CN117410166B - 用于提高刻蚀均匀度的整流组件及其使用方法 - Google Patents
用于提高刻蚀均匀度的整流组件及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于提高刻蚀均匀度的整流组件,包括:支承环和多个叶片,多个叶片位于支承环上且沿支承环的周向排布,各叶片枢接至支承环,叶片朝向支承环中心的一端处于支承环的内环正投影以内且远离支承环的一端通过传动机构连接至致动机构,致使叶片绕枢轴转动以使多个叶片共同围合成相对于支承环的内环面积更小的通流区域。本发明利用利用多个叶片界定出与支承环的内环面积相比更小的通流区域,由此修整到达待处理晶圆表面的气流分布,应用前述的整流组件,根据刻蚀的进程可操作致动机构以带动多个叶片中的至少一些绕枢轴转动,实时调整共同界定的通流区域的轮廓,来赋予刻蚀均匀度的调节能力。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域,涉及一种整流组件及使用所述整流组件的刻蚀方法。
背景技术
集成电路、MEMS以及先进封装的转接板制造领域中硅刻蚀工艺都是至关重要的工艺。无论是深槽、深孔的刻蚀工艺,还是正面的刻蚀减薄工艺,为了确保刻蚀图形精度和形貌尺寸合格,都需要考虑到刻蚀均匀性的问题。一般地,设备执行深度小于100μm的硅材料移除工艺能够保证在正负3%甚至更小的尺度范围内,但是对于超过300μm,高达500μm的超深槽和超深孔而言,硅刻蚀工艺面临工艺均匀度的挑战显著增加,而且更先进工艺的引入对刻蚀工艺均匀度提出了进一步的要求,这样对现有的刻蚀设备和方法带来较大的挑战。
本领域常规采用的技术手段包括增加整流环和/或修改喷淋头的喷淋模式来增加腔室内的气体均匀性,以达到提高硅刻蚀的均匀度的目的。然而,随着12寸(inch)刻蚀工艺的普及,通过改变供应源的喷淋浓度分布,修调腔体内部的等离子浓度分布,同时加固定整流环的方式,尽管能够满足绝大部分的产品需求,但是对于特殊结构,例如是深宽比较高、例如深宽比高达30:1的通孔或沟槽结构、以及片内的刻蚀图形密度存在明显差异的结构,往往会出现局部不能达标的问题。上述问题如不能有效解决,会严重影响产品的开发进度。
因此,亟待提供一种整流环的改进结构以满足特别是深孔的刻蚀均匀度的要求。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于提高刻蚀均匀度的整流组件及刻蚀方法,用于解决现有技术中更先进工艺中诸如深孔、高深宽比结构的刻蚀工艺难以保证片内图形精度和形貌尺寸一致和良率的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种整流组件,包括:
支承环,
多个叶片,位于所述支承环上且沿所述支承环的周向排布,各叶片枢接至所述支承环,所述叶片朝向支承环中心的一端处于所述支承环的内环正投影以内,并且所述叶片远离所述支承环的一端通过传动机构连接至外部致动机构,致使所述叶片绕枢轴转动以使多个所述叶片共同围合成相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域。
可选地,所述支承环之上设置有至少二组叶片,每组叶片的数量相等,沿所述支承环周向排布的叶片至少为三个,多个所述叶片共同围合成相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域。
可选地,所述支承环之上依次叠置有第一组叶片至第N组叶片,且N为不小于2的自然数,所述第N组叶片共同围合的环形面积小于所述第N-1组叶片共同围合的环形面积。
可选地,所述支承环设置成圆环形,多个所述叶片沿所述支承环的周向排布成圆环形,相邻的叶片之间设置有用于提供叶片平移的活动间隙。
可选地,各叶片设置成扇形,所述叶片上设置有自其外缘中线沿所述支承环的径向延伸的导向通槽,用于限定所述叶片的平移运动;所述叶片通过插置于所述导向通槽中的螺纹连接件枢接至所述支承环之上,所述螺纹连接件穿过所述传动机构一端的穿孔,所述传动机构设置成绕所述螺纹连接件枢转的摆动件以允许所述摆动件于所述导向通槽绕所述螺纹连接件发生角度偏转。
可选地,所述支承环之上依次叠置第一组叶片和第二组叶片,叠置的所述第一组叶片中的第一叶片和所述第二组叶片中的第二叶片共用一摆动件。
