一種等離子體刻蝕設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及微電子【技術領域】，尤其涉及一種等離子體刻蝕設備，該設備包括反應腔體、蓋板、靜電吸附盤、懸臂以及分子泵；所述蓋板位于所述反應腔體的頂部，且在該蓋板的中心區域設置有氣體噴嘴；所述靜電吸附盤懸浮于所述反應腔體內部；所述懸臂的一端固定于所述反應腔體的內側壁，另一端與所述靜電吸附盤的側壁相連接，且所述懸臂上設置有若干個于豎直方向貫穿該懸臂的孔洞；所述分子泵位于所述反應腔體的下方。本發明通過在現有的懸臂上增加一定數量的通孔，增加了氣體的均勻性，從而改善了局部氣流速度偏慢的現狀，進而避免了晶圓表面的刻蝕速率的不均勻性，并最終提高了產品的良率。
【專利說明】一種等罔子體刻蝕設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及微電子【技術領域】，尤其涉及一種等離子體刻蝕設備。
【背景技術】
[0002]等離子刻蝕，是干法刻蝕中最常見的一種形式，其原理是將暴露在電子區域的氣體形成等離子體，由此產生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體，從而形成了等離子或離子，電離氣體原子通過電場加速時，會釋放足夠的力量與表面驅逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。
[0003]目前，12寸的LAM等離子刻蝕設備內部的腔體是個正圓形的對稱腔，其目的是為了保證氣體流動導向的對稱均勻性，這種設計方法就使得靜電吸附盤必須要有一個懸臂將其支撐在整個腔體的中間，但正是由于這個懸臂的設計致使氣體從正上方往正下方流動時會被該懸臂阻擋，造成局部的氣流速度偏慢，從而造成晶圓表面的這一部分的刻蝕速率較其他區域偏慢。
[0004]中國專利(公布號:200910158947)記載了一種多頻等離子體蝕刻反應器，其中在一個真空等離子體處理艙內，通過在數個頻率下激發等離子體，從而使得由數個頻率所致的等離子體激發同時地導致數個不同的現象發生于等離子體中，由此用等離子體對工件進行處理。所述艙包括中央的頂電極和底電極，以及一個周圍的頂電極或底電極裝置，其或者由RF激勵，或者由一個濾波器裝置連接到一個參考電勢上，其中該濾波器裝置使得至少一個等離子體激發頻率通過，但阻隔其它頻率。該專利文獻中并未記載如何解決由于懸臂的設計致使氣體從正上方往正下方流動時會被該懸臂阻擋，造成局部的氣流速度偏慢，而造成的晶圓表面對應部分的刻蝕速率較其他區域偏慢的問題。
[0005]中國專利(公布號:201110415354)記載了一種一種等離子體蝕刻用娃電極板,其可抑制因等離子體蝕刻產生的表面凹凸且實現均勻的蝕刻。本發明的等離子體蝕刻用硅電極板由將B和AL作為摻雜劑添加的單晶硅構成，AL的濃度在I X 1013atoms/cm3以上。該等離子體蝕刻用硅電極板中，單晶硅的電特性在面內均勻化，在等離子體蝕刻中表面消耗時能夠使凹凸變得極少，并且能夠抑制裂紋。該專利文獻中并未解決由于懸臂的設計致使氣體從正上方往正下方流動時會被該懸臂阻擋，造成局部的氣流速度偏慢，從而造成晶圓表面的這一部分的刻蝕速率較其他區域偏慢的問題。
【發明內容】
[0006]針對上述技術問題，本發明記載了一種等離子體刻蝕設備，其中，所述設備包括反應腔體、蓋板、靜電吸附盤、懸臂以及分子泵；
[0007]所述蓋板位于所述反應腔體的頂部，且在該蓋板的中心區域設置有氣體噴嘴；
[0008]所述靜電吸附盤懸浮于所述反應腔體內部，并通過所述懸臂的支撐作用而水平懸浮于所述反應腔體中；
[0009]所述懸臂的一端固定于所述反應腔體的內側壁，所述懸臂的另一端與所述靜電吸附盤的側壁相連接，且所述懸臂上設置有若干個于豎直方向貫穿該懸臂的孔洞；所述分子泵位于所述反應腔體的下方。
[0010]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述反應腔體為真空反應腔體。
[0011]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述反應腔體為正圓形的對稱式結構。
[0012]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述氣體噴嘴與所述蓋板之間為密封連接。
[0013]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述氣體噴嘴與上方的氣體輸入管相連接。
[0014]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述氣體噴嘴的噴口為可調節式結構。
[0015]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述分子泵的排氣導向為中心對稱分布。
[0016]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述反應腔體的底部為開口式結構，并與所述分子泵之間存在一定的間隙。
[0017]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述懸臂為中空式結構，且所述中空式結構內設置有電線，所述電線的一端與所述靜電吸附盤連接，另一端與外界電源連接。
[0018]上述的等離子體刻蝕設備，其中，所述所述孔洞與所述中空式結構沒有交疊。
[0019]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明一種等離子體刻蝕設備，通過在現有的懸臂上增加一定數量的通孔，讓氣流也可以通過該通孔貫穿所述懸臂，使得氣流實現均勻的自上而下流動，進一步增加了氣體的均勻性，從而改善了局部氣流速度偏慢的現狀，進而避免了晶圓表面的刻蝕速率的不均勻性，并最終提高了產品的良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的等離子體刻蝕設備的結構示意圖；
