[發(fā)明專利]一種干法等離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310231130.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103337444A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欽亮;平志韓;蘇靜洪;王謨;俞敏人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天通吉成機(jī)器技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;黃芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子刻蝕技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種干法等離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔。

背景技術(shù)

刻蝕是半導(dǎo)體、微電子及LED制造過(guò)程中的一個(gè)重要工序，刻蝕是利用化學(xué)或物理方法有選擇性地從硅片或者藍(lán)寶石襯底表面去除不需要的材料的過(guò)程。隨著半導(dǎo)體器件的集成度提高，半導(dǎo)體器件的線寬越來(lái)越小，關(guān)鍵尺寸的控制也越來(lái)越重要，對(duì)刻蝕工藝的要求也越來(lái)越高。從工藝上區(qū)分，刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕。干法刻蝕即等離子體刻蝕，通常在等離子體處理裝置中通入刻蝕氣體，并電離刻蝕氣體成等離子體，利用所述等離子體對(duì)待刻蝕的晶圓進(jìn)行刻蝕。現(xiàn)有的等離子體刻蝕方法通常在待刻蝕表面形成光刻膠圖形，以該光刻膠圖形為掩膜對(duì)待刻蝕層進(jìn)行刻蝕。干法刻蝕由于各項(xiàng)異性好，選擇比高，可控性好，靈活性高，重復(fù)形好，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，潔凈度高的優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今最常用的刻蝕工藝之一。

干法等離子體刻蝕設(shè)備中，反應(yīng)腔體是用于進(jìn)行等離子體刻蝕的核心部件。腔室內(nèi)工藝氣體的均勻分布是保證等離子體均勻分布的關(guān)鍵因素，而等離子體的均勻分布則是影響刻蝕均勻性的關(guān)鍵。

如圖1所示，現(xiàn)有的等離子體刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)包括圓筒狀反應(yīng)腔體A3和蓋在反應(yīng)腔體A3上面的石英蓋A4，石英蓋A4的中央位置設(shè)有進(jìn)氣孔，反應(yīng)腔體A3的側(cè)壁A1、底壁A2及石英蓋A4形成了反應(yīng)腔體。待刻蝕的基片A6放置在反應(yīng)腔體內(nèi)底壁A2的中央位置。這種等離子體刻蝕裝置中，石英蓋A4為圓形板狀，現(xiàn)有技術(shù)中石英蓋A4的中央有一個(gè)進(jìn)氣孔A5.根據(jù)流體的特性，當(dāng)刻蝕氣體由石英蓋A4中央的進(jìn)氣孔A5進(jìn)入反應(yīng)腔體時(shí)，氣體趨于直接沖擊底壁A2中間位置，不易于向周圍擴(kuò)散，于是就造成了中間位置的氣體密度較大，而越靠近側(cè)壁A1位置，氣體密度越小。

另外，這種等離子刻蝕設(shè)備在刻蝕過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生很多刻蝕沉積物并聚集附著在腔室內(nèi)壁上，造成腔室的污染和損傷，且難以去除導(dǎo)致反應(yīng)腔體內(nèi)刻蝕環(huán)境的不穩(wěn)定性且加快了設(shè)備的損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的等離子刻蝕設(shè)備存在腔室污染和損傷，反應(yīng)腔體的氣氛均勻性差，使用壽命短的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種腔室純凈，污染小，使用壽命長(zhǎng)的干法等離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔體。

一種干法等離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔，包括圓筒狀反應(yīng)腔和蓋在反應(yīng)腔上面的上蓋，上蓋的中央位置設(shè)有進(jìn)氣孔，反應(yīng)腔的側(cè)壁、底壁及上蓋形成了反應(yīng)腔，待刻蝕的基片放置在反應(yīng)腔底壁的中央位置，反應(yīng)腔上設(shè)有取送基片的取送片口；

其特征在于：反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有與之適配的勻流內(nèi)襯，勻流內(nèi)襯包括圓筒狀的本體，本體上設(shè)有與取送片口對(duì)應(yīng)的傳送孔，本體底部設(shè)有一圈向內(nèi)延伸的環(huán)形底板，環(huán)形底板與待刻蝕基片的位置匹配，環(huán)形底板上均勻地分布有勻流槽孔；本體的頂部設(shè)有與反應(yīng)腔連接的固定法蘭，固定法蘭與反應(yīng)腔之間設(shè)有密封槽。

進(jìn)一步，勻流槽由呈同心圓排布的槽孔組成，同一個(gè)圓周上等間隔地分布有多個(gè)槽孔。槽孔為圓弧形，槽孔的寬度約為1.5mm。圓弧形槽孔的圓心角小于或等于20°。

進(jìn)一步，反應(yīng)腔一側(cè)設(shè)有抽氣腔，抽氣腔分別與抽真空泵和輔助真空流量計(jì)連接，反應(yīng)腔的氣體經(jīng)勻流槽進(jìn)入抽氣腔。反應(yīng)腔有下側(cè)板，上側(cè)板和壁板圍成，下側(cè)板和上側(cè)板固定連接于反應(yīng)腔的側(cè)壁上，上側(cè)板與側(cè)壁之間、下側(cè)板與側(cè)壁之間，以及壁板與上側(cè)板和下側(cè)板之間均為密封配合。抽真空泵包括分子泵和機(jī)械泵，機(jī)械泵的接口位于壁板上，分子泵的接口位于下側(cè)板上。上側(cè)板設(shè)有能夠觀察抽氣腔內(nèi)情況的第二觀察窗。

進(jìn)一步，上蓋包括封閉反應(yīng)腔的腔蓋和與腔蓋密封配合的石英盤(pán)，進(jìn)氣孔設(shè)置于石英盤(pán)中央，石英盤(pán)上設(shè)有射頻電源上電極接口；反應(yīng)腔的底壁上設(shè)有基片固定裝置，基片固定裝置上設(shè)有射頻電源下電極接口。反應(yīng)腔連接主真空流量計(jì)，反應(yīng)腔的側(cè)壁上設(shè)有主真空流量計(jì)接口。

進(jìn)一步，反應(yīng)腔上設(shè)有能夠觀察反應(yīng)腔內(nèi)情況的第一觀察窗，勻流內(nèi)襯上設(shè)有與第一觀察窗對(duì)應(yīng)的觀察口。第一觀察窗與基片等高。第一觀察窗的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置于反應(yīng)腔的相對(duì)的兩側(cè)。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下：