可选地,每一叶片通过各自的枢轴枢接至所述支承环,多个所述叶片沿所述支承环周向排布成环形且相邻的叶片具有交叠。
可选地,所述多个叶片中的每一叶片通过对应的螺纹连接件枢接至所述支承环,所述叶片包括相对于所述螺纹连接件远离支承环中心设置的导向通槽,所述传动机构包括环形主体和自所述环形主体向各叶片凸出并插置于其导向通槽内的导向销。
可选地,所述多个叶片中的每一叶片具有插置于其导向通槽内对应的导向销,经由所述传动机构的环形主体引起多个所述叶片中的至少一些绕螺纹连接件发生偏转,由此改变多个所述叶片共同限定的通流区域的面积。
可选地,所述支承环设置成圆环形,多个所述叶片中的每一叶片设置成矩形、方形,或者椭圆形,所述支承环的内环周长不大于所述叶片周向排布的尺寸和个数的乘积。
本发明还提供一种等离子体刻蚀设备,包括:
基座,位于工艺腔室内,用于支撑待处理的晶圆;
等离子体产生器,用于将工艺气体的一部分转变成等离子体态;
如前所述的整流组件,位于所述基座之上,用于限定工艺气体导向晶圆表面的通流区域;
致动机构,经由传动机构耦接至所述整流组件的各叶片,用于驱动所述传动机构进行调节动作;
控制器,可操作所述致动机构以控制所述致动机构动作。
本发明提供一种整流组件的使用方法,包括以下步骤:
将如前所述的整流组件装配于工艺腔室中,位于待处理晶圆上方;
基于待执行的刻蚀程序,可操作致动机构以将多个叶片调节至选定的配合状态,由此多个所述叶片共同围合成通流区域;
在刻蚀过程中,根据实时检测的刻蚀参数,可操作致动机构以使多个叶片中的至少一些绕枢轴发生偏转,修调多个叶片共同围合的通流区域。
可选地,实时检测的刻蚀参数包括:晶圆表面的图形深度、深宽比以及图形分布密度。
如上所述,本发明提供的整流组件及其使用方法,具有以下的有益效果:
本发明提供的整流组件,通过于支承环上设置多个叶片,每一叶片枢轴连接至所述支承环且远离支承环中心的一端通过传动机构引导其枢轴转动,利用多个叶片界定出与所述支承环的内环面积相比更小的通流区域,由此修整到达待处理晶圆表面的气流分布;
本发明提供的刻蚀方法,使用前述的整流组件,根据刻蚀的进程通过控制器操作外部致动机构以带动多个叶片中的至少一些围绕其枢轴转动,实时调整共同界定的通流区域的轮廓,来赋予刻蚀均匀度的调节能力,上述方法具有广泛的应用价值。
附图说明
图1显示为本发明实施例中等离子体刻蚀设备的简化图。
图2显示为本发明实施例中整流组件的示例性俯视图。
图3显示为本发明实施例中整流组件的简化俯视图。
图4为图解图2所示的整流组件从初始状态转变成偏转状态的工作示意图。
图5显示为本发明实施例中整流组件的示例性俯视图。
图6显示为本发明实施例中整流组件的简化侧视图。
图7为图解图5所示的整流组件从初始状态转变成偏转状态的工作示意图。
图8显示为本发明实施例中整流组件的结构示意图。
图9显示为本发明实施例中整流组件另一实现方式的示例性分解图。
图10显示为本发明实施例中支承环的俯视图。
图11显示为本发明实施例中第一扇形叶片的俯视图。
图12显示为本发明实施例中第二扇形叶片的俯视图。
图13显示为本发明实施例中整流组件的工作状态示意图。
图14显示为本发明实施例中整流组件在图13所示的工作状态下省略上层第二扇形叶片的示意图。
元件标号说明:
1-基座;2-整流组件;11-晶圆;12-等离子体产生器;10-支承环;210-叶片;212-螺纹孔;610-扇形叶片;6210-第一扇形叶片;6220-第二扇形叶片;310-连杆;320-环形主体;214、614-导向通槽;322-导向销;324-摆动件;410-螺纹连接件;420、4210、4220-活动间隙;6114-第一导向通槽;6124-第二导向通槽;A1、A2、A3、A4-通流区域;G-工艺气体。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述,此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到,这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外,当一层被称为在两层“之间”时,它可以是所述两层之间仅有的层,或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。
