CN1758825A - 用于等离子体蚀刻机器的气体分布电极 - Google Patents

Abstract

一种用于等离子体蚀刻机器的气体分布(gasdistribution)电极，包括多个设置于该气体分布电极第一表面的凹部，以及多个设置于该些凹部周边的通孔。每一该些通孔由该气体分布电极的第一表面延伸至相对应的第二表面。本发明还涉及采用上述气体分布电极的等离子体蚀刻机器。

Description

用于等离子体蚀刻机器的气体分布电极

技术领域

本发明涉及一种气体分布电极，特别是涉及一种用于等离子体蚀刻机器的气体分布电极。

背景技术

在半导体工艺中，干式蚀刻(dry etch)工艺一般为等离子体蚀刻，其将蚀刻气体注入真空反应室中，再利用射频源(RF power)让蚀刻气体产生等离子体。等离子体中含有自由基(radicals)与正负离子，其中自由基会扩散并吸附到晶片表面，而离子会轰击至晶片表面，以物理方式来移除晶片表面的材料。在离子轰击的过程中，晶片表面原子间的化学键结会被破坏，所以在离子轰击的帮助下，上述的自由基很快地就可和晶片表面的原子或分子产生反应并形成气态的副产品。这些气态的副产品是易于挥发的，可由晶片表面脱附(desorbed)而出，并经由对流气体从反应室中排出。

图5为绘示现有平行板式等离子体蚀刻反应室200的构造示意图，包含定义等离子体反应室200的外壳210(图5中未表示射频源的配置)。在等离子体蚀刻工艺中，工艺气体284由工艺气体入口240经由气体分布电极230通入等离子体蚀刻反应室200中，而连接到真空帮浦270的废气出口260用来将等离子体反应室200抽真空。此气体分布电极230具有数个气孔用以将工艺气体均匀分散于使等离子体蚀刻反应室200之内。工作件例如晶片或基板280被放置在电极板220之上，以进行等离子体蚀刻反应。

一般而言，金属薄膜蚀刻工艺在基板中央区域的蚀刻速率最快，基板四周较慢。因此，为了控制蚀刻均匀度，一般将特殊可抗蚀刻的胶带粘贴在前述气体分布电极的中央区域以封闭位于中央区域的气孔，藉此使中央区域的气体流量降低，进而使基板中央区域的蚀刻速率下降。但上述胶带在长时间处于蚀刻反应的条件下还是会逐渐解离，形成反应物污染反应室而降低产品成品率。

此外，针对前述蚀刻不均匀的问题，亦有人提出将气体分布电极的中央区域完全不形成气孔而仅在环绕中央区域的周边区域形成气孔；然而吾人发现在长时间处于蚀刻反应的条件下，应用前述设计的气体分布电极在具有平坦表面的中央区域(因未设置气孔)会有异常耗损，而使得其寿命不及前述现有气体分布电极230的1/3。

发明内容

因此本发明的目的就是在提供一种气体分布电极，其可克服或至少改善前述先前技术的问题。

为达上述以及其它目的，本发明提供一种气体分布电极，其主要包括多个设置于下表面的凹部以及多个设置于该些凹部周边的通孔。每一该些通孔由该气体分布电极的上表面延伸至相对应的下表面。

相较于前述现有的气体分布电极，本发明的气体分布电极的中央区域仅设有该些凹部而并未设置任何通孔，因此可有效降低工作件中央区域的蚀刻速率，藉此达到优选的蚀刻均匀度。此外，该些凹部可减缓气体分布电极中央区域表面的气体流动速率，进而有效减少蚀刻等离子体对电极板的耗损，使得其寿命可与前述现有气体分布电极相当。

