具有均匀磁场分布的自适应耦合等离子体源和具有该等离子体源的等离子体室制造技术

公开了具有均匀磁场分布的自适应耦合等离子体源。该自适应耦合等离子体源包括：在反应室的中心区域设置于反应室上方的平板形衬套；多个上部线圈，从所述衬套伸出以被设置于该反应室的上方，以便螺旋状地围绕所述衬套；以及在所述反应室侧壁部分的周围设置以围绕该反应室的多个侧部线圈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体制造设备，更具体地，涉及具有均匀磁场分布的自适应^^离子体(ACP)源和^^J所述ACP源处理半^晶片的方 法。
技术介绍
通常，蚀刻过程(更具体而言，干蚀刻过程)是基于光致抗蚀 剂膜或硬掩模的图案，使用等离子体移除在半导体晶片上形成的膜 的过程，其中，所述光致抗蚀剂膜或硬掩模同样在半导体晶片上形 成，位于所述待移除的膜之上。为实施上述的干蚀刻过程，首先必 须在反应室中产生等离子体。等离子体产生源可分为电感耦合等离 子体(ICP)源和电容耦合等离子体(CCP)源。使用CCP源的优点是具有高的工艺可再现性且相对于光致抗 蚀剂膜具有高的蚀刻选择性，然而其受制于产生的等离子体的密度 低，从而带来巨大的电力消耗。另一方面，尽管使用ICP源有利于 获得高密度的等离子体从而减少电消耗，同时能够实现对等离子体 密度和离子能量的独立控制，但其缺点在于相对于光致抗蚀剂膜的 低选择性以及低的工艺可再现性。另外，当ICP源使用氧化铝圆顶 时，可能会引起铝污染。因此，所述CCP源和ICP源有相抵触的优 点和缺点。因此，存在的问题在于，为获得期望的选择性，应牺牲 蚀刻率；相反，为获得期望的蚀刻率应牺牲选择性。因此，最近提 出了能够仅提供CCP源和ICP两者的优点的自适应M^离子体 (ACP)源。图1为示出根据现有技术实施方式的ACP源和具有该ACP源的 等离子体室的截面图。图2为图1中所示的ACP源的俯视图。图3 示出图1中等离子体室内的磁场分布。参照图1和图2,具有ACP源100的等离子体室200包括室外 壳210，所述室外壳210限定室200的用于在其中产生等离子体400 的内部空间。晶片支撑220设置于等离子体室200的内部空间的下 部区域，适于在其上支撑晶片300。 ACP源IOO设置在室外壳210 的上表面。所述ACP源包括位于其中心的平板形衬套110和从所述 衬套110伸出以螺旋状地围绕该衬套110的单元线圏120。所述平 板形晶片支撑220连接于下射频(RF)电源230,而所述衬套IIO 连接于上射频电源240。具有上述结构的ACP源100通过下侧平板形晶片支撑220和上 侧衬套110显示出CCP源的优点，且通过单元线圏120显示出ICP 源的优点。然而，上述传统的ACP源100所具有的问题在于在等离子体 室200中的磁场分布可能是不均匀的，如图3所示。具体地，等离 子体室200中的磁场在晶片300的中心区域具有相对较高的强度， 而在晶片300的边缘区域具有相对较低的强度。这种不均匀的磁场 强度分布可能产生密度不均匀的等离子体400，从而产生不均匀的 处理结果
技术实现思路
技术问题因此，鉴于上述问题作出了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供 能在室内获得均匀的磁场强度分布的ACP源。本专利技术的另一个目的;l提供具有ACP源的等离子体室，所述 ACP源能在反应室内实现均匀的磁场强度分布。技术方案根据本专利技术的一个方面，可通过提供自适应M^等离子体源达到上述和其他目的，所述自适应M^等离子体源包括平板形衬套， 在反应室的中心区域^j:于瓦应室Ji^;多个上部线團，从衬务f申出以 iU于反应室的上方，以便螺^1M围绕该衬套；以及多种'瑯线團， 围绕该^L室的侧壁部分周围^X以围绕该^JI室的夕卜周。根据专利技术的另一方面，提供一种等离子体室，包括室外壳， 其限定在其中产生等离子体的>^应空间；平板形晶片支撑，其设置 于^JI空间的下部区域，适于在其上支撑晶片；连接到所述平板形 晶片支撑的下射频电源；自适应^^离子体UCP)源，包括在室 外壳的中心区域设置于室外壳上方的平板形衬套；多个上部线圏，vMJ斤 述衬套伸出以诏！于所述室外壳的上方，以<更螺^_和也围绕所述衬套； ^^斤i^应室的侧壁部分周围诏i以围绕所述室外壳的多^H^部线围； 以;SJ^接于戶斤i^;H套的Ji,电源。有益效果在根据本专利技术的自适应耦合等离子体(ACP)源和具有该ACP源的 等离子体室中，在M室的侧壁部洲周围^J^鄉线團，以^fc该反 应室内获得均匀的磁场分布。