在本申请的上下文中,所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是,本发明中结合所附图式提供的实施例仅以示意方式说明本发明的基本构想,所附图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,其组件布局型态也可能更为复杂。
为了清晰起见,在用于描述本公开内容的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。在不冲突的情况下,本公开内容的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
深孔刻蚀工艺中常见的是由硅的暴露面积导致的刻蚀速率变化,即宏观负载效应(macro-loading effect)。对于相同尺寸和不同尺寸的样品都会发生,反应物消耗是负载效应的根源。当宏观负载效应和微观负载效应一起发生时,要生产兼具备高深宽比、形貌合格以及不同槽宽(或孔径)图形尺寸的器件就变得困难。此外,随着深硅刻蚀工艺更多的应用到MEMS深硅刻蚀和TSV封装工艺,即要求同一晶圆同时刻蚀具有不同尺寸(例如,不同宽度的)的硅槽,因而对刻蚀工艺均匀度提出了更高的要求。
图1显示为本发明实施例中等离子体刻蚀设备的简化图。如图1所示,等离子体刻蚀设备,包括:基座1、等离子体产生器12和整流组件2,基座1位于工艺腔室内,用于支撑待处理的晶圆11;用于将工艺气体的一部分转变成等离子体态;整流组件2,位于基座1之上,用于限定工艺气体导向晶圆表面的通流区域;致动机构(未图示)位于工艺腔室内,经由传动机构耦接至整流组件2,用于驱动传动机构进行调节动作。一些情况下,整流组件2可通过致动机构上下移动以确保整流组件邻近晶圆设置。
等离子体刻蚀设备还包括控制器,控制器配置以控制致动机构动作。一些实施例中,控制器可以被编程以控制晶圆的定位、气体的流量/浓度、施加到射频线圈/静电卡盘的功率、致动机构的运动方向和/或幅度。
一些实施例中,如图1所示,等离子体产生器12包括设置于工艺腔室上部或周围的射频线圈和位于基座中的下电极,工艺气体G经由气体管路供应至工艺腔室中且其中的一部分转变成等离子体态。
为了提升刻蚀工艺的均匀性、特别是超深孔、超深槽的形貌一致性,以及改善图形精度,本发明提供了一种整流组件。以下将结合所附的图式对本发明提供的整流组件详细描述。
参阅图2和图3,其中图2显示为本发明实施例中整流组件的俯视图,整流组件包括:支承环10和多个叶片210,多个叶片210位于支承环10上且沿支承环的周向排布,各叶片210枢轴连接至支承环10,并且叶片210延伸向支承环中心的一端处于支承环的内环正投影以内,叶片远离支承环中心的一端通过传动机构连接至致动机构,致使叶片210围绕枢轴转动以使多个叶片共同围合成相对于支承环的内环面积更小的通流区域。
每一叶片210通过相应的枢轴连接至支承环10,多个叶片沿支承环10的周向排布成环形且相邻的叶片210具有交叠。图3显示为本实施例中整流组件的简化俯视图,每一叶片210朝向支承环中心的一端通过相应的枢轴连接至支承环10,叶片210远离支承环中心的一端通过传动机构连接至外部致动机构。一些实施例中,枢轴可以为固定连接于支承环10上的螺纹连接件410,例如是螺丝,每一叶片210配设有用于安装螺纹连接件410的开孔,并且远离支承环10中心的一端可通过连杆310耦接至外部致动机构,使得叶片210以螺纹连接件410作为枢轴连接至支承环10,经由连杆510引导叶片绕螺纹连接件410发生偏转。例如,叶片210上配设的开孔直径比螺纹连接件410的直径大10μm~1mm,以提供叶片绕螺纹连接件410的转动间隙。
支承环10之上设置有交叠的多个叶片210,每一叶片210可以设置成矩形、方形,或是椭圆形。一些实施例中,支承环10的内环周长不大于叶片210周向排布的尺寸和个数的乘积,以使各叶片从初始位置偏转至最大偏转角度处,多个叶片210中的相邻叶片具有交叠以共同界定相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域。如图3所示,支承环10设置成圆环形,支承环10的内环周长不大于叶片210的宽度和个数的乘积。本实施例中,每一叶片210可经由各自的连杆耦接至外部致动机构,引起多个叶片分区域偏转,多样化匹配允许流体通过的通流区域,从而在刻蚀应用中调节刻蚀图案的局部刻蚀速率。