[0021]圖2是本發明的等離子體刻蝕設備的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的等離子體刻蝕設備進行詳細說明:
[0023]圖1是本發明的等離子體刻蝕設備的結構示意圖；如圖1所示，一種等離子體刻蝕設備，包括反應腔體1、蓋板2、靜電吸附盤3、懸臂4以及分子泵5 ;所述蓋板2位于所述反應腔體I的頂部，且在該蓋板2的中心區域設置有氣體噴嘴(圖中未標出)，所述氣體噴嘴與其上方的氣體輸入管(圖中未標出)相連接，并通過該氣體輸入管將氣體輸入到所述反應腔體I內。
[0024]優選的，所述氣體噴嘴的噴口為可調節式結構，即通過調節噴口的大小，而從可以控制噴出氣流的大小，以滿足實際工藝中對氣流大小的需求。
[0025]進一步的，所述靜電吸附盤3位于所述反應腔體I的內部，通過將所述懸臂4的一端固定于反應腔體I的內側壁，另一端固定于所述靜電吸附盤3的外側壁，從而實現將所述靜電吸附盤3通過支撐作用懸浮于所述反應腔體I的內部，所述懸臂4的內部設置有電線等結構，該電線將所述靜電吸附盤3與外界電源(圖中未標出)相連接，以此為靜電吸附盤3提供運作時所需要的電能。所述懸臂4上還設置有若干個于豎直方向貫穿該懸臂的通孔6，該若干個通孔6應在避開懸臂4內部電線等結構，即不影響所述懸臂4正常運作的前提下進行布置。
[0026]其中，所述反應腔體I底部的開口與分子泵5之間存在一定的間隙，從而可以通過分子泵5將反應腔體I內部的多余氣體抽走。
[0027]下面結合具體的實施例來詳細介紹本發明一種等離子體刻蝕設備在現實工藝中的使用過程:
[0028]圖2是本發明的等離子體刻蝕設備的原理示意圖；如圖2所示:
[0029]首先，將需要進行刻蝕工藝的硅片放置于靜電吸附盤3的上表面，即放置在反應腔體I的內部，該靜電吸附盤3通過在其正、負電極基體上接通直流電壓后，在電極體表面產生庫侖引力，對硅片產生吸附作用，以此對硅片起到固定作用，從而為接下來的刻蝕工藝做好準備。
[0030]然后，將位于反應腔體I頂部的氣體噴嘴打開，并通過調節該氣體噴嘴開口的大小，使氣體的氣流以適合工藝的速度進入所述反應腔體I內部，并對被刻蝕材料的表面分子進行轟擊(bombard)或派射(sputter),從而形成易揮發物質，以此實現刻蝕的目的。
[0031]其中，由于支撐所述靜電吸附盤3的懸臂4上設置有若干的通孔6，且該若干個通孔6均于豎直方向貫穿所述懸臂，使得自上而下流動的氣體不必繞過所述懸臂4，而可以從通孔6中穿過，從而保證了整個氣體流通的均勻性。
[0032]進一步的，位于反應腔體I下方的分子泵5利用高速旋轉的轉子把動量傳輸給氣體分子，使得工藝中產生的易揮發物質在分子泵5的作用下，通過反應腔體I底部的開口與分子泵5之間的空隙而從反應腔體I內抽出，并最終完成刻蝕工藝。
[0033]由于采用了上述技術方案，本發明等離子體刻蝕設備，通過在現有的懸臂上增加一定數量的通孔，讓氣流也可以通過該通孔穿過所述懸臂，使得氣流實現均勻的自上而下流動，進一步增加了氣體的均勻性，從而改善了局部氣流速度偏慢的現狀，進而避免了晶圓表面的刻蝕速率的不均勻性，并最終提高了產品的良率。
[0034]通過說明和附圖，給出了【具體實施方式】的特定結構的典型實施例，基于本發明精神，還可作其他的轉換。盡管上述發明提出了現有的較佳實施例，然而，這些內容并不作為局限。
[0035]對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權利要求書范圍內任何和所有等價的范圍與內容，都應認為仍屬本發明的意圖和范圍內。
【權利要求】
1.一種等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述設備包括反應腔體、蓋板、靜電吸附盤、懸臂以及分子泵； 所述蓋板位于所述反應腔體的頂部，且在該蓋板的中心區域設置有氣體噴嘴； 所述靜電吸附盤懸浮于所述反應腔體內部，并通過所述懸臂的支撐作用而水平懸浮于所述反應腔體中； 所述懸臂的一端固定于所述反應腔體的內側壁，所述懸臂的另一端與所述靜電吸附盤的側壁相連接，且所述懸臂上設置有若干個于豎直方向貫穿該懸臂的孔洞；所述分子泵位于所述反應腔體的下方。
2.如權利要求1所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述反應腔體為真空反應腔體。
3.如權利要求2所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述反應腔體為正圓形的對稱式結構。
4.如權利要求1所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述氣體噴嘴與所述蓋板之間為密封連接。
5.如權利要求4所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述氣體噴嘴與上方的氣體輸入管相連接。
6.如權利要求5所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述氣體噴嘴的噴口為可調節式結構。
7.如權利要求1所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述分子泵的排氣導向為中心對稱分布。
8.如權利要求1所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述反應腔體的底部為開口式結構，并與所述分子泵之間存在一定的間隙。
9.如權利要求1所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述懸臂為中空式結構，且所述中空式結構內設置有電線，所述電線的一端與所述靜電吸附盤連接，另一端與外界電源連接。
10.如權利要求9所述的等離子體刻蝕設備，其特征在于，所述孔洞與所述中空式結構沒有交疊。
【文檔編號】H01J37/32GK103646841SQ201310597934
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】邵克堅, 馮翔 申請人:上海華力微電子有限公司