[實用新型]一種用于改善刻蝕均勻性的等離子刻蝕裝置

有效

• 申請號: 202021097935.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN212303604U
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 韓大健;李娜;馮英雄;車東晨;許開東
• 申請（專利權）人: 北京魯汶半導體科技有限公司
• 主分類號: H01J37/02
• 分類號: H01J37/02;H01J37/305;H01J37/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 肖鵬

本實用新型公開了一種用于改善刻蝕均勻性的等離子刻蝕裝置，包括工藝腔室和下電極；所述下電極與工藝腔室的底板上端面相接；還包括多個下工藝氣體通道；所述下工藝氣體通道的進氣端口位于工藝腔室外部；所述下工藝氣體通道的出氣端口靠近下電極上端面外緣。本實用新型通過下工藝氣體通道；朝向下電極上端面外緣附近供應工藝氣體，增大下電極邊緣的工藝氣體供氣量，加快下電極邊緣的刻蝕速度，使下電極邊緣區域與下電極中心區域刻蝕速度相近，改善刻蝕均勻性。

技術領域

本實用新型屬于半導體加工設備技術領域，尤其涉及一種用于改善刻蝕均勻性的等離子刻蝕裝置。

背景技術

如圖1，一種現有的等離子刻蝕裝置，工藝腔室1的下方正中心安裝有下電極2，下電極2上面會連接射頻電源組件，為等離子刻蝕實現偏壓作用。工藝腔室1的上部是腔蓋5和放置在腔蓋5上部的耦合窗6。耦合窗6的中心安裝有進氣噴嘴7，在進氣噴嘴7中布置多個進氣孔，工藝氣體從這個進氣噴嘴7噴出，進入工藝腔室1內部，形成中部進氣流。線圈組件8安裝在耦合窗6上部，連接至頂部的上射頻電源9，為腔室內的工藝提供激發等離子體的能量。有的等離子刻蝕裝置中，腔蓋5內部也布置有多個朝向工藝腔室1的通氣孔，工藝氣體從通氣孔中噴出，進入工藝腔室1內部，形成邊緣進氣流。

下電極2越大，則能夠刻蝕的晶圓尺寸越大，可放置的晶圓數量也越多，能提高生產效率。但越靠近下電極2的邊緣，等離子體越少，因此下電極2越大，刻蝕均勻性也隨之變差，通常表現為靠近下電極邊緣區域刻蝕速度刻蝕慢，下電極中心區域刻蝕快。一般解決方式有兩種：第一種在下電極2分區加熱，使下電極2的邊緣區域溫度高于中心區域溫度，這樣會平衡邊緣區域與中心區域的刻蝕速度；但是下電極2通常是導熱較快的金屬，分區加熱很難區別的很明顯，而且溫度差異會有限制，對于刻蝕速度差異的補償能力有限；第二種是在下電極2接入多個射頻電源，該方案只適合電容耦合刻蝕機臺，對于電感耦合刻蝕機臺，下電極只有一個射頻電源，該方案不適用。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提出一種用于改善刻蝕均勻性的等離子刻蝕裝置，增大下電極邊緣的工藝氣體供氣量，加快下電極邊緣的刻蝕速度，改善刻蝕均勻性。

技術方案：本實用新型提出一種用于改善刻蝕均勻性的等離子刻蝕裝置，包括工藝腔室和下電極；所述下電極與工藝腔室的底板上端面相接；還包括多個下工藝氣體通道；所述下工藝氣體通道的進氣端口位于工藝腔室外部；所述下工藝氣體通道的出氣端口靠近下電極上端面外緣。

進一步，所述下電極的側壁外周套裝有保護環；所述保護環的內壁與下電極的側壁設置有間隙。

進一步，所述下工藝氣體通道開孔設置在下電極與工藝腔室的底板；

進一步，所述下工藝氣體通道的出氣端口位于下電極的側壁。

進一步，所述下電極與工藝腔室的底板上端面之間設置有絕緣墊；所述下工藝氣體通道開孔設置在下電極、絕緣墊及工藝腔室的底板。

進一步，所述下工藝氣體通道僅開孔設置在工藝腔室的底板；所述下工藝氣體通道的出氣端口位于工藝腔室的底板上端面，且靠近所述下電極的側壁。

進一步，所述下工藝氣體通道僅開孔設置在工藝腔室的底板；所述下工藝氣體通道的出氣端口位于工藝腔室的底板上端面，且位于所述保護環的內壁與下電極的側壁之間的間隙處。

進一步，所述工藝腔室的底板開設有安裝孔；所述下電極外緣的下端面與工藝腔室的底板上端面相接；所述下電極中心處位于安裝孔的正上方；所述下工藝氣體通道僅開孔設置在下電極；所述下工藝氣體通道的進氣端口位于所述下電極中心處的下端面。

進一步，所述下工藝氣體通道的出氣端口位于下電極的側壁。

進一步，所述工藝腔室的側壁設置有真空泵；靠近真空泵所在一側的下工藝氣體通道的出氣端口的數量多于遠離真空泵所在一側的下工藝氣體通道的出氣端口的數量。