在一具体的示例中,支承环10的内环直径可以具有略大于晶圆的尺寸,例如大于12英寸,每一叶片210可以设置成矩形,叶片210的宽度为1mm~10cm之间,长度为1mm~20cm之间,数量为4~1000个。
图5显示为本发明实施例中整流组件的示例性俯视图,在该实施例中,每一叶片210通过相应的枢轴连接至支承环10,叶片210包括相对于枢轴远离支承环中心设置的导向通槽214,传动机构包括环形主体320和自所述环形主体320向各叶片凸出并插入其导向通槽内的导向销322,引导多个所述叶片中的一些绕枢轴发生偏转,由此改变多个叶片共同限定的通流区域的面积。
在一具体的实施例中,导向通槽214的宽度设置成略大于导向销322的直径,以在传动机构的环形主体整体平移时使导向销322抵靠导向通槽的侧壁,引导多个叶片偏转以扩展或收缩多个叶片210共同围合的通流区域。
本申请的实施例中,枢接至支承环的多个叶片可经由致动机构引起多个叶片中的一些发生偏转,改变多个叶片的交叠面积,从而改变刻蚀气流的通流区域的形状和/或尺寸。在图2所示的实现方式中,控制器可操作致动机构以位于支承环之上的叶片从图4所示的初始状态转变成偏转状态,为了清晰显示,图4仅示出单个叶片的运动轨迹以表明多个叶片的位置变化趋势,即从直径最小的环形通流区域A1转变成直径略为增加的环形通流区域A2,其中A1和A2的面积均小于支承环10的内环面积,由此获得中间圆形区域的形状和尺寸,完成对刻蚀工艺的影响。当多个叶片中的一些通过单独的连杆310耦接至致动机构,可操作致动机构以引起多个叶片中的一些相对于其他叶片绕各自的枢轴偏转更大的角度,由此局部改变刻蚀气流的通流区域的形状和/或尺寸。
在图5所示的实现方式中,环形主体从初始位置转变成偏转位置,通过环形主体带动多个叶片偏转,由此可快速配置多个叶片共同界定的通流范围。图7为图解图5所示的整流组件从初始状态转变成偏转状态的工作示意图,为了清晰显示,图7仅示出单个叶片的运动轨迹以表明多个叶片经由环形主体引起其位置变化趋势,即从直径最小的环形通流区域A3转变成直径略为增加的环形通流区域A4,其中A3和A4的面积均小于支承环10的内环面积,由此界定于多个叶片之间的圆形通流区域的尺寸,完成对刻蚀工艺的影响。
控制器可配置用于整流组件的定位操作、控制操作、启用端点测量等具有存储器和集成电路的电子器件。一些实施例中,可以使用计算机软件或程序执行对致动机构的调节动作,引起多个叶片中的至少一些绕各自的枢轴偏转相等或接近的角度,于多个叶片之间界定所需的通流区域,相应的电子器件可执行程序以对工艺腔室内的气体浓度、射频功率、腔室压力等参数进行监测。
图8显示为本发明整流组件另一实现方式的示例性俯视图。在该实现方式中,支承环10之上依次叠置有第一组叶片至第N组叶片,且N为不小于2的自然数,每组叶片数量相等且共同围合的环形面积处于支承环10的内环正投影以内。
在图8所示的实现方式中,支承环10设置成圆环形,如图10所示,每组叶片的数量至少为三个,每组叶片中相邻的叶片之间设置有用于提供叶片平移的活动间隙420。一些实施例中,各组叶片设置成扇形叶片610,每一扇形叶片610通过相应的枢轴连接至支承环10,沿支承环的周向排布成圆环形。支承环10之上设置有多组叶片,每组叶片的数量相等,当支承环10之上叠置有N组叶片时,第N组叶片共同围合的环形面积小于第N-1组叶片共同围合的环形面积。较佳地,扇形叶片610的材质可选用耐腐蚀材料,例如是因瓦合金(Invar)。
图9显示为图8所示实现方式的整流组件的示例性分解图,第二扇形叶片6220共同围合的环形面积小于第一扇形叶片6210共同围合的环形面积,第一组叶片中相邻的第一扇形叶片之间设置有用于提供平移的活动间隙420,第二组叶片中相邻的第二扇形叶片之间设置有用于提供平移的活动间隙420。
需要说明的是,在此图示支承环之上叠置有2组叶片,但是本发明并非限定于此,根据实际工艺支承环之上设置有2组以上的叶片,例如是4组、6组、8组及其以上的组数。
