專利名稱：提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體領域，尤其涉及一種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器。
背景技術：
隨著半導體技術的飛速發(fā)展，半導體器件特征尺寸的顯著減少，相應地也對芯片的制造工藝提出了更高的要求。當前，半導體制程中，由于等離子體可以提供發(fā)生在晶圓表面的氣體反應所需的大部分能量，而被廣泛應用于集成電路制造的各個步驟。等離子體是一種中性、高能量及離子化的氣體，在一個有限的反應腔室內(nèi)，利用強直流或交流電磁場或是用某些電子源轟擊氣體原子都會導致氣體原子的離子化。等離子體的應用場合有很多，例如，在高密度等離子體化學氣相淀積(HDPCVD)中，利用等離子體激發(fā)反應氣等離子體反應不均勻源來淀積薄膜；此外，等離子體的另一個應用是通過等離子體刻蝕選擇性地去除金屬或薄膜材料的一部分。請參閱圖1，圖1所示是現(xiàn)有的等離子體反應器的結構示意圖。由圖1可見，現(xiàn)有的等離子體反應器，包括卡盤101、介電窗口 102、感應線圈103、第一電源和第二電源，所述介電窗口 102位于所述卡盤101的上方，所述介電窗口 102與所述卡盤101形成一反應腔室104，所述感應線圈103位于所述介電窗口 102之上，所述卡盤101接第一電源105，所述卡盤101用于承載晶圓103并起到下部電極的作用，所述感應線圈103接第二電源(圖 1中未圖示)并起到上部電極的作用。所述第二電源(射頻電源，RF源)向所述感應線圈 103提供射頻電流，當射頻電流通過該感應線圈103時會產(chǎn)生一個交流磁場，這個交流磁場由感應耦合產(chǎn)生隨時間變化的感應電場，該電感耦合型電場能加速電子并能形成離子化碰撞，由于感應電場的方向是回旋型的，因此，電子也就往回旋方向加速，使得電子因回旋而能夠運動很長的距離而不會碰到其他部件如卡盤101，如此可以制造出高密度的等離子體， 從而可以進行諸如蝕刻、沉積等工藝由圖1可見，該等離子體反應器具有兩組感應線圈103并排分布在晶圓106的上方，這兩組感應線圈103分別和第二電源連接。圖1中的虛線部分是這兩組感應線圈103所產(chǎn)生的電場107，晶圓106邊緣上方的感應電場較弱，致使晶圓106邊緣上方的等離子體密度較低，而這兩組感應線圈103的相鄰部位也就是晶圓106中心部位上方的感應電場有疊加效應，所以，該處的等離子體密度并不像晶圓106的邊緣上方那樣顯著減少，由此可見， 晶圓106邊緣上方的等離子體密度比其他部位的等離子體密度小很多，最終造成晶圓106 各個部位的等離子體反應不均勻。因此，如何提供一種可以提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種可以提高等離子體反應均勻性的等離子體反應
ο為了達到上述的目的，本實用新型采用如下技術方案一種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，包括用于承載晶圓的卡盤、介電窗口、第一感應線圈、第一電源和第二電源，所述介電窗口位于所述卡盤的上方并與所述卡盤形成反應腔室，所述第一感應線圈位于所述介電窗口之上，所述卡盤接所述第一電源， 所述第一感應線圈接所述第二電源，還包括第二感應線圈和第三電源，所述第二感應線圈設置所述介電窗口的上方并且位于所述晶圓兩側邊緣的上方，所述第二感應線圈接所述第三電源。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述第一感應線圈是平面線圈。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述第一感應線圈的數(shù)量為至少一個，當?shù)谝桓袘€圈為兩個以上時，各第一感應線圈并聯(lián)。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述第二感應線圈是圓形線圈，所述第二感應線圈的圓心和所述晶圓的圓心相對應。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述第二感應線圈的數(shù)量為至少一個，當?shù)诙袘€圈為兩個以上時，各第二感應線圈并聯(lián)且相互平行。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述卡盤是可移動式的卡盤。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述介電窗口
是石英窗口。優(yōu)選地，在上述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器中，所述晶圓的直徑大于等于300mm，所述第二感應線圈的直徑大于等于225mm，且小于等于所述晶圓的直徑。本實用新型的有益效果如下本實用新型提供的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，通過增設第二感應線圈和第三電源，所述第二感應線圈設置所述介電窗口的上方并且位于所述晶圓兩側邊緣的上方，所述第二感應線圈接第三電源，該第二感應線圈可以增強晶圓邊緣上方的感應電場強度，進而，可以提高該處等離子體密度，使得反應腔室內(nèi)各處的等離子體密度相當， 從而，有效提高了晶圓各部位等離子體反應的均勻性，進而，有效提高了產(chǎn)品良率。

本實用新型的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器由以下的實施例及附圖給出。圖1是現(xiàn)有的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器的結構示意圖；圖2是本實用新型一實施例的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器的結構示意圖。
具體實施方式
