靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本領(lǐng)域涉及半導(dǎo)體加工工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常 數(shù)的調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對待加工晶圓的等離子體加工處理過程通常發(fā)生在電容禪合放電等離子體加工 設(shè)備的腔體內(nèi)。如圖1所示，電容禪合放電等離子體加工設(shè)備的腔體1內(nèi)部包括用于放置 和固定待加工晶圓的靜電夾盤2 W及位于靜電夾盤2外圍的插入環(huán)（insert ring) 3。該插 入環(huán)3為絕緣體，并且該插入環(huán)3用于實現(xiàn)靜電夾盤2'與地隔離。
[0003] 在等離子體加工處理時，待加工晶圓4固定在靜電夾盤2上，腔體1外部的射頻功 率源RF源產(chǎn)生的射頻功率P。輸入到反應(yīng)腔體1內(nèi)，反應(yīng)腔體1內(nèi)部的靜電夾盤2和位于 靜電夾盤2外圍的插入環(huán)3對該輸入的射頻功率進(jìn)行禪合。利用兩者禪合的功率在反應(yīng)腔 體1內(nèi)對待加工晶圓4進(jìn)行等離子體加工處理。
[0004] 其中，通過靜電夾盤禪合的射頻功率和通過插入環(huán)禪合的射頻功率會影響腔體內(nèi) 待加工晶圓上方的等離子體密度及其分布。
[0005] 通常情況下，為了提高待加工晶圓的加工質(zhì)量，如待加工晶圓表面的均勻性，需要 根據(jù)待加工晶圓的性能參數(shù)W及加工處理要達(dá)到的目標(biāo)性能參數(shù)調(diào)整待加工晶圓邊緣上 方的等離子體密度及其分布。
[0006] 位于靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電性能影響下電極邊緣表面上方的等離子體密 度及其分布，并且在等離子體加工過程中，待加工晶圓的邊緣與下電極的邊緣靠近或者重 合，所W，當(dāng)插入環(huán)的介電常數(shù)變化后，待加工晶圓邊緣表面上方的等離子體密度及其分布 也會發(fā)生變化。因此，可W通過調(diào)整插入環(huán)的介電常數(shù)實現(xiàn)對待加工晶圓邊緣表面上方的 等離子體密度及其分布的調(diào)整。
[0007] 由于插入環(huán)可W為中空腔體，其內(nèi)部可W填充流體介電質(zhì)。流體介電質(zhì)的多少導(dǎo) 致插入環(huán)的介電常數(shù)不同。而流體介電質(zhì)的多少可W通過液位來確定。因此，現(xiàn)有技術(shù)中， 通常通過調(diào)整填充在中空腔體內(nèi)的流體介電質(zhì)的液位高低來達(dá)到調(diào)整插入環(huán)的介電常數(shù) 的目的。
[0008] 然而，中空腔體的橫截面尺寸有限，填充在其內(nèi)的流體介電質(zhì)的液位變化范圍也 較小，因此，通過調(diào)整流體介電質(zhì)的液位調(diào)整插入環(huán)的介電常數(shù)的方法，其調(diào)整幅度較小， 有時不能使得介電常數(shù)達(dá)到目標(biāo)值。而且，插入環(huán)內(nèi)的流體介電質(zhì)的液位一般只能通過目 測粗略估計，因此，通過液位調(diào)整插入環(huán)的介電常數(shù)的方法不能對介電常數(shù)進(jìn)行精確調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法，W 實現(xiàn)對位于靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)精確且大幅度的調(diào)整。
[0010] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0011] 一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法，所述插入環(huán)為能夠通入和排 出流體的中空腔體結(jié)構(gòu)，所述調(diào)整方法包括：
[0012] 步驟A、獲取插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)；所述預(yù)定介電常數(shù)由反應(yīng)腔體內(nèi)待加工晶 圓上方的等離子體密度及其分布確定；
[0013] 步驟B、根據(jù)所述插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)，選取與所述預(yù)定介電常數(shù)相對應(yīng)的流體 介電質(zhì)；
[0014] 步驟C、向所述中空腔體內(nèi)通入選取的流體介電質(zhì)。
