的突出部251的外周侧，当其定位于第一位置时，其下表面与聚焦环第一部分25a的主体部上表面接触，由此第二部分25b嵌入第一部分25a，其突出于第一部分25a的部分更少，对基片边缘等离子体的遮蔽作用也更小。更佳的，第二部分25b的上表面与突出部251的上表面平齐，如此在进行深沟槽刻蚀制程时，聚焦环的第二部分25b完全不对基片W边缘区域的等离子体密度产生影响。当聚焦环的第二部分25b定位于第二位置时，其距离聚焦环第一部分25a上表面(本实施例中为突出部251的顶面)5?15_，可以有效的阻挡反应腔内的自由基对基片边缘的刻蚀，起到遮蔽等离子体接触基片W周缘的作用，如图2中虚线箭头所示。此时通过聚焦环的第二部分25b能够减小基片边缘处的工艺气体及等离子体分布、降低边缘处的刻蚀速率，进而保证了整个基片表面的刻蚀均一性，因此，当聚焦环的第二部分25b定位于第二位置时，可进行无图形刻蚀制程。可选的，本实施例中，为防止基片W在等离子体处理过程中飞出，突出部251突出于基片上表面I?3mm，用于阻挡基片W飞出。另外，如在图3所示的实施例2中，聚焦环的第一部分25a也可以不设置突出部但整个上表面突出于基片W上表面I?3mm以防止基片飞出。
[0032]此外，反应腔室20内还包括气体聚集环28，其水平设于进气单元22的下方，根据其内径大小可对进气单元22附近的工艺气体及其等离子体分布进行约束。气体聚集环28可由铝合金材料制成。反应腔室20内还包括绝缘环29，其环绕于静电夹盘24。聚焦环的第一部分25a固定设置于绝缘环29之上并覆盖绝缘环29的上表面，由此绝缘环29可起到固定和支撑聚焦环的第一部分25a的作用。其中，绝缘环29的横截面形状可以是L形或矩形，本发明并不加以限制。绝缘环29的内侧壁与静电夹盘24的外侧壁尽可能的紧密贴合，防止等离子体打在静电夹盘24的表面上，保护静电夹盘24免受损耗。绝缘环29可采用陶瓷或石英等绝缘材料形成。
[0033]实施例2
[0034]图3是本发明所提供了电感耦合等离子体处理装置另一实施例的结构示意图。本实施例中，驱动单元27还可驱动聚焦环的第二部分25b移动至第三位置。当聚焦环的第二部分25b定位于第三位置时，其邻近进气单元22处并作为辅助气体聚集环以其内径大小来调节调节进气单元22附近的工艺气体及其等离子体分布。当然此时，聚焦环的第一部分25a仍对基片W附近的等离子体加以收敛。在本实施例中，反应腔室20内同样包括气体聚集环28，其水平设于进气单元22的下方，内径优选为大于聚焦环的第二部分25b的最大内径。当驱动单元27驱动聚焦环的第二部分25b定位于第三位置时，第二部分25b作为辅助气体聚集环位于气体聚集环28下方，以较小的内径对经气体聚集环28通过的等离子体进行约束，进一步调节等离子体浓度，如图3中点划线箭头所示。由此，根据本实施例，当因工艺要求需对进入腔室内的工艺气体及其等离子体分布进行调节时，只要将聚焦环的第二部分25b上升至第三位置即可完成而无需更换气体聚集环28，提高了工艺效率。此外，由于聚焦环的第二部分25b的截面形状可以是矩形或梯形，也能够引导工艺气体及其等离子体以不同扩散方向导入。此外，本实施例的电感耦合等离子体处理装置也可包括绝缘环29，其设置均可参照前述实施例，在此不再赘述。
[0035]实施例3
[0036]本发明的电感耦合等离子体处理装置特别适用于原位执行深沟槽图形刻蚀制程和无图形刻蚀制程，本实施例将对应用等离子体处理装置进行上述原位刻蚀工艺的步骤加以说明。
[0037]如图4所示，原位执行深沟槽图形刻蚀和无图形刻蚀的步骤包括:
[0038]S1:将聚焦环的第二部分定位至第一位置，与聚焦环的第一部分接触；
[0039]S2:进行深沟槽图形刻蚀制程:
[0040]S3:将聚焦环的第二部分定位至第二位置；
[0041]S4:进行无图形刻蚀制程。
[0042]当进行深沟槽图形刻蚀时，由于聚焦环的第二部分定位于第一位置时，不会影响基片边缘的等离子体分布，基片W边缘区域所刻蚀出的深沟槽的剖面形貌得以保证。之后，当进行无图形刻蚀来调整所形成的深沟槽的深度时，聚焦环第二部分定位于第二位置减小基片边缘处的刻蚀速率，保证了整个基片表面的刻蚀均匀性。
[0043]综上所述，本发明的等离子体处理装置，通过将聚焦环设置为固定的第一部分和可升降的第二部分，并将第二部分分别定位于反应腔室内的不同位置，可根据需求调节基片附近的等离子体密度分布，以满足刻蚀速率的均一性及刻蚀形貌的要求，提高了工艺效率和产品良率。