[0022]以下將對本實用新型的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器作進一步的詳細描述。下面將參照附圖對本實用新型進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本實用新型而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須作出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率， 僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。請參閱圖2，圖2所示是本實用新型一實施例的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器的結構示意圖。這種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器是一種感應耦合提高等離子體的均勻性的等離子體反應器，本實施例較為適用于直徑大于等于300mm以上的晶圓。這種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器包括用于承載晶圓206的卡盤201、介電窗口 202、第一感應線圈203、第一電源205和第二電源(圖2中未圖示)，所述介電窗口 202位于所述卡盤201的上方并與所述卡盤201形成反應腔室204，所述第一感應線圈203位于所述介電窗口 202之上，所述卡盤201接第一電源205，所述第一感應線圈 203接第二電源。該提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器還包括第二感應線圈207 和第三電源(圖2中未圖示)，所述第二感應線圈207設置所述介電窗口 202的上方并且位于所述晶圓206兩側邊緣上方，所述第二感應線圈207接第三電源(圖2中未圖示)。較佳地，所述晶圓206的直徑大于等于300mm，所述第二感應線圈207的直徑大于等于225mm且小于等于所述晶圓206的直徑，從而可以獲得較佳的感應電場補償效果，有效增強晶圓206邊緣上方的等離子體密度。本實施例中，所述晶圓206的直徑等于450mm，所述第二感應線圈207的直徑也等于450mm。本實施例中，虛線部分表示感應電場，包括第一感應線圈203所產(chǎn)生的感應電場 208和第二感應線圈207所產(chǎn)生的感應電場209，由此可見，通過增設附加的第二感應線圈 207，可以增強晶圓206邊緣上方的感應電場強度，進而提高該處等離子體密度，使得反應腔室204內(nèi)各處的等離子體密度相當，有效提高了晶圓206各部位的等離子體反應的均勻性，進而有效提高了產(chǎn)品良率。較佳地，所述第一感應線圈203是平面線圈，所述第一感應線圈203的數(shù)量為至少一個，當?shù)谝桓袘€圈203為兩個以上時，各第一感應線圈203并聯(lián)。本實施例中，所述第一感應線圈203包括兩組，每組有三個，這兩組感應線圈203并排設置在所述介電窗口 202 的上方。較佳地，本實施例中，所述第二感應線圈207是圓形線圈，所述第二感應線圈207 的圓心和所述晶圓206的圓心相對應。所述第二感應線圈207的數(shù)量為至少一個，當?shù)诙袘€圈207為兩個以上時，各第二感應線圈207并聯(lián)且相互平行。本實施例中，所述第二感應線圈207有三個。較佳地，本實施例中，所述卡盤201是可移動式的卡盤。通過調(diào)整卡盤201的位置可以改變卡盤201和介電窗口 202之間距離，以滿足不同工藝的要求，提高該裝置的適用場
口 O較佳地，本實施例中，所述介電窗口 202是石英窗口。由于石英材料具有較低的雜質含量，因此，可以有效提高射頻耦合的效果。綜上所述，本實用新型提供的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，通過增設第二感應線圈和第三電源，所述第二感應線圈設置所述介電窗口的上方并且位于所述晶圓兩側邊緣的上方，所述第二感應線圈接第三電源，該第二感應線圈可以增強晶圓邊緣上方的感應電場強度，進而，可以提高該處等離子體密度，使得反應腔室內(nèi)各處的等離子體密度相當，從而，有效提高了晶圓各部位等離子體反應的均勻性，進而，有效提高了產(chǎn)品良率。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求1.一種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，包括用于承載晶圓的卡盤、介電窗口、第一感應線圈、第一電源和第二電源，所述介電窗口位于所述卡盤的上方并與所述卡盤形成反應腔室，所述第一感應線圈位于所述介電窗口之上，所述卡盤接所述第一電源， 所述第一感應線圈接所述第二電源，其特征在于，還包括第二感應線圈和第三電源，所述第二感應線圈設置所述介電窗口的上方并且位于所述晶圓兩側邊緣的上方，所述第二感應線圈接所述第三電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述第一感應線圈是平面線圈。
3.根據(jù)權利要求2所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述第一感應線圈的數(shù)量為至少一個，當?shù)谝桓袘€圈為兩個以上時，各第一感應線圈并聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求1所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述第二感應線圈是圓形線圈，所述第二感應線圈的圓心和所述晶圓的圓心相對應。
5.根據(jù)權利要求4所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述第二感應線圈的數(shù)量為至少一個，當?shù)诙袘€圈為兩個以上時，各第二感應線圈并聯(lián)且相互平行。
6.根據(jù)權利要求1所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述卡盤是可移動式的卡盤。
7.根據(jù)權利要求1所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，其特征在于， 所述介電窗口是石英窗口。
8.根據(jù)權利要求1 7中任一項所述的提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器， 其特征在于，所述晶圓的直徑大于等于300mm，所述第二感應線圈的直徑大于等于225mm， 且小于等于所述晶圓的直徑。
專利摘要本實用新型公開了一種提高等離子體反應均勻性的等離子體反應器，包括卡盤、介電窗口、第一感應線圈、第一電源和第二電源，所述介電窗口位于卡盤的上方并與卡盤形成反應腔室，所述第一感應線圈位于介電窗口之上，所述卡盤接第一電源，第一感應線圈接第二電源，還包括第二感應線圈和第三電源，第二感應線圈設置介電窗口的上方并且位于晶圓兩側邊緣的上方，第二感應線圈接第三電源。通過增設第二感應線圈和第三電源，第二感應線圈設置介電窗口的上方并且位于晶圓兩側邊緣的上方，所述第二感應線圈接第三電源，該第二感應線圈可以增強晶圓邊緣上方的感應電場強度，使得反應腔室內(nèi)各處的等離子體密度相當，有效提高了晶圓各處等離子體反應的均勻性。
文檔編號H01L21/00GK202231940SQ201120322290
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權日2011年8月30日
發(fā)明者張海洋, 王新鵬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司