CN100362622C - 下抽气式刻蚀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体晶片加工中的刻蚀装置。本发明下抽气式刻蚀装置包括具有进气口的反应室和具有排气口的抽气室，其中所述抽气室位于反应室的下方，二者之间连接有对称布置的左排气通道和右排气通道，所述排气口和进气口位于同一轴线上。本发明的下抽气式刻蚀装置的优点和积极效果在于：本发明中，由于排气口和进气口位于同一轴线上，且左、右排气通道对称布置，所以反应室内、静电卡盘表面上方的气流流速对称地向两侧流动，基本上实现了对反应腔室的均匀抽气，保证了反应气体进入反应腔室后在静电卡盘表面上方的分布的轴对称性，致使形成的反应基团与被刻蚀晶片表面发生的化学反应速度差异较小，使刻蚀速率具有较好的均匀性。

Description

下抽气式刻蚀装置

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是半导体晶片加工中的刻蚀装置。

背景技术

在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离形成等离子体，等离子体由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团和被刻蚀物质表面发生化学反应并生成挥发性的反应生成物。反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。反应腔室内的非均匀性气体分布将导致在腔室内部的晶片表面上的刻蚀速率和均匀性有较大的变化。在半导体加工厂，进入反应腔室的工艺气体被激活生成的等离子体刻蚀晶片表面的材质。而且目前的晶片尺寸从100mm增加到300mm。反应腔室的体积也相应的增大，这使得要想提供更加均匀的气体分布非常困难，因此从晶片的中央到周围的刻蚀速率有很大的变化，非常均匀性。

如图1所示，现有的刻蚀装置结构包括反应室1和与反应室1侧壁连通的抽气室2。在反应室1的顶壁中央设有进气口3，在抽气室2底壁中央设有排气口4。反应室1内中央位置装有静电卡盘5，静电卡盘5上吸附有待加工的晶片6。由于排气口4与进气口3是偏移布置的，即没有布置在同一轴线上。该刻蚀装置中分子泵抽出反应腔室的气体使反应腔室形成低压。由于分子泵的影响，在靠近排气口4一侧流速快，气体密度较小，在远离排气口4一侧流速慢，气体密度较大，因此反应气体进入反应腔室1后在晶片6表面上方的分布不具有轴对称性，在静电卡盘表面上变化较大，致使形成的反应基团与被刻蚀物质表面发生的化学反应速度差异较大，最终导致刻蚀速率的不均匀性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高在反应腔室内、静电卡盘正上方气体分布均匀性，且安装和维护方便的下抽气式刻蚀装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明下抽气式刻蚀装置，包括具有进气口的反应室和具有排气口的抽气室，其中所述抽气室位于反应室的下方，二者之间连接有对称布置的左排气通道和右排气通道，所述排气口和进气口位于同一轴线上。

其中还包括连通反应室和抽气室的后排气通道。

其中所述左排气通道和右排气通道的截面均呈圆环形，且与静电卡盘同心。

其中所述左排气通道和右排气通道各自与反应室和抽气室之间设有密封圈。

其中所述后排气通道的截面呈圆环形，且与静电卡盘同心，所述后排气通道、左排气通道和右排气通道的周长之和为1/2～3/4圆周。

其中所述后排气通道分别与反应室和抽气室之间设有密封圈。

其中所述左排气通道和右排气通道的周长之和为1/2～3/4圆周。

其中所述抽气室的侧壁和底壁焊接或螺纹连接在一起。

(三)有益效果

本发明的下抽气式刻蚀装置的优点和积极效果在于：本发明中，由于排气口和进气口位于同一轴线上，且左、右排气通道对称布置，所以反应室内、静电卡盘表面上方的气流流速对称地向两侧流动，基本上实现了对反应腔室的均匀抽气，保证了反应气体进入反应腔室后在静电卡盘表面上方的分布的轴对称性，致使形成的反应基团与被刻蚀晶片表面发生的化学反应速度差异较小，使刻蚀速率具有较好的均匀性。又由于左排气通道(7)和右排气通道(8)的周长之和为1/2～3/4圆周，未设置排气通道的圆周部位便于对下电极射频、静电卡盘直流、水、氦气、顶针气动系统接口的导出，以及对这些管路、接口进行安装、维护。

附图说明

图1是现有的刻蚀装置的剖面图；

图2是本发明下抽气式刻蚀装置的剖视图；

图3是图中A-A剖面图。

图中：1.反应室；2.抽气室；3.进气口；4.排气口；5.静电卡盘；6.晶片；7.左排气通道；8.右排气通道；9.后排气通道。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明下抽气式刻蚀装置的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。

参见图2和图3。本发明的下抽气式刻蚀装置，包括具有进气口3的反应室1和具有排气口4的抽气室2。其中抽气室2位于反应室1的下方，二者之间连接有后排气通道9以及对称布置的左排气通道7和右排气通道8，所述后排气通道9、左排气通道7和右排气通道8的截面均呈圆环形，且与静电卡盘5同心，排气通道9、左排气通道7和右排气通道8各自与反应室1和抽气室2之间设有密封圈(图中未示出)。后排气通道9、左排气通道7和右排气通道8三者形成圆弧形，周长之和为3/4圆周，该周长之和在1/2～3/4圆周范围内都是可行的，具体根据反应室1和抽气室2的尺寸确定。抽气室2上的排气口4和反应室1上的进气口3布置在同一轴线上。本发明基本上实现了对反应腔室的均匀抽气，保证了反应气体进入反应腔室后在静电卡盘表面上方的分布的轴对称性，致使形成的反应基团与被刻蚀晶片表面发生的化学反应速度差异较小，使刻蚀速率具有较好的均匀性。

本发明中，也可以省略后排气通道9，而只保留左排气通道7和右排气通道8，这时，左、右排气通道的周长之和为3/4圆周左右。为了方便抽气室2的加工，其侧壁和底壁可以采用分体结构，二者焊接或螺纹连接在一起，经一定密封处理即可。本发明中，没有设置前排气通道，主要考虑便于对下电极射频、静电卡盘直流、水、氦气、顶针气动系统接口的导出，以及对这些管路、接口进行安装、维护。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.下抽气式刻蚀装置，包括具有进气口(3)的反应室(1)和具有排气口(4)的抽气室(2)，其特征在于所述抽气室(2)位于反应室(1)的下方，二者之间连接有对称布置的左排气通道(7)和右排气通道(8)，所述排气口(4)和进气口(3)位于同一轴线上，

所述左排气通道(7)和右排气通道(8)的截面均呈圆环形，且与静电卡盘同心，所述左排气通道(7)和右排气通道(8)的周长之和为1/2～3/4圆周。

2.根据权利要求1所述的下抽气式刻蚀装置，其特征在于还包括连通反应室(1)和抽气室(2)的后排气通道(9)，所述后排气通道(9)的截面呈圆环形，且与静电卡盘同心，所述后排气通道(9)、左排气通道(7)和右排气通道(8)的周长之和为1/2～3/4圆周。

3.根据权利要求1所述的下抽气式刻蚀装置，其特征在于所述左排气通道(7)和右排气通道(8)各自与反应室(1)和抽气室(2)之间设有密封圈。

4.根据权利要求2所述的下抽气式刻蚀装置，其特征在于所述后排气通道(9)分别与反应室(1)和抽气室(2)之间设有密封圈。

5.根据权利要求1～4之任一所述的下抽气式刻蚀装置，其特征在于所述抽气室(2)的侧壁和底壁焊接或螺纹连接在一起。

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