[0044]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1.一种电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，包括: 反应腔室，其具有: 用于向所述反应腔室内部输入工艺气体的进气单元； 用于夹持待处理基片的静电夹盘；以及 围绕设于所述基片外周侧的聚焦环，所述聚焦环包括围绕所述基片外周缘而固定设置的第一部分以及可移动地设置于所述第一部分上的第二部分；其中，所述聚焦环的第二部分的最小内径大于等于所述聚焦环的第一部分的内径； 驱动单元，用于驱动所述聚焦环的第二部分在第一位置和第二位置之间垂直移动，其中当所述聚焦环的第二部分定位于所述第一位置时其与所述聚焦环的第一部分接触并配合该第一部分共同调节所述基片附近的工艺气体及其等离子体的分布，当所述聚焦环的第二部分定位于所述第二位置时其距所述聚焦环的第一部分的上表面5mm-15mm的距离以遮蔽到达所述基片边缘的工艺气体及其等离子体。2.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述驱动单元还驱动所述聚焦环的第二部分使其定位于第三位置，当所述聚焦环的第二部分定位于所述第三位置时其邻近所述进气单元处并作为辅助气体聚集环用于调节所述进气单元附近的工艺气体及其等离子体分布。3.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述反应腔室还包括水平设于所述进气单元下方的气体聚集环。4.根据权利要求3所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，当所述聚焦环的第二部分位于所述第三位置时，其位于所述气体聚集环下方O?10mm。5.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的第一部分具有主体部及突出部，所述突出部自所述主体部的上表面突出，当所述聚焦环的第二部分定位于所述第一位置时，其下表面与所述主体部的上表面接触且上表面与所述突出部的上表面平齐。6.根据权利要求5所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述突出部突出于所述基片的上表面I?3mm。7.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的第一部分突出于所述基片的上表面I?3mm。8.根据权利要求3所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的第二部分的最大内径小于所述气体聚集环的内径。9.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的第二部分的截面形状为矩形或梯形。10.根据权利要求7所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的第二部分的截面形状为矩形，其宽度为所述反应腔室半径的1/4?2/3。11.根据权利要求1所述的电感耦合等离子处理蚀装置，其特征在于，所述反应腔室还包括围绕所述静电夹盘外周侧的绝缘环，所述聚焦环的第一部分设置于所述绝缘环之上并覆盖所述绝缘环的上表面。12.根据权利要求3所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于，所述聚焦环的材料为陶瓷或石英，所述气体聚集环的材料为铝合金。13.—种应用如权利要求1至12任一项所述的电感耦合等离子体处理装置的等离子体刻蚀方法，所述刻蚀方法包括原位执行深沟槽图形刻蚀制程和无图形刻蚀制程，其特征在于，包括: 将所述聚焦环的第二部分定位至所述第一位置，与所述聚焦环的第一部分接触； 进行所述深沟槽图形刻蚀制程； 将所述聚焦环的第二部分定位至所述第二位置； 进行所述无图形刻蚀制程。
【专利摘要】本发明公开了一种等离子体处理装置，包括反应腔室，其具有进气单元、夹持基片的静电夹盘和设于基片外周侧的聚焦环。聚焦环包括固定设置的第一部分和可移动地设置在第一部分上的第二部分。第二部分的最小内径大于第一部分的内径。驱动单元用于驱动聚焦环的第二部分在接触第一部分的第一位置和距第一部分上表面5mm-15mm的第二位置之间垂直移动。该聚焦环的第二部分位于第一位置时配合该第一部分共同调节基片附近的工艺气体及其等离子体的分布，当位于第二位置时遮蔽到达基片边缘的工艺气体及其等离子体。本发明能够根据不同需要调节等离子体分布。
【IPC分类】H01L21/3065, H01J37/32, H01J37/21
【公开号】CN105632861
【申请号】CN201410609224
【发明人】连增迪, 吴狄, 黄允文, 倪图强
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月3日