继续参见图9,第一组叶片包括多个第一扇形叶片6210,第二组叶片包括多个第二扇形叶片6220。具体而言,多个第一扇形叶片6210沿支承环的周向排布且共同围合成第一直径的圆形区域,每一第一扇形叶片6210具有设置于其外缘且沿径向延伸的第一导向通槽6114;相应地,多个第二扇形叶片6220沿支承环的周向排布且共同围合成第二直径的圆形区域,每一第二扇形叶片6220具有设置于其外缘且沿径向延伸的第二导向通槽6124,其中第一组叶片围合成具有第一直径的通流区域,第二组叶片围合成具有第二直径的通流区域,第一直径略大于第二直径,即叠置于支承环之上的第一组叶片、第二组叶片至第N组叶片依次界定的通流区域具有依次减小的面积。
当支承环10之上叠置有N组叶片,较佳地,N的取值范围为1~10个,第N组叶片之间界定的开口直径比第N-1组叶片之间界定的开口直径小1mm~10cm,并且邻近于支承环10的第一组叶片共同围合的开口直径比支承环的内环直径小1mm~10cm。基于上述技术方案,通过于支承环之上叠置多组扇形叶片,各组扇形叶片多个叶片共同围合的开口直径小于支承环内环的区域,其中一组叶片中的一些扇形叶片对其他组叶片共同围合的区域进行阻挡,来修调通流区域,此处元件的具体变化状态将结合图13和图14在下文说明。
如图8至图9所示,每一扇形叶片610设置有自其外缘的中线沿径向延伸的导向通槽614,用于限定扇形叶片的平移运动,依次叠置的第一扇形叶片6210和第二扇形叶片6220共用一枢轴。具体而言,第一扇形叶片6210和第二扇形叶片6220通过插置于导向通槽614中的枢轴连接至支承环10,枢轴还设置成穿过传动机构一端的穿孔以允许传动机构于导向通槽614绕枢轴发生偏转。较佳地,导向通槽614设置成自各扇形叶片的外缘中线沿支承环的径向延伸,使得传动机构插置于导向通槽614中,引起叠置的叶片以接近的偏转角度进行平移。
在图9所示的实现方式中,枢轴可为固定于支承环10上的螺纹连接件410,传动机构可为摆动件324,摆动件324的一端可配设有用于安装螺纹连接件410的穿孔,螺纹连接件410具有适于插置于相应的第一扇形叶片和第二扇形叶片的直径,摆动件324远离螺纹连接件的一端耦接至致动机构,致动机构引导摆动件324绕螺纹连接件410偏转至抵靠第一导向通槽和/或第二导向通槽的内侧壁,推动上下叠置的第一扇形叶片和/或第二扇形叶片移动。具体地,参见图10和图11,摆动件324抵靠第一导向通槽6114的内侧壁,引起第一扇形叶片6210平移运动;或者,摆动件324抵靠第二导向通槽6124的内侧壁,引起第二扇形叶片6220平移运动,由此可快速配置多个叶片共同界定的通流范围。
在一具体的实施例中,第一组叶片中的任一第一扇形叶片6210与第二组叶片中对应的第二扇形叶片6220共用作为枢轴的螺纹连接件410以及与枢轴连接的摆动件324以引导第一扇形叶片6210和第二扇形叶片6220中的至少一个围绕共用的螺纹连接件410偏转,即,各摆动件324可沿螺纹连接件410上下移动以单独或同时插置于第一导向通槽6114或第二导向通槽6124中,其中第一组叶片中相邻第一扇形叶片6210之间的活动间隙4210与第二组叶片中相邻第二扇形叶片6220之间的活动间隙4220在叠置方向上对准,多个导向销322共同引导第一组叶片和第二组叶片中的至少一组偏移并使该组叶片中相邻的扇形叶片之间的活动间隙闭合,于支承环的内环之间界定出更小的通流区域。
本实施例中,各组叶片具有M个叶片,其中M的取值范围为2~30个。
本申请的实施例中,枢接至支承环的第一组叶片和第二组叶片可经由致动机构引起第一组叶片和第二组叶片整体偏离支承环中心发生平移,并且第一组叶片共同界定的圆形通流区域与第二组叶片共同界定的圆形通流区域相比自支承环中心的偏移量更小,如图13至图14所示,使得第一扇形叶片对第二扇形叶片共同界定的圆形通流区域存在阻挡作用,使得局部改变通流区域的形状和/或尺寸,消除或减弱局部反应物消耗偏大导致的刻蚀速率不一致和/或图形异常。
本发明提供一种整流组件的使用方法,包括以下步骤:
1)将整流组件装配于工艺腔室中,位于待处理的晶圆上方;
2)基于待执行的刻蚀程序,可操作致动机构以将多个叶片调节至选定的配合状态,由此多个所述叶片共同围合成通流区域;
3)在刻蚀过程中,根据实时检测晶圆表面的刻蚀参数,可操作致动机构以使多个叶片中的至少一些绕枢轴发生偏转,修调多个叶片共同围合的通流区域。