[0015] 可選地，根據(jù)所述插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)選取的流體介電質(zhì)至少包括兩種，所述 步驟B之后，所述步驟C之前，還包括：
[0016] 步驟D、根據(jù)所述插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)W及不同種類的流體介電質(zhì)的介電常數(shù)， 確定不同種類的流體介電質(zhì)的體積比例；
[0017] 所述步驟C具體為：按照確定的不同種類的流體介電質(zhì)的體積比例向所述中空腔 體內(nèi)通入選取的流體介電質(zhì)。
[0018] 可選地，所述不同種類的流體介電質(zhì)之間不相容。
[0019] 可選地，所述流體介電質(zhì)的介電常數(shù)隨著溫度的變化而變化。
[0020] 可選地，所述流體介電質(zhì)為純水。
[0021] 可選地，所述流體介電質(zhì)為化學(xué)性能穩(wěn)定的液體介電質(zhì)和/或氣體介電質(zhì)。
[0022] 可選地，所述液體介電質(zhì)包括水、己醇或全氣聚離物。
[002引可選地，所述氣體介電質(zhì)包括空氣或惰性氣體。
[0024] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有W下有益效果：
[00巧]本發(fā)明提供的靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法，根據(jù)插入環(huán)的預(yù)定 介電常數(shù)選取與之相對應(yīng)的流體介電質(zhì)，然后將該流體介電質(zhì)通入到插入環(huán)的中空腔體 內(nèi)。因此，本發(fā)明通過改變通入到插入環(huán)中空腔體內(nèi)的流體介電質(zhì)的種類使得插入環(huán)的介 電常數(shù)達(dá)到預(yù)定介電常數(shù)的目的。由于不同種類的流體介電質(zhì)其介電常數(shù)可W相差很大， 因此，通過選取不同種類的流體介電質(zhì)可W實現(xiàn)插入環(huán)介電常數(shù)的大幅度調(diào)整；另外，一 旦流體介電質(zhì)確定，其介電常數(shù)確定，所W填充有該流體介電質(zhì)的插入環(huán)的介電常數(shù)也非 常精確地確定出來，所W，通過本發(fā)明提供的調(diào)整方法，可W實現(xiàn)插入環(huán)介電常數(shù)的精確調(diào) 整。
[0026] 由于待加工晶圓邊緣表面上方的等離子體密度及其分布與插入環(huán)的介電常數(shù)有 關(guān)，由于本發(fā)明的調(diào)整方法能夠使得插入環(huán)的介電常數(shù)精確地達(dá)到預(yù)定介電常數(shù)，因此，通 過本發(fā)明的調(diào)整方法可W將待加工晶圓邊緣表面上方的等離子體密度及其分布精確地調(diào) 整到目標(biāo)等離子體密度及其分布。因此，通過本發(fā)明的方法可W提高待加工晶圓的加工質(zhì) 量，提局器件的生廣良率。
【附圖說明】
[0027] 為了清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對描述本發(fā)明的【具體實施方式】 時用到的附圖作一簡要說明。顯而易見地，送些附圖僅是本發(fā)明實施例的部分附圖，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W獲得其它的附圖。
[0028] 圖1是電容禪合放電等離子體加工設(shè)備的腔體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實施例提供的一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法 的流程示意圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實施例提供的另外一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整 方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的目的、效果W及技術(shù)方案更加清楚完整，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的
【具體實施方式】進(jìn)行描述。
[0032] 為了清楚地理解本發(fā)明提供的調(diào)整方法的應(yīng)用場景，首先介紹下等離子體加工設(shè) 備腔體內(nèi)的加工處理過程。
