時，只要將聚焦環(huán)的第二部分25b上升至第三位置即可完成而無需更換氣體聚集環(huán)28，提高了工藝效率。此外，由于聚焦環(huán)的第二部分25b的截面形狀可以是矩形或梯形，也能夠引導(dǎo)工藝氣體及其等離子體以不同擴散方向?qū)?。此外，本實施例的電感耦合等離子體處理裝置也可包括絕緣環(huán)29，其設(shè)置均可參照前述實施例，在此不再贅述。
[0035]實施例3
[0036]本發(fā)明的電感耦合等離子體處理裝置特別適用于原位執(zhí)行深溝槽圖形刻蝕制程和無圖形刻蝕制程，本實施例將對應(yīng)用等離子體處理裝置進行上述原位刻蝕工藝的步驟加以說明。
[0037]如圖4所示，原位執(zhí)行深溝槽圖形刻蝕和無圖形刻蝕的步驟包括:
[0038]S1:將聚焦環(huán)的第二部分定位至第一位置，與聚焦環(huán)的第一部分接觸；
[0039]S2:進行深溝槽圖形刻蝕制程:
[0040]S3:將聚焦環(huán)的第二部分定位至第二位置；
[0041]S4:進行無圖形刻蝕制程。
[0042]當(dāng)進行深溝槽圖形刻蝕時，由于聚焦環(huán)的第二部分定位于第一位置時，不會影響基片邊緣的等離子體分布，基片W邊緣區(qū)域所刻蝕出的深溝槽的剖面形貌得以保證。之后，當(dāng)進行無圖形刻蝕來調(diào)整所形成的深溝槽的深度時，聚焦環(huán)第二部分定位于第二位置減小基片邊緣處的刻蝕速率，保證了整個基片表面的刻蝕均勻性。
[0043]綜上所述，本發(fā)明的等離子體處理裝置，通過將聚焦環(huán)設(shè)置為固定的第一部分和可升降的第二部分，并將第二部分分別定位于反應(yīng)腔室內(nèi)的不同位置，可根據(jù)需求調(diào)節(jié)基片附近的等離子體密度分布，以滿足刻蝕速率的均一性及刻蝕形貌的要求，提高了工藝效率和產(chǎn)品良率。
[0044]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然所述諸多實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，包括: 反應(yīng)腔室，其具有: 用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)部輸入工藝氣體的進氣單元； 用于夾持待處理基片的靜電夾盤；以及 圍繞設(shè)于所述基片外周側(cè)的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)包括圍繞所述基片外周緣而固定設(shè)置的第一部分以及可移動地設(shè)置于所述第一部分上的第二部分；其中，所述聚焦環(huán)的第二部分的最小內(nèi)徑大于等于所述聚焦環(huán)的第一部分的內(nèi)徑； 驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述聚焦環(huán)的第二部分在第一位置和第二位置之間垂直移動，其中當(dāng)所述聚焦環(huán)的第二部分定位于所述第一位置時其與所述聚焦環(huán)的第一部分接觸并配合該第一部分共同調(diào)節(jié)所述基片附近的工藝氣體及其等離子體的分布，當(dāng)所述聚焦環(huán)的第二部分定位于所述第二位置時其距所述聚焦環(huán)的第一部分的上表面5mm-15mm的距離以遮蔽到達所述基片邊緣的工藝氣體及其等離子體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元還驅(qū)動所述聚焦環(huán)的第二部分使其定位于第三位置，當(dāng)所述聚焦環(huán)的第二部分定位于所述第三位置時其鄰近所述進氣單元處并作為輔助氣體聚集環(huán)用于調(diào)節(jié)所述進氣單元附近的工藝氣體及其等離子體分布。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室還包括水平設(shè)于所述進氣單元下方的氣體聚集環(huán)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，當(dāng)所述聚焦環(huán)的第二部分位于所述第三位置時，其位于所述氣體聚集環(huán)下方O?10mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的第一部分具有主體部及突出部，所述突出部自所述主體部的上表面突出，當(dāng)所述聚焦環(huán)的第二部分定位于所述第一位置時，其下表面與所述主體部的上表面接觸且上表面與所述突出部的上表面平齊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述突出部突出于所述基片的上表面I?3mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的第一部分突出于所述基片的上表面I?3mm。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的第二部分的最大內(nèi)徑小于所述氣體聚集環(huán)的內(nèi)徑。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的第二部分的截面形狀為矩形或梯形。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的第二部分的截面形狀為矩形，其寬度為所述反應(yīng)腔室半徑的1/4?2/3。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感耦合等離子處理蝕裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室還包括圍繞所述靜電夾盤外周側(cè)的絕緣環(huán)，所述聚焦環(huán)的第一部分設(shè)置于所述絕緣環(huán)之上并覆蓋所述絕緣環(huán)的上表面。12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感耦合等離子體處理裝置，其特征在于，所述聚焦環(huán)的材料為陶瓷或石英，所述氣體聚集環(huán)的材料為鋁合金。13.—種應(yīng)用如權(quán)利要求1至12任一項所述的電感耦合等離子體處理裝置的等離子體刻蝕方法，所述刻蝕方法包括原位執(zhí)行深溝槽圖形刻蝕制程和無圖形刻蝕制程，其特征在于，包括: 將所述聚焦環(huán)的第二部分定位至所述第一位置，與所述聚焦環(huán)的第一部分接觸； 進行所述深溝槽圖形刻蝕制程； 將所述聚焦環(huán)的第二部分定位至所述第二位置； 進行所述無圖形刻蝕制程。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種等離子體處理裝置，包括反應(yīng)腔室，其具有進氣單元、夾持基片的靜電夾盤和設(shè)于基片外周側(cè)的聚焦環(huán)。聚焦環(huán)包括固定設(shè)置的第一部分和可移動地設(shè)置在第一部分上的第二部分。第二部分的最小內(nèi)徑大于第一部分的內(nèi)徑。驅(qū)動單元用于驅(qū)動聚焦環(huán)的第二部分在接觸第一部分的第一位置和距第一部分上表面5mm-15mm的第二位置之間垂直移動。該聚焦環(huán)的第二部分位于第一位置時配合該第一部分共同調(diào)節(jié)基片附近的工藝氣體及其等離子體的分布，當(dāng)位于第二位置時遮蔽到達基片邊緣的工藝氣體及其等離子體。本發(fā)明能夠根據(jù)不同需要調(diào)節(jié)等離子體分布。
【IPC分類】H01L21/3065, H01J37/32, H01J37/21
【公開號】CN105632861
【申請?zhí)枴緾N201410609224
【發(fā)明人】連增迪, 吳狄, 黃允文, 倪圖強
【申請人】中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月3日