等離子體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種等離子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對集成電路的集成度要求越來越高，這就要求生產(chǎn)集成電路的企業(yè)不斷提高半導(dǎo)體晶片的加工能力。目前，在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造等工藝中，已經(jīng)使用各種類型的等離子體加工設(shè)備，例如，電容耦合等離子體(CCP)類型，電感耦合等離子體(ICP)類型以及表面波或電子回旋共振等離子體(ECR)類型等等。其中，利用電容耦合產(chǎn)生等離子體的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡單，且容易產(chǎn)生大面積均勻分布的等離子體，適用于介質(zhì)等類型膜的刻蝕；利用電感耦合產(chǎn)生等離子體的設(shè)備，其可以在較低的工作氣壓下獲得高密度的等離子體，而且可以獨(dú)立地分別控制產(chǎn)生等離子體的射頻源與基片臺射頻源，適用于金屬和半導(dǎo)體等材料的刻蝕。
[0003]PSS (Patterned Sapphire Substrates,圖形化襯底)技術(shù),是目前普遍采用的一種提高GaN基LED器件出光效率的方法，也就是在藍(lán)寶石襯底上生長干法刻蝕用掩膜，并用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝將掩膜刻出圖形，然后利用刻蝕技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石，并去掉掩膜，最后在其上生長GaN材料，使GaN材料的縱向外延變?yōu)闄M向外延。該方法可以有效減少GaN外延材料的位錯密度，從而減小了有源區(qū)的非輻射復(fù)合，減小了反向漏電流，提高了 LED的壽命。
[0004]上述PSS刻蝕通常采用ICP等離子體加工設(shè)備，ICP等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括反應(yīng)腔室4、卡盤6和電感耦合線圈3，其中，反應(yīng)腔室4的頂部具有介質(zhì)窗口 12，電感耦合線圈3設(shè)置在介質(zhì)窗口 12上方，且依次與匹配器2和射頻源I電連接；卡盤6設(shè)置在反應(yīng)腔室4內(nèi)，且依次與匹配器10和射頻源11電連接，并且在卡盤6上放置有用于承載多個晶片的托盤5，多個晶片在托盤5上的排布方式如圖2所示，多個晶片在托盤5的圓周方向上分布成內(nèi)、外兩圈，且有一個晶片位于托盤5的中心，以下依次簡稱為:內(nèi)圈晶片、外圈晶片和中心晶片。
[0005]上述ICP等離子體加工設(shè)備在實際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題:
[0006]由于利用電感耦合線圈3產(chǎn)生的等離子體在擴(kuò)散至托盤5上方時，在反應(yīng)腔室4中心區(qū)域的分布密度較高，在邊緣區(qū)域的分布密度較低，這使得形成的等離子體鞘層在反應(yīng)腔室4中心區(qū)域較薄，而在邊緣區(qū)域較厚。而鞘層越薄，等離子體中用于轟擊晶片的離子的轟擊能力越弱，對圖形的轟擊修飾能力也越弱，從而會造成刻蝕形貌的高度過高，難以形成較為理想的三角形形貌。因此，在托盤5上的多個晶片中，存在內(nèi)圈晶片、外圈晶片和中心晶片的刻蝕結(jié)果存在偏差，如圖3所示:左圖為外圈晶片的刻蝕形貌電鏡掃描圖；右圖為中心晶片的刻蝕形貌電鏡掃描圖。其中，外圈晶片的刻蝕高度為1.58um，中心晶片的刻蝕高度為1.69um,由此可知，越靠近托盤5中心，晶片的刻蝕形貌的高度越高，從而刻蝕均勻性較差。而且，中心晶片的刻蝕剖面往往會殘留拐角或弧形結(jié)構(gòu)，很難形成理想的三角形形貌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種等離子體加工設(shè)備，其可以使基座上各被加工工件之間或者被加工工件不同位置的刻蝕結(jié)果趨于均勻，從而可以提高刻蝕均勻性。