附图说明

图1绘示根据本发明一实施例的气体分布电极的剖面示意图。

图2绘示图1气体分布电极的下视图。

图3绘示图1气体分布电极100的上视图。

图4绘示根据本发明一实施例的等离子体蚀刻机器的剖面示意图。

图5绘示现有平行板式等离子体蚀刻反应室的剖面示意图。

简单符号说明

100：气体分布平板电极

104：等离子体蚀刻反应室

110a：上表面                106：气室

110b：下表面                112：通孔

114：凹部                   120：电极板

130：工作件                 140：室壁衬垫

200：等离子体反应室         210：外壳

220：电极板              230：气体分布电极

240：气体入口            260：废气出口

270：真空帮浦            280：基板或晶片

具体实施方式

虽然本发明可表现为不同形式的实施例，但附图所示者及于下文中说明者为本发明的优选实施例，并请了解本文所揭示的被考量为本发明的一范例，且并非意图用以将本发明限制于图标及/或所描述的特定实施例中。

请参照图1，其绘示根据本发明一实施例的气体分布电极100的剖面示意图，其主要包括多个设置于下表面110b的凹部114，以及多个设置于该些凹部114周边的通孔112。每一该些凹部114的深度大约为气体分布电极厚度的1/3～2/3。每一该些通孔112由该气体分布电极100的上表面110a延伸至相对应的下表面110b。本发明的气体分布电极100优选由经过阳极处理的铝金属板制成。

图2所示为图1气体分布电极100的下视图，图3所示为图1气体分布电极100的上视图。如图2所示，该气体分布电极100的中央区域并未设置任何通孔，而该些通孔112呈阵列排列。然而，通孔112的主要目的是为了能够均匀地分布工艺气体，因此，其它能够将工艺气体均匀地分布的气孔位置设计均可运用在本发明的气体分布电极100中。

请参照图4，其绘示根据本发明一实施例的使用图1气体分布电极100的等离子体蚀刻机器剖面示意图。如图所示，该气体分布电极100通过室壁衬垫(wall liner)140而安装在一等离子体蚀刻反应室104内。该气体分布电极100、室壁衬垫140以及反应室104的外壁围绕出一气室106。反应气体经由管线导入气室106，之后通过气体分布电极100的气孔112进入该气体分布电极100与一电极板120。该电极板120亦用于承载欲进行等离子体蚀刻的工作件130，例如半导体晶片或用于液晶显示器工艺的基板，因此电极板120优选为一静电基座(Electro-Static Chuck；ESC))。该等离子体蚀刻机器设有一射频源(RF power)用以使反应气体在该气体分布电极100与电极板120之间产生等离子体，对电极板120上的工作件130进行干式蚀刻。

相较于图5所示现有的气体分布电极230，本发明的气体分布电极100的中央区域并未设置任何通孔，因此可有效降低工作件130中央区域的蚀刻速率，藉此达到优选的蚀刻均匀度。此外，设于本发明气体分布电极100对应于该电极板120的下表面100b的多个凹部114，可减缓气体分布电极中央区域表面的气体流动速率，进而有效减少蚀刻等离子体对电极板的耗损，使得其寿命可与前述现有气体分布电极230相当。

虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (5)

1.一种气体分布电极，适用于一等离子体蚀刻机器中，该气体分布电极具有相对应的第一表面与第二表面，该气体分布电极包括：

多个凹部，被设置于该第一表面；以及

多个通孔，设置于该些凹部的周边，且每一该些通孔由该第一表面延伸至该第二表面。

2.如权利要求1所述的气体分布电极，其中每一该些凹部的深度大约为气体分布电极厚度的1/3～2/3。

3.一种等离子体蚀刻机器，包括：

一等离子体蚀刻反应室；

一电极板，设置于该等离子体蚀刻反应室内，用以承载一欲进行等离子体蚀刻的工作件；以及

一气体分布电极，具有相对应的第一表面与第二表面，该第一表面对应于该电极板，

其中该气体分布电极具有多个设置于该第一表面的凹部以及多个设置于该些凹部周边的通孔，并且每一该些通孔由该第一表面延伸至该第二表面。

4.如权利要求3所述的等离子体蚀刻机器，其中每一该些凹部的深度大约为气体分布电极厚度的1/3～2/3。

5.如权利要求3所述的等离子体蚀刻机器，其还包括一室壁衬垫，用以将该气体分布电极安装在该等离子体蚀刻反应室内。

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