步骤2)处,基于待执行的刻蚀程序,多个叶片210可处于初始状态,或者多个叶片中的每一叶片被调节与初始位置成预定偏转教导的配合状态,根据待刻蚀的目标图形及其深度,适当地调整初始通流区域,缩小硅槽开口面积导致的刻蚀速率差异。
一些实施例中,实时监测的刻蚀参数包括:刻蚀图形的深度、深宽比以及于晶圆上的分布密度,确定晶圆表面局部的刻蚀图形与目标图形的偏差,动态修调多个叶片之间界定的通流区域的局部形状和/或开合度,缩小或消除微观负载效应导致的局部刻蚀图形的偏差,由此保证晶圆表面的刻蚀图形准确度和稳定度,以及提升诸如深硅沟槽、图形密度不一致之类的特殊结构的局部图形精度;例如,可采用光学发射光谱(OES)法,根据特定元素的光谱强度与刻蚀腔的关键尺寸之间的关系,实时测量刻蚀速率。
在一具体的示例中,将整流组件的使用方法应用于形成深硅沟槽,可通过实时检测晶圆表面的硅槽电阻,利用硅槽电阻与硅槽刻蚀深度之间的相关关系,获取硅晶圆表面硅槽的刻蚀速率差异,动态修调多个叶片之间界定的通流区域的局部形状和/或开合度,例如是对于硅晶圆表面的目标图形密度存在不一致的区域,实时调节局部的刻蚀速率,由此缩小硅晶圆各处的刻蚀速率差异,赋予机台/设备对刻蚀工艺均匀性的调节能力。
综上所述,本发明提供的整流组件,通过于支承环上设置多个叶片,每一叶片枢接至所述支承环且远离支承环中心的一端通过传动机构引起其绕枢轴转动,利用多个叶片界定出与支承环的内环面积相比更小的通流区域,由此修整到达待处理晶圆表面的气流分布;
本发明提供的刻蚀方法,使用前述的整流组件,根据刻蚀的进程通过操作致动机构引起多个叶片中的至少一些绕其枢轴转动,实时调整共同界定的通流区域的形状和尺寸,来赋予刻蚀均匀度的调节能力,上述方法具有广泛的应用价值。
所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种整流组件,所述整流组件位于等离子体刻蚀设备中,并且通过致动机构上下移动以确保所述整流组件邻近晶圆设置,其特征在于,包括:
支承环,
多个叶片,所述支承环之上依次叠置有至少二组叶片,每组叶片具有数量相等且至少为三个的叶片,每组叶片沿所述支承环的周向排布且共同围合成相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域,每组叶片中相邻的叶片之间设置有用于提供叶片平移的活动间隙,各叶片具有设置于其外缘且沿径向延伸的导向通槽,用于限定所述叶片的平移运动,所述叶片通过插置于所述导向通槽中的螺纹连接件枢接至所述支承环之上,所述叶片朝向支承环中心的一端处于所述支承环的内环正投影以内,并且所述叶片远离所述支承环的一端通过传动机构连接至致动机构,所述螺纹连接件穿过所述传动机构一端的穿孔,所述传动机构设置成绕所述螺纹连接件枢转的摆动件以允许所述摆动件于所述导向通槽绕所述螺纹连接件发生角度偏转,致使所述叶片绕枢轴转动以使各组叶片中相邻的叶片之间的活动间隙闭合且共同围合成相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域。
2.根据权利要求1所述的整流组件,其特征在于:所述支承环之上依次叠置有第一组叶片至第N组叶片,且N为不小于2的自然数,所述第N组叶片共同围合的环形面积小于第N-1组叶片共同围合的环形面积。
3.根据权利要求1所述的整流组件,其特征在于:所述支承环设置成圆环形,多个所述叶片沿所述支承环的周向排布成圆环形,相邻的叶片之间设置有用于提供叶片平移的活动间隙。
4.根据权利要求3所述的整流组件,其特征在于:各叶片设置成扇形,所述叶片上设置有自其外缘中线沿所述支承环的径向延伸的导向通槽,用于限定所述叶片的平移运动。
5.根据权利要求1所述的整流组件,其特征在于:所述支承环之上依次叠置第一组叶片和第二组叶片,叠置的所述第一组叶片中的第一叶片和所述第二组叶片中的第二叶片共用一摆动件。
6.一种整流组件,所述整流组件位于等离子体刻蚀设备中,并且通过致动机构上下移动以确保所述整流组件邻近晶圆设置,其特征在于,包括:
支承环,
多个叶片,位于所述支承环上且沿所述支承环的周向排布成环形,所述多个叶片中的每一叶片通过对应的螺纹连接件枢接至所述支承环,所述叶片朝向支承环中心的一端处于所述支承环的内环正投影以内,并且每一叶片远离所述支承环的一端经由各自的连杆耦接至致动机构,致使所述叶片绕枢轴转动,多个所述叶片中的相邻叶片具有交叠以共同界定相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域,其中每一叶片上配设的开孔直径比所述螺纹连接件的直径大10μm~1mm,以提供所述叶片绕所述螺纹连接件的转动间隙。
