CN1848368A

CN1848368A - 一种提高刻蚀均匀性等离子体刻蚀装置

Info

Publication number: CN1848368A
Application number: CN 200510126293
Authority: CN
Inventors: 王铮
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2006-10-18

Abstract

本发明涉及等离子体刻蚀装置，本发明等离子体刻蚀装置包括反应腔体和具有进气孔的石英盖，其中所述石英盖的具有多个进气孔，其中一个在石英盖中心位置，其余均匀分布在四周。本发明的优点和积极效果在于：由于所述石英盖具有多个进气孔，这些进气孔均匀分布在石英盖中心的四周，更有利于气体在反应腔室中的扩散，使反应腔室内中央部分的气体密度与四周部分的气体密度趋于相同，从而大幅度提高了反应腔室内气体的均匀性。

Description

一种提高刻蚀均匀性等离子体刻蚀装置

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀装置，特别是一种石英盖结构有改进的等离子体刻蚀装置。

背景技术

在半导体器件的制造中，集成电路或平板显示器上的不同的材料层面一般都是由化学和物理沉积或刻蚀形成的。广义而言，刻蚀技术包含将材质整面均匀移除，或是将有图案的部分选择性去除，就其种类可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。干法刻蚀就是利用气体放电产生等离子来进行薄膜移出的刻蚀技术。刻蚀一般都在等离子工艺体系中的反应室中进行。应用干法刻蚀主要需要注意刻蚀速率、刻蚀均匀性和刻蚀轮廓等等。均匀性是不同刻蚀位置的刻蚀速率差异的一个重要指标，较好的均匀性将会导致较佳的产率，尤其是当刻蚀硅片面积增大时，均匀性的控制就显得更加重要。

如图1所示，现有的等离子体刻蚀装置的结构包括圆筒状反应腔体3和盖在反应腔体3上面的石英盖4，石英盖4的中央位置设有进气孔5，反应腔体3的侧壁1、底壁2及石英盖4形成了反应腔室。待刻蚀的硅片6放置在反应腔室内底壁2的中央位置。该种等离子体刻蚀装置中，石英盖4为圆形板状，现有技术中石英盖4的中央有一个进气孔5。根据流体的特性，当刻蚀气体由石英盖4中央的进气孔5进入反应腔室时，气体趋于直接冲击底壁2中间位置，不易于向周围扩散，于是就造成了中间位置的气体密度较大，而越靠近侧壁1位置气体密度越小。这样的等离子刻蚀装置，在刻蚀大尺寸硅片时，边缘区域的刻蚀均匀性很差。

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，提供一种通过改进石英盖的结构而提高反应室内气体分布的等离子体刻蚀装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种等离子体刻蚀装置，包括反应腔体和石英盖，其中所述石英盖上设有若干个进气孔。

上述的等离子体刻蚀装置，一种优选的方案是所述进气孔共有5个，其中一个在石英盖的中心，另外4个均匀分布在四周。

上述的等离子体刻蚀装置，一种优选的方案是所述进气孔共有7个，其中一个在石英盖的中心，另外6个均匀分布在四周。

上述的等离子体刻蚀装置，一种优选的方案是所述进气孔共有9个，其中一个在石英盖的中心，另外8个均匀分布在半径不同的两个同心圆上。

(三)有益效果

本发明的等离子体刻蚀装置的优点和积极效果在于：本发明中，由于所述石英盖的具有多个进气孔，这些进气孔均匀分布在石英盖中，当刻蚀气体进入反应腔室时，更有利于气体均匀的向四周扩散，减少了直接撞击反应腔室底壁的气体量，使反应腔室内中央部分的气体密度与四周部分的气体密度趋于相同，从而大幅度提高了反应腔室内气体的均匀性。