[0033] 圖1是電容禪合放電等離子體加工設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，電容禪 合放電等離子體加工設(shè)備包括腔體1、位于腔體內(nèi)部的靜電夾盤2、位于靜電夾盤2外圍的 插入環(huán)3 W及移動環(huán)5、約束環(huán)6、蓬蓬頭7、在所述插入環(huán)3的外側(cè)還包括聚焦環(huán)8。插入 環(huán)3用于實現(xiàn)靜電夾盤2與地的隔離。
[0034] 在本發(fā)明實施例中，插入環(huán)3為中空腔體結(jié)構(gòu)，其包括中空腔體31和填充在中空 腔體31內(nèi)部的預(yù)定介電材料32。該中空腔體31的材料為固體絕緣材料。
[0035] 在進(jìn)行等離子體加工過程中，待加工晶圓4放置在靜電夾盤2上，腔體外部的射頻 源產(chǎn)生的射頻功率P。經(jīng)過下電極（圖1中未示出，位于靜電夾盤的底部）輸入到反應(yīng)腔體 1內(nèi)。輸入的射頻功率P。通過靜電夾盤2 W及插入環(huán)3進(jìn)行禪合，從而禪合成通過靜電夾 盤2禪合的射頻功率P。和通過插入環(huán)3禪合的射頻功率IV利用該禪合的功率P。和町會 影響反應(yīng)腔體內(nèi)部的等離子體密度及其分布，從而會對待加工晶圓的處理效果產(chǎn)生影響。
[0036] 通常情況下，利用等離子體進(jìn)行加工處理時，由于等離子體加工設(shè)備的腔體結(jié)構(gòu) 的限制，待加工晶圓的邊緣性能不甚理想，所W，為了提高處理后的待加工晶圓的邊緣性 能，需要對位于晶圓邊緣表面上方的等離子密度及等離子體銷層分布進(jìn)行控制。
[0037] 由于晶圓邊緣表面上方的等離子體密度及等離子體銷層分布情況與晶圓邊緣上 方的射頻功率（即電場分布）有關(guān)。所W，要實現(xiàn)對位于晶圓邊緣表面上方的等離子密度 及等離子體銷層分布進(jìn)行控制，必須控制晶圓邊緣上方的射頻功率。
[0038] 由于在加工過程中，晶圓放置在靜電夾盤上，所W晶圓邊緣與靜電夾盤的邊緣靠 近，所W，晶圓邊緣上方的射頻功率與通過插入環(huán)禪合的射頻功率有關(guān)，所W，為了控制調(diào) 整晶圓邊緣上方的射頻功率需要控制調(diào)整通過插入環(huán)禪合的射頻功率。
[0039] 本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，位于靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電性能影響通過插入 環(huán)禪合的功率。也就是說，通過插入環(huán)禪合的功率依賴于插入環(huán)的介電性能。所W，要實現(xiàn) 通過插入環(huán)禪合的功率的控制調(diào)整，就必須使得插入環(huán)的介電性能可W控制調(diào)整。
[0040] 不同等離子體加工工藝過程，所需的等離子體密度及其分布有著很大的差別，因 此，不同加工過程所需的插入環(huán)的介電常數(shù)差別很大。然而，現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)整插入環(huán)的介電 常數(shù)的方法無法實現(xiàn)介電常數(shù)的大幅度調(diào)整。并且，現(xiàn)有技術(shù)也無法實現(xiàn)對介電常數(shù)的精 確調(diào)整。
[0041] 為了實現(xiàn)介電常數(shù)大幅度的調(diào)整，并且實現(xiàn)對介電常數(shù)的精確調(diào)整，本發(fā)明提供 了一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法。
[0042] 圖2是本發(fā)明實施例提供的一種靜電夾盤外圍的插入環(huán)的介電常數(shù)的調(diào)整方法 的流程示意圖。如圖2所示，該調(diào)整方法包括W下步驟：
[0043] S201、獲取插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)；所述預(yù)定介電常數(shù)由反應(yīng)腔體內(nèi)待加工晶圓 上方的等離子體密度及其分布確定：
[0044] 具體地，根據(jù)等離子加工工藝條件，確定待加工晶圓上方的等離子體密度及其分 布，根據(jù)該待加工晶圓上方的等離子體密度及其分布確定出插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)。最后， 獲取插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)。
[0045] S202、根據(jù)所述插入環(huán)的預(yù)定介電常數(shù)，選取與所述預(yù)定介電常數(shù)相對應(yīng)的流體 介電質(zhì)：
[0046] 由于不同種類的流體介電質(zhì)，其介電常數(shù)不同，所W，根據(jù)上述