7.根据权利要求6所述的整流组件,其特征在于:所述支承环设置成圆环形,多个所述叶片中的每一叶片设置成矩形,或者椭圆形,所述支承环的内环周长不大于所述叶片周向排布的尺寸和个数的乘积。
8.一种整流组件,所述整流组件位于等离子体刻蚀设备中,并且通过致动机构上下移动以确保所述整流组件邻近晶圆设置,其特征在于,包括:
支承环,
多个叶片,位于所述支承环上且沿所述支承环的周向排布成环形,所述多个叶片中的每一叶片通过对应的螺纹连接件枢接至所述支承环,所述叶片朝向支承环中心的一端处于所述支承环的内环正投影以内,所述叶片包括相对于所述螺纹连接件远离支承环中心设置的导向通槽,每一叶片远离所述支承环的一端通过传动机构连接至致动机构,致使所述叶片绕枢轴转动,多个所述叶片中的相邻叶片具有交叠以共同界定相对于所述支承环的内环面积更小的通流区域,所述传动机构包括环形主体和自所述环形主体向各叶片凸出并插置于其导向通槽内的导向销,其中每一叶片上配设的开孔直径比所述螺纹连接件的直径大10μm~1mm,以提供所述叶片绕所述螺纹连接件的转动间隙。
9.根据权利要求8所述的整流组件,其特征在于:所述多个叶片中的每一叶片具有插置于其导向通槽内对应的导向销,经由所述传动机构的环形主体引起多个所述叶片中的至少一些绕螺纹连接件发生偏转,由此改变多个所述叶片共同限定的通流区域的面积。
10.根据权利要求8所述的整流组件,其特征在于:所述支承环设置成圆环形,多个所述叶片中的每一叶片设置成矩形,或者椭圆形,所述支承环的内环周长不大于所述叶片周向排布的尺寸和个数的乘积。
11.一种等离子体刻蚀设备,其特征在于,包括:
基座,位于工艺腔室内,用于支撑待处理的晶圆;
等离子体产生器,用于将工艺气体的一部分转变成等离子体态;
如权利要求1至10任意一项所述的整流组件,位于所述基座之上,用于限定工艺气体导向晶圆表面的通流区域;
致动机构,经由传动机构耦接至所述整流组件的各叶片,用于驱动所述传动机构进行调节动作,引起所述整流组件上下移动以确保所述整流组件邻近所述晶圆设置;
控制器,可操作所述致动机构以控制所述致动机构动作。
12.一种整流组件的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
将如权利要求1至10任意一项所述的整流组件装配于工艺腔室中,所述整流组件位于待处理的晶圆上方且邻近于所述晶圆设置;
基于待执行的刻蚀程序,可操作致动机构以将多个叶片调节至选定的配合状态,由此多个所述叶片共同围合成通流区域;
在刻蚀过程中,根据实时检测的刻蚀参数,可操作致动机构以使多个叶片中的至少一些绕枢轴发生偏转,修调多个叶片共同围合的通流区域。
13.根据权利要求12所述的整流组件的使用方法,其特征在于:实时检测的刻蚀参数包括:晶圆表面的图形深度、深宽比以及图形分布密度。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0745594A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体製造装置 |
JPH1060673A (ja) * | 1996-08-21 | 1998-03-03 | Sony Corp | エッチング装置 |
JP2003179041A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理装置及び基板の処理方法 |
CN104835730A (zh) * | 2014-02-08 | 2015-08-12 | 华邦电子股份有限公司 | 刻蚀反应设备及其节流阀 |
CN105742203A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种改变气体流动模式的装置及晶圆处理方法和设备 |
CN110890260A (zh) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种动态控制气体流动模式的装置及晶圆处理方法和设备 |