附图说明

图1是现有的等离子体刻蚀装置的剖视图；

图2是本发明的等离子体刻蚀装置第一种实施例的示意图；

图3是本发明的等离子体刻蚀装置第二种实施例的示意图；

图4是本发明的等离子体刻蚀装置第三种实施例的示意图；

图5是本发明和现有技术的效果对比图。

图中：1.侧壁；2.底壁；3.反应腔体；4.石英盖；5.进气孔；6.硅片。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明等离子体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。

(实施例一)

参见图3。本发明的等离子体刻蚀装置的第一种实施例，包括圆筒状反应腔体3和盖在反应腔体3上面的石英盖4，石英盖4的中央位置设有进气孔5，反应腔体3的侧壁1、底壁2及石英盖4形成了反应腔室，待刻蚀的硅片6放置在反应腔室内底壁2的中央位置。

其中，其中石英盖4共有5个进气孔，其中一个位于石英盖中央位置，D为这个进气孔的直径，可行的直径范围是10～100毫米。在本实施例中，使用100毫米的直径。r是其余4个进气孔的中心距离石英板中心的距离，可行的直径范围为150～500毫米，在本实施例中，采用500毫米的距离。这样的设计减少了刻蚀过程中反应气体直接冲击反应腔体底壁2中央的气体量，使气体在反应腔室内的分布更加均匀。

使用本发明中的石英盖4，改变了气体在反应腔室内的分布，提高了等离子的均匀分布程度，使得硅片刻蚀均匀性显著提高，比以前提高近1倍，见图5。其中纵坐标是硅片刻蚀的均匀性的提高百分比，横坐标是实验次数，即观察的硅片的个数。其中，2条曲线分别为“原来的进气方式”，即使用现有技术中只有一个进气孔的刻蚀装置，“进气方式1”表示采用本发明提出的方法，采用实施例1中总共具有5个进气孔的刻蚀装置，所刻蚀的硅片的均匀程度。可以看出，采用本实施例的方法进行刻蚀，均硅片的均匀性更稳定。

(实施例二)

参见图4。本发明的等离子体刻蚀装置的第二种实施例结构与第一种实施例基本相同，不同之处仅在于石英盖4共有7个进气孔，其中一个位于石英盖中央位置，D为这个进气孔的直径，可行的直径范围是10～100毫米，在本实施例中，使用30毫米的直径。其余6个进气孔均匀分布在石英盖中心的四周，r是其余6个进气孔的中心距离石英盖中心的距离，可行的直径范围为150～500毫米，在本实施例中，采用300毫米的距离。其余部分不再详述。

(实施例三)

参见图5。本发明的等离子体刻蚀装置的第三种实施例结构与第一种实施例基本相同，不同之处仅在于石英盖4共有9个进气孔，其中一个位于石英盖中央位置，D为这个进气孔的直径，可行的直径范围是10～100毫米，在本实施例中，使用10毫米的直径。还有4个进气孔均匀分布在石英盖中心的四周，r是这4个进气孔的中心距离石英盖中心的距离，可行的直径范围为150～500毫米，在本实施例中，采用150毫米的距离。另外还有4个进气孔位于最外围，同样均匀分布在是石英盖中心的四周，R是这4个进气孔的中心距离石英盖中新的距离，可行的直径范围是150-500毫米，本实施例中选用了400毫米的距离。其余部分不再详述。

本发明的等离子体刻蚀装置中，石英盖4上的进气孔的数量和分布还可以是其他形式，只要能使石英盖4具有多个进气孔，从而使得反应气体能均匀扩散到反应腔室中，都能取得同样效果。

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

1.一种等离子体刻蚀装置，包括反应腔体(3)和石英盖(4)，其特征在于所述石英盖(4)上设有若干个进气孔(5)。

2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于所述进气孔(5)共有5个，其中一个在石英盖的中心，另外4个均匀分布在四周。

3.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于所述进气孔(5)共有7个，其中一个在石英盖的中心，另外6个均匀分布在四周。

4.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于所述进气孔(5)共有9个，其中一个在石英盖的中心，另外8个均匀分布在半径不同的两个同心圆上。