[发明专利]一种均匀刻蚀基片的等离子体处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种均匀刻蚀基片的等离子体处理装置及其处理方法，包括一等离子体处理腔，所述等离子体处理腔内设置一基座，用于支撑基片，环绕所述基片设置一聚焦环，通过施加射频信号在聚焦环表面产生至少可叠加的两个自偏压，当聚焦环厚度随着等离子体轰击腐蚀变薄时，调节某一自偏压的相位，使两个自偏压存在相位差，从而改变叠加后的自偏压之和，实现对基片边缘区域等离子体分布的调节。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及一种可以均匀调节基片边缘区域等离子体分布的技术领域。

背景技术

在等离子体处理装置内，为了保证基片中心区域和边缘区域的电场线分布均匀，通常需要环绕所述基片设置一聚焦环，聚焦环可以将基片上方的等离子体的分布边缘延展到聚焦环的外侧壁缘，展宽了基片表面上等离子体的密度分布曲线。使基片表面上边缘区域等离子体的密度分布趋向平缓，基片中心区域和边缘区域的等离子体分布更加均匀，进而实现基片刻蚀的均匀性。

聚焦环是一个对基片的边缘蚀刻率有重要影响的部件。聚焦环的形状、结构、位置材料均对基片边缘区域的电场分布，温度分布产生重要影响。现有技术采用硅或者碳化硅作为基材制作聚焦环，随着刻蚀工艺时间的延长，聚焦环表面也会被等离子体刻蚀消耗掉。聚焦环表面高度降低，其上方的等离子体鞘层下移，基片边缘区域刻蚀工艺发生变化，导致基片中心区域和边缘区域刻蚀速率不均匀。

为此，需要提供一种改善聚焦环随着被等离子体刻蚀高度降低对边缘刻蚀工艺影响的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均匀刻蚀基片的等离子体处理装置，包括一等离子体处理腔，所述等离子体处理腔内设置一基座，用于支撑基片，环绕所述基片设置一聚焦环，

第一射频电路，连接一射频信号发生器，将第一射频信号施加到所述基座上；所述第一射频信号通过所述基座在所述聚焦环表面产生第一自偏压；

第二射频电路，包括一相位调节器，用于将第二射频信号施加到所述聚焦环上，所述第二射频电路在所述聚焦环表面产生第二自偏压；

所述第一射频信号的频率为第二射频信号频率的偶数倍或偶数倍的倒数；

所述相位调节器用于调节所述第二射频信号相位，并在所述第一自偏压和所述第二自偏压之间产生相位差，所述相位差的大小决定了所述第一自偏压和第二自偏压叠加后的自偏压的大小。

进一步的，所述第二射频电路连接所述射频信号发生器，所述第二射频电路的相位调节器与所述射频信号发生器之间连接一偶数倍频器或偶数分频器。

进一步的，所述第二射频电路连接另一射频信号发生器，所述另一射频信号发生器的输出信号频率为所述第一射频信号频率的偶数倍或偶数倍的倒数。

进一步的，所述第一射频电路包括一功率放大器及一射频匹配网络，所述功率放大器连接所述射频信号发生器。

进一步的，所述第二射频电路还包括一第二功率放大器和第二射频匹配网络，设置于所述相位调节器后端。

进一步的，所述第二射频电路在调节相位调节器的过程中，所述第二射频信号的功率和电压不变。

进一步的，本发明还公开了一种均匀刻蚀基片的等离子体处理装置，包括一等离子体处理腔，所述等离子体处理腔内设置一基座，用于支撑基片，环绕所述基片设置一聚焦环，

第一射频电路，连接第一射频信号发生器，将第一射频信号施加到所述基座上；

第二射频电路，连接第二射频信号发生器，包括至少第一调节支路和第二调节支路，所述第一调节支路将所述第二射频信号施加到所述聚焦环上；所述第二调节支路通过一频率调节器和一相位调节器后将所述第二射频信号施加到所述聚焦环上；