CN106653595B - 一种等离子刻蚀设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子刻蚀设备，包括反应腔室，反应腔室内设置相对平行放置的正电极板和负电极板，反应腔室左侧设置有气体入口，反应腔室右下侧处设置有气体出口和掩膜版；所述负电极板设置于反应腔室的上方，所述负电极板和掩膜版相互连接，掩膜版位于负电极板的下方，掩膜版的版面朝下；所述正电极板设置于反应腔室的下方，与掩膜版相对。本发明掩模版的表面朝下，颗粒在处理过程中不会落下，避免了图形未被刻蚀出或图形未被完全刻蚀的发生。
Description
技术领域
本发明属于等离子刻蚀技术领域，具体涉及一种等离子刻蚀设备。
背景技术
半导体集成电路制作过程通常需要经过多次光刻工艺，在半导体晶体表面的介质层上开凿各种掺杂窗口、电极接触孔或在导电层上刻蚀金属互连图形。光刻工艺需要一整套(一般需要10到30块掩模)相互间能精确套准的、具有特定几何图形的掩模，简称掩模版。掩模版是光刻工艺中复印光致抗蚀掩蔽层的“印相底片”，通过光刻工艺可以将掩模版上的图形转移到硅片上。
掩模是高纯精密度石英或玻璃材料构成的薄片，上面刻制了集成电路芯片的线路图。掩模的制作过程主要分为曝光、显影、刻蚀、清洗四个工序。其作用如下：
曝光：通过计算机辅助技术将设计公司设计出来的集成电路版图转换成曝光设备可识别的数据格式，并据此对光致抗蚀剂(感光胶)进行曝光，产生光化学反应。
显影：利用感光胶在曝光后对于显影液溶解度变化的原理，使得感光胶下的被蚀刻层裸露出来。
蚀刻：将裸露出来的被蚀刻层去除。
清洗：去除未曝光的感光胶和颗粒，确保颗粒数量和大小在出货规范内，避免颗粒对晶圆厂曝光造成缺陷
曝光在掩模制作的等离子刻蚀工艺中，通过活性离子对衬底的物理轰击和化学反应双重作用刻蚀铬层(Cr)或相移层(钼硅合金Mosi)刻蚀后经常在掩模表面发现颗粒(尤其是在接触孔处)。因为这些颗粒处于接触孔处，所以这些颗粒在后续工艺处理后通常很难去除；并且这些颗粒会引起许多缺陷，导致金属层残留。
常规等离子刻蚀设备结构如图1所示。当刻蚀铬层(Cr)或钼硅合金(Mosi)时，制程气体从左至右通过。在射频电源的作用下，蚀刻气体被电离，成为等离子体，并在掩模板的表面与被刻蚀金属(例如铬或钼硅合金)接触，然后发生化学反应。这种方法存在以下缺点：因为掩模版的表面在上方，所以颗粒会在加工过程中下落，阻碍刻蚀气体与被蚀刻金属接触，导致图形未被刻蚀出或图形未被完全刻蚀的发生。
所以开发一种等离子刻蚀设备，该设备能够容易去除掩模接触孔处的颗粒，降低接触孔掩模产品的缺陷例如Cr残留等，增加产品的良率，减少不合格产品从而降低制作时间和金钱成本具有重大的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中等离子刻蚀设备掩模板接触孔处颗粒去除困难，刻蚀图形无法完全刻蚀等缺点，提供一种等离子刻蚀设备。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种等离子刻蚀设备，包括反应腔室，反应腔室内设置相对平行放置的正电极板和负电极板；反应腔室左侧设置有气体入口，反应腔室右下角处设置有气体出口；所述负电极板设置于反应腔室上方，所述负电极板和掩膜版通过真空吸附连接，掩膜版位于负电极板的下方，掩膜版版面朝下；所述正电极板设置于反应腔室下方，与掩膜版相对。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述负电极板上设置有气孔，真空通过负电极板上的气孔把负电极板和掩膜版吸附连接。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述正电极板的板面下侧面连接有导线，导线通过反应腔室接地。导线与电极板可以采取冷压或者镀锡的模式连接。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述负电极板的板面上侧面连接有导线，导线与射频电源连接。导线与电极板可以采取冷压或者镀锡的模式连接。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述正电极板和掩膜版通过机械连接方式连接，所述机械连接方式为可拆卸连接和不可拆卸连接。不可拆卸连接如：焊接、铆接等；可拆卸连接如：螺纹连接、销、链等。