[0008]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、用于承載被加工工件的基座和射頻天線裝置，所述射頻天線裝置包括電感線圈、電極板組和射頻源，其中，所述電感線圈和電極板組相互并聯(lián)，且與所述射頻源電連接，并且二者設(shè)置在所述反應(yīng)腔室頂部，且分別與所述基座的不同位置相對應(yīng)。
[0009]優(yōu)選的，所述電極板組包括一個電極板，所述電極板與所述基座的中心區(qū)域相對應(yīng)；所述電感線圈環(huán)繞在所述電極板的外圍。
[0010]優(yōu)選的，所述電極板組包括一個電極板，且為環(huán)體；所述電感線圈與所述基座的中心區(qū)域相對應(yīng)；所述電極板環(huán)繞在所述電感線圈的外圍。
[0011]優(yōu)選的，所所述電極板組包括相互并聯(lián)的兩個電極板，其中一個電極板與所述基座的中心區(qū)域相對應(yīng)；所述電感線圈環(huán)繞在該電極板的外圍；其中另一個電極板為環(huán)體，且環(huán)繞在所述電感線圈的外圍。
[0012]優(yōu)選的，所所述電極板組包括相互并聯(lián)的至少三個電極板，其中一個電極板與所述基座的中心區(qū)域相對應(yīng)；其余電極板均為環(huán)繞在該電極板外圍的環(huán)體，且互為同心環(huán)；所述電感線圈環(huán)繞在任意一個電極板的外圍；或者，所述電感線圈與所述基座的中心區(qū)域相對應(yīng)；所述至少三個電極板均為環(huán)繞在所述電感線圈的外圍的環(huán)體，且互為同心環(huán)。
[0013]優(yōu)選的，所述射頻天線裝置還包括固定電容組，所述固定電容組串聯(lián)在至少一個所述電極板所在電路上。
[0014]優(yōu)選的，所述固定電容組由一個或者多個相互串聯(lián)的固定電容組成。
[0015]優(yōu)選的，所述射頻天線裝置還包括可調(diào)電容，所述可調(diào)電容串聯(lián)在至少一個所述電極板所在電路上。
[0016]優(yōu)選的，所述電感線圈為平面線圈，所述平面線圈所在平面與所述反應(yīng)腔室的徑向相互平行。
[0017]優(yōu)選的，所述電感線圈為立體螺旋線圈，所述立體螺旋線圈的軸向與所述反應(yīng)腔室的軸向相互平行。
[0018]優(yōu)選的，所述電極板所在平面與所述反應(yīng)腔室的徑向相互平行。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備，其射頻天線裝置具有相互并聯(lián)的電感線圈和電極板組，二者與射頻源電連接，且分別與基座的不同位置相對應(yīng)。由于該電極板組能夠提高基座上與該電極板組相對應(yīng)的區(qū)域的電場，同時降低該區(qū)域的磁場，從而可以降低該區(qū)域的等離子體密度，增加分布在該區(qū)域內(nèi)的等離子體的鞘層厚度，以及提高離子轟擊被加工工件的能力。因此，在利用電感線圈產(chǎn)生等離子體的基礎(chǔ)上，同時利用電極板組產(chǎn)生等離子體，可以起到調(diào)整等離子體對應(yīng)基座不同位置的分布密度的作用，以使基座上各被加工工件間或者被加工工件不同位置的刻蝕結(jié)果趨于均勻，從而可以提高刻蝕均勻性。
【附圖說明】
[0021]圖1為ICP等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為多個晶片在托盤上的排布示意圖；
[0023]圖3為中心晶片和外圈晶片的刻蝕形貌電鏡掃描圖；
[0024]圖4A為本發(fā)明第一實施例提供的等離子體加工設(shè)備的剖視圖；
[0025]圖4B為圖4A中射頻線圈和電極板的俯視圖；
[0026]圖5A為等離子體加工設(shè)備具有電極板和不具有電極板在基座徑向上的電場分布對比圖；
[0027]圖5B為等離子體加工設(shè)備具有電極板和不具有電極板的磁場在基座徑向上的分布對比圖；
[0028]圖6為本發(fā)明第一實施例的一個變型實施例提供的等離子體加工設(shè)備的剖視圖；
[0029]圖7A為本發(fā)明第二實施例提供的等離子體加工設(shè)備的剖視圖；
[0030]圖7B為圖7A中射頻線圈和電極板的俯視圖；
[0031]圖8為本發(fā)明第三實施例提供的等離子體加工設(shè)備的剖視圖；
[0032]圖9A為本發(fā)明第四實施例提供的等離子體加工設(shè)備的剖視圖；以及
[0033]圖9B為圖9A中射頻線圈和電極板的俯視圖。
【具體實施方式】
[0034]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。