CN213781985U (zh) * | 2021-01-25 | 2021-07-23 | 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 | 一种可动态调整刻蚀均匀性的等离子反应器 |
CN114300334A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-04-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 工艺腔室及半导体工艺设备 |
CN115602512A (zh) * | 2021-07-12 | 2023-01-13 | 江苏鲁汶仪器有限公司(Cn) | 等离子体刻蚀装置及其运行工艺 |
CN117133622A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-28 | 上海稷以科技有限公司 | 用于调节等离子体均匀性的可变控制板及调节方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4885000B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2012-02-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置および気相成長方法 |
-
2023
- 2023-12-15 CN CN202311724779.7A patent/CN117410166B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0745594A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体製造装置 |
JPH1060673A (ja) * | 1996-08-21 | 1998-03-03 | Sony Corp | エッチング装置 |
JP2003179041A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理装置及び基板の処理方法 |
CN104835730A (zh) * | 2014-02-08 | 2015-08-12 | 华邦电子股份有限公司 | 刻蚀反应设备及其节流阀 |
CN105742203A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种改变气体流动模式的装置及晶圆处理方法和设备 |
CN110890260A (zh) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种动态控制气体流动模式的装置及晶圆处理方法和设备 |
CN213781985U (zh) * | 2021-01-25 | 2021-07-23 | 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 | 一种可动态调整刻蚀均匀性的等离子反应器 |
CN115602512A (zh) * | 2021-07-12 | 2023-01-13 | 江苏鲁汶仪器有限公司(Cn) | 等离子体刻蚀装置及其运行工艺 |
CN114300334A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-04-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 工艺腔室及半导体工艺设备 |
CN117133622A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-28 | 上海稷以科技有限公司 | 用于调节等离子体均匀性的可变控制板及调节方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ICP刻蚀机反应腔室气流仿真研究;程嘉;朱煜;;半导体技术;20070123(第01期);全文 * |
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