在射频电源的作用下，由制程气体入口进入的蚀刻气体被电离，成为等离子体，并在掩模板的表面与被刻蚀金属(例如铬或钼硅合金)接触，然后发生化学反应。
本发明等离子刻蚀设备和现有技术相比，具有以下优点：
(1)掩模版的表面朝下，颗粒在处理过程中不会落下，避免了图形未被刻蚀出或图形未被完全刻蚀的发生；
(2)有利于工艺中颗粒数量的控制；
(3)工艺处理后，可以采取中性气体如氮气吹扫掩模板。这种处理能够有效去除颗粒，避免颗粒对后续工艺造成干扰。
附图说明
图1为常规等离子刻蚀设备示意图；
图2为本发明等离子刻蚀设备示意图；
标记说明：1为反应腔室，2为正电极板，3为负电极板，4为气体入口，5为气体出口，6为掩膜版，7为射频电源，8为气孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
图1为现有技术中的等离子刻蚀设备示意图，包括反应腔室，反应腔室内设置相对平行放置的正电极板和负电极板；反应腔室左侧设置有制程气体入口，反应腔室右下角处设置有排气口；
所述正电极板设置于反应腔室上方，所述负电极板设置于反应腔室下方，所述负电极板上方设置有掩膜版，掩膜版版面朝上与反应腔室上方的正电极板相对。
作为本发明的一个方面，如图2所示：一种等离子刻蚀设备，包括反应腔室1，反应腔室内设置相对平行放置的正电极板2和负电极板3；反应腔室左侧设置有气体入口4，反应腔室右下角处设置有气体出口5；所述负电极板设置于反应腔室上方，所述负电极板和掩膜版6通过真空吸附连接，掩膜版版面朝下；所述正电极板设置于反应腔室下方，与掩膜版相对。本发明中掩模版的表面朝下，颗粒在处理过程中不会落下，避免了图形未被刻蚀出或图形未被完全刻蚀的发生。
本发明中负电极板和掩膜版优选通过真空吸附的连接方式连接在一起，在负电极板上设置有气孔8，真空通过负电极板上的气孔把负电极板和掩膜版吸附连接。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述正电极板2设置有导线，导线通过反应腔室1接地。
本发明所述的等离子刻蚀设备，其进一步技术方案可以是所述负电极板3设置有导线，导线与射频电源7连接。
本发明中负电极板3和掩膜版6还可以采取机械连接的方式进行连接，所述机械连接方式为可拆卸连接和不可拆卸连接。不可拆卸连接如：焊接、铆接等；可拆卸连接如：螺纹连接、销、链等。因本发明改进之处主要在于掩膜版和电极的设置方向，所以对其连接方式不再一一赘述。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。
Claims (3)
1.一种等离子刻蚀设备，包括反应腔室（1），反应腔室内设置相对平行放置的正电极板（2）和负电极板（3），反应腔室左侧设置有气体入口（4），反应腔室右下侧处设置有气体出口（5）；其特征在于：所述负电极板（3）设置于反应腔室（1）的上方，所述负电极板（3）和待 刻蚀的掩膜版（6）相互连接，待 刻蚀的掩膜版（6）位于负电极板（3）的下方，待 刻蚀的掩膜版（6）的版面朝下；所述正电极板（2）设置于反应腔室（1）的下方并与待 刻蚀的掩膜版（6）相对，所述负电极板（3）上设置有气孔（8），真空通过负电极板（3）上的气孔（8）把负电极板（3）和待 刻蚀的掩膜版（6）吸附连接在一起，或者，负电极板（3）和待 刻蚀的掩膜版（6）通过机械连接方式连接在一起。
2.根据权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于：所述正电极板（2）的板面下侧面连接有导线，导线通过反应腔室接地。
3.根据权利要求1或2所述的等离子刻蚀设备，其特征在于：所述负电极板（3）的板面上侧面连接有导线，导线与射频电源（7）连接。
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