这实现了均匀密度的等离子体分布的^。 jWW卜，通近1:当地选##连接到ACP源的电源以及调节;^a到侧部线圏 中的电流的密度，可进一步提高瓦虔室中等离子体的M密度。附图说明从以下结合附图的详细描述可以更清楚地理解本专利技术的上述 和其他目的、特征以及其他优点。在所述附图中图1为示出根据现有技术实施方式的自适应耦合等离子体(ACP)源和具有该ACP源的等离子体室的截面图； 图2为图1中示出的ACP源的俯视图； 图3示出在图1的等离子体室内的磁场分布； 图4为示出才艮据本专利技术的ACP源和具有该ACP源的等离子体室 的截面图5示出构成图4中示出的ACP源的侧部线圏；图6示出由图5的側部线團在等离子体室内产生的磁通密度分布；图7示出由图4的ACP源在等离子体室内产生的磁通密度分布；图8示出才艮据本专利技术的用于调节在具有ACP等离子体源的等离 子体室中的磁通密度的方法。最佳实施方式根据本专利技术的自适应耦合等离子体源的特征在于其包括在 反应室中心区域iU于反应室上方的平板形衬套(bushing);多个上部 线围，其vM^斤述衬^(申出以iO:于^室上方，以便螺放狄围绕该衬 套；以及多^H^瑯线團，^Li^于所^Ji室的侧壁部^l周围以围 绕该反应室的外周。优选地，所述多个侧部线围被设置为彼此在垂直方向上间隔预 定的距离。所述侧部线團可由银、铜、铝、金或铂制成。根据本专利技术的等离子体室的特征在于其包括限定在其中产生 等离子体的反应空间的室外壳；设置于该反应空间的下部区域、适于在其上支撑晶片的平板形晶片支撑；连接于所述平板形晶片支撑 的下射频电源；自适应M^离子体(ACP)源，所述ACP源包括在 室外壳的中心区域设置于室外壳上方的平板形衬套；多个上部线團，其>^^斤述衬套(申出以设置于所述室外壳上方，以便螺放和也围绕该衬套； 以及多，'鄉线圏，其4皮iU于反应室的侧壁部分的周围，以围绕该室 外壳；以^SJ^接到所述衬套的J:4W电源。优选地，所述多个侧部线團被设置为彼此在垂直方向上间隔预 定的距离。所述侧部线團可由银、铜、铝、金或钿制成。 所述侧部线圏可连接到上射频电源。本专利技术中，等离子体室还可包括连接到侧部线周的单独的电源。专利技术的实施方式图4为示出根据本专利技术的ACP源和具有ACP源的等离子体室的 截面图。图5示出构成图4中所示的ACP源的侧部线圏。参照图4和图5,才艮据本专利技术的ACP源500包括在反应室600 中心区域设置于及^应室600上方的平板形衬套510;螺旋状地设置 于反应室600的上方以围绕衬套510的多个上部线圏520;以及多 个侧部线圏530，其设置于反应室600侧壁部分周围以围绕该反应 室600。上部线围520的结构与结合图2描述的结构相同，此处不 再赘述。侧部线團530包括多个单元线團，这些单元线團彼此在垂 直方向上间隔预定的距离以围绕反应室600的外周。根据本专利技术的等离子体室包括ACP源500，反应室600以及 电源630和640。应JL室600包括限定产生等离子体400的>^应 空间的室外壳610和设置于反应室下部区域且适于支撑晶片300 的平板形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应耦合等离子体源，包括：平板形衬套，在反应室的中心区域设置于反应室上方；多个上部线圈，从该衬套伸出以设置于该反应室的上方，以便螺旋状地围绕所述衬套；以及多个侧部线圈，设置在所述反应室的侧壁部分的周围，以围绕在所述反应室的外周。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-10-21 10-2005-00998041.一种自适应耦合等离子体源，包括平板形衬套，在反应室的中心区域设置于反应室上方；多个上部线圈，从该衬套伸出以设置于该反应室的上方，以便螺旋状地围绕所述衬套；以及多个侧部线圈，设置在所述反应室的侧壁部分的周围，以围绕在所述反应室的外周。2. 根据权利要求1所述的自适应^^离子体源，其中，所述多 个侧部线圏被设置为彼此在垂直方向上间隔开预定的距离。3. 根据权利要求1所述的自适应^^离子体源，其中，所述侧 部线圏由#>、铜、铝、金或铂制成。4. 一种等离子体室，包括室外壳，限定在其中产生等离子体的反应空间；平板形晶片支撑，设置于所述^JI空间的下部区域中，适于在 其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金南宪，
申请(专利权)人：自适应等离子体技术公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]