一种应用于半导体等离子体处理装置的陶瓷环的制作方法

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种应用于半导体等离子体处理装置的陶瓷环。

背景技术：

现有技术中的半导体等离子体处理装置通过反应腔室中的喷淋头喷射工艺气体，在喷淋头和载物台形成的电压下，工艺气体被等离子化，对待处理晶圆进行等离子处理。

在载物台上放置用来支撑晶圆的陶瓷环，该陶瓷环上设置有承载晶圆的凹槽，现有技术中的凹槽的高度边相对于水平面呈直角，由于陶瓷环凹槽的高度边大于晶圆的厚度，当等离子气体通过凹槽边缘时流动会收到阻碍，从而影响晶圆边缘等离子体的分布，导致边缘沉积的薄膜厚度与中心有差异，均匀性变差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于半导体等离子体处理装置的陶瓷环，通过将承载待处理晶圆的凹槽高度边设置为与水平面不垂直，使等离子气流通过凹槽边缘时流动更顺畅，有利于晶圆边缘薄膜的均匀沉积。

本发明是这样实现的，一种应用于半导体等离子体处理装置的陶瓷环，该陶瓷环位于载物台上，陶瓷环上设有承载待处理晶圆的凹槽，所述凹槽的高度边相对于水平面不垂直。

进一步地，凹槽的高度边相对于水平面的角度大于90°，小于180°。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将陶瓷环承载待处理晶圆的凹槽的 高度边相对于水平面的角度设置在90°到180°之间，气体流经晶圆边缘时陶瓷环对其阻碍减小，从而等离子体场在整个晶圆范围内分布更加均匀，进而使晶圆边缘的薄膜沉积地更加均匀。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为将晶圆放置在载物台和陶瓷环上时的截面图；

图2为图1中陶瓷环和载物台连接处的放大图；

图3为本发明与现有陶瓷环承载晶圆凹槽边相对水平面呈直角设置的等离子体处理装置对薄膜的沉积速率影响的对比图(A：现有技术等离子体处理装置中陶瓷环凹槽边缘直角设置，晶圆上薄膜厚度的归一化曲线；B本发明的等离子体处理装置，晶圆上薄膜厚度的归一化曲线)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～2所示，本发明提供了一种陶瓷环2，应用在半导体等离子体处理装置中，陶瓷环位于载物台1上，其内环呈两层台阶式设置，第二层台阶的高度边与第一层台阶的平面不垂直，角度可以在90°到180°之间变化，角度α如图2中所示，待处理晶圆3放置在载物台1和陶瓷环2上面。

现有技术中一般第二层台阶的高度边与第一层台阶的平面垂直设置，而此时当气体流经该高度边时会受到阻碍，从而影响晶圆边缘的等离子体分布，当该高度边呈角度设置时，气流经过晶圆边缘时收到阻碍较小，气流分布更均匀，从而沉积在晶圆上的薄膜更加均匀。

实施例

以射频电离方式形成等离子体为例。

将300mm晶圆放置在载物台1和陶瓷环2上，陶瓷环2的凹槽边缘坡度分别为在90～180°之间和90°。从喷淋头对载物台1进行工艺气体的供给，通过控制装置稳压后，喷淋头与载物台1作为上下电极来施加电压，在喷淋头与载物台1间形成等离子体场，对所载物进行等离子体处理，对90～180°之间每个点处理的统计结果如图3所示。

图3表示在陶瓷环凹槽边缘坡度为90～180°和90°时，硅片边缘和中心薄膜沉积情况对比图。该图是以硅片的圆心为原点，x轴是沿着硅片径向距离硅片边3mm的坐标轴(-147mm～147mm)，y轴是硅片表面沿着径向方向经过等离子体处理的薄膜厚度与硅片中心薄膜厚度的比值。可见，支撑硅片陶瓷环凹槽边缘坡度为90°时，经过等离子体处理的薄膜厚度差异在硅片边缘体现的尤为明显，最边缘的薄膜厚度急剧下降，而斜坡角度为90～180°时，经过等离子体处理的薄膜厚度沿着硅片径向方向表现的很平均。