CN101459051A - 等离子体装置排气环 - Google Patents

Abstract

等离子体装置排气环，涉及等离子装置。针对现有技术所存在的不足，本发明提供一种既能把等离子体限制在一定范围，又能有助于改善晶片上方中间与四周气流分布均匀性的排气环，沿排气环本体(1)的轴心线方向开设有若干斜向通孔(2)，所述通孔(2)与排气环本体(1)的轴心线形成夹角α。本发明可以将等离子体限制在一定范围内，并提高气体通过效率；有助于改善晶片上方中间与四周气体流场分布的均匀性，从而提高晶片刻蚀效果。

Description

等离子体装置排气环

技术领域

本发明涉及等离子刻蚀装置，具体地涉及等离子体装置的排气环。

背景技术

对于等离子体装置来说，反应腔室内等离子体气流分布的均匀性，直接影响晶片的加工质量。比如说，等离子体刻蚀装置用于加工制造微电子芯片，进而形成微电子电路。目前一般刻蚀装置采用干法刻蚀。干法刻蚀需要在刻蚀装置反应腔室上部介质窗施加射频，从而使得进入反应腔室的工艺气体激发形成等离子体，对半导体晶片进行刻蚀加工。反应腔室的组成材料一般为经过表面处理(如阳极氧化处理)的铝材，但仍然会与工艺气体产生的等离子体发生反应，从而损坏设备零件或者沉积聚合物。另外，由于工艺气体一般由反应腔室上方的中间位置注入，使得晶片上方中间位置的气体速度场低于四周，从而对晶片的关键尺寸造成中间与四周刻蚀不均的恶劣影响。因此，需要将等离子体限制在一定范围内，把真空与等离子体分离。

目前，等离子体刻蚀装置主要通过采用排气环的方法，将等离子体限制在一定区域内。一种现有的排气环具有线条形的孔结构和指状孔3结构，如图1所示。这样的排气环结构的特点是能够使气流下降时较为均匀。

但是，由于该排气环条形孔为垂直结构，而孔的大小必须限制在一定范围内，因此，实际孔内很狭窄，这样的排气环会降低气体通过效率，降低工艺窗口。同时，该排气环结构无助于改善晶片上方中间与四周气流分布的均匀性。

发明内容

针对上述现有技术所存在的不足，本发明提供一种既能把等离子体限制在一定范围，又能有助于改善晶片上方中间与四周气流分布均匀性的排气环。

本发明采用的技术方案是：沿排气环本体的轴心线方向开设有若干斜向通孔，所述通孔与排气环本体的轴心线形成夹角α。

作为本发明的改进，所述通孔为圆弧状且排气环本体的径向设置为多圈，每圈圆弧状通孔至少是两个。

作为本发明的进一步改进，由内至外各圈通孔与排气环本体的轴心线形成夹角α依次变小。

作为本发明的更进一步改进，最内圈通孔与排气环本体的轴心线形成夹角α为大于0°至60°；最外圈通孔与排气环本体的轴心线形成夹角α为0°

本发明所述等离子体装置排气环的产生积极效果如下：

1、可以将等离子体限制在一定范围内，并提高气体通过效率；

2、有助于改善晶片上方中间与四周气体流场分布的均匀性，从而提高晶片加工质量。

附图说明

图1是现有的一种等离子刻蚀装置排气环；

图2是本发明所述等离子体装置排气环的俯视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图3的I部放大图；

图5是所述每圈圆弧状通孔2为二个的排气环俯视图；

图6是所述每圈圆弧状通孔2为三个的排气环俯视图；

图7是具体实施方式二所述排气环通孔2的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体说明具体实施方式。

实施例1

如图2、图3和图4所示，本实施方式所述的等离子体装置排气环，沿排气环本体1的轴心线方向开设有若干斜向通孔2，所述通孔2与排气环本体1的轴心线形成夹角α；其中，通孔2为圆弧状且沿排气环本体1的径向设置为多圈，每圈圆弧状通孔2至少是两个。可以理解地是，每圈圆弧状通孔2可以是两个(如图5所示)、三个(如图6所示)或者四个(如图2所示)。

优选地，由内至外各圈通孔2与排气环本体1的轴心线形成夹角α依次变小；最内圈通孔21与排气环本体1的轴心线形成夹角α为大于0°至60°；最外圈通孔22与排气环本体1的轴心线形成夹角α为0°。其中，靠近中心轴的内圈排气孔，由于存在倾斜角度，使得等离子体难以直接通过，因此孔的宽度可以较大，从而有利于提高气体通过效率。

更优选地，最外圈通孔22的截面形状为上大下小的锥形。此结构设计，以利于提高气体通过效率，并增大接地面积，更加有效的屏蔽等离子体。

由于排气环通孔有倾斜角度，可以改善晶片上方中间与四周的气流速度场分布均匀性，可以促进气流在晶片上方的静压分布均匀性，从而有助于提高对晶片中间与四周的刻蚀均匀性。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于所述斜向通孔2为斜向阶梯孔，如图7所示，其中，各圈斜向阶梯孔的上下段之间的径向距离依次增大，以减少气体通过排气环的压力损失，增加工艺刻蚀窗口。

可以理解地是，本实施例所述等离子体装置，不局限于等离子体刻蚀设备，上述实施例中所述的排气环，也可以应用于等离子体物理汽相沉积，等离子体化学汽相沉积，等离子体表面清洗等设备；使用过程中均可获得较高的等离子体密度，从而大大提高产品加工精度。

以上关于本发明所述等离子体装置排气环的具体描述，仅用以说明本发明而并非限制本实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利的保护范围中。

Claims (9)

1、等离子体装置排气环，其特征在于沿排气环本体(1)的轴心线方向开设有若干斜向通孔(2)，所述通孔(2)与排气环本体(1)的轴心线形成夹角α。

2、根据权利要求1所述的等离子体装置排气环，其特征在于所述通孔(2)为圆弧状且沿排气环本体(1)的径向设置为多圈，每圈圆弧状通孔(2)至少是两个。

3、根据权利要求2所述的等离子体装置排气环，其特征在于由内至外各圈通孔(2)与排气环本体(1)的轴心线形成夹角α依次变小。

4、根据权利要求3所述的等离子体装置排气环，其特征在于最内圈通孔(21)与排气环本体(1)的轴心线形成夹角α为大于0°至60°；最外圈通孔(22)与排气环本体(1)的轴心线形成夹角α为0°。

5、根据权利要求4所述的等离子体装置排气环，其特征在于最外圈通孔(22)的截面形状为上大下小的锥形。

6、根据权利要求2、3、4或5所述的等离子体装置排气环，其特征在于所述每圈圆弧状通孔(2)是三个。

7、根据权利要求2、3、4或5所述的等离子体装置排气环，其特征在于所述每圈圆弧状通孔(2)是四个。

8、根据权利要求1、2、3、4或5所述的等离子体装置排气环，其特征在于所述斜向通孔(2)为斜向阶梯孔。

9、根据权利要求8所述的等离子体装置排气环，其特征在于各圈斜向阶梯孔的上下段之间的径向距离依次增大。

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