[发明专利]一种等离子体处理装置和处理方法

说明书

本发明公开了一种等离子体处理装置及处理方法，包括一反应腔，所述反应腔包括：进气装置，用于向所述反应腔输送清洁气体；射频电源，用于将所述清洁气体解离为清洁等离子体；清洁晶圆，具有第一直径；静电吸盘，用于承载所述清洁晶圆，具有第二直径，所述第一直径与所述第二直径差值小于等于±0.5mm。本发明在清洁步骤中采用与静电吸盘110尺寸相接近的清洁晶圆覆盖静电吸盘表面，能够有效降低清洁等离子体对静电吸盘上表面的损害程度，同时，清洁晶圆不会对聚焦环的第二上表面134和聚焦环与静电吸盘之间的缝隙造成遮挡，使得清洁等离子体能有效清除聚焦环第二上表面和缝隙内的沉积物。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种等离子体清洁技术领域。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，等离子体刻蚀是将晶圆加工成设计图案的关键工艺。

在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体(如CF₄、O₂等)在反应腔内在射频(RadioFrequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应，从而刻蚀出具有特定结构的晶圆。

晶圆刻蚀完成后，通过移动机械手实现晶圆的取出，为保证不同批次的晶圆处理的均一性，晶圆移出反应腔后，需要对反应腔进行等离子体清洁，向反应腔内通入清洁气体，施加射频将上述清洁气体激发为清洁等离子体，在电场的作用下，清洁等离子体对暴露于等离子体中的反应腔内的零部件表面进行轰击，将前一个刻蚀步骤中可能产生的沉积物进行清洁，并通过抽真空装置将清洁气体及沉积物颗粒排出反应腔。

随着工艺的发展，部分刻蚀工艺过程中会在零部件表面产生较厚的沉积物，在清洁步骤中，为了保证沉积物的清洁效果，需要施加较大功率的射频信号至所述静电吸盘，由于静电吸盘暴露于清洁等离子体中，某些区域可能会被清洁等离子体轰击造成损伤，不利于等离子体处理装置的稳定工作，因此，需要提供一种在清洁步骤中能稳定工作的等离子体处理装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种等离子体处理装置及处理方法：一种等离子体处理装置，包括一反应腔，所述反应腔包括：

进气装置，用于向所述反应腔输送清洁气体；

射频电源，用于将所述清洁气体解离为清洁等离子体；

清洁晶圆，具有第一直径；

静电吸盘，用于承载所述清洁晶圆，具有第二直径，所述第一直径与所述第二直径差值小于等于±0.5mm。

可选的，所述第一直径与所述第二直径差值小于±0.2mm。

可选的，所述第一直径和第二直径相同。

可选的，所述静电吸盘外围设置聚焦环，所述聚焦环与所述静电吸盘之间设置第一缝隙，所述第一缝隙的宽度大于等于0.2mm。

可选的，所述聚焦环包括第一上表面和第二上表面，所述第一上表面高于所述清洁晶圆的上表面，所述第二上表面低于或平于所述清洁晶圆的下表面。

可选的，所述清洁晶圆位于所述静电吸盘上方时暴露出所述第一缝隙和所述第二上表面。

可选的，所述聚焦环下方设置一插入环，所述插入环与所述静电吸盘之间设置第二缝隙，所述第二缝隙的宽度小于等于所述第一缝隙的宽度。

可选的，所述聚焦环的下表面和所述插入环的上表面设置相互配合的台阶。

可选的，所述清洁晶圆的材料包括硅、碳化硅和介电材料中的至少一种。

可选的，所述静电吸盘包括静电吸附层、基座及连接所述静电吸附层和所述基座的结合层，所述结合层外围环绕设置一圈保护环。