CN1851855A - 等离子体刻蚀装置排气环 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及等离子体刻蚀装置。本发明提出的等离子体刻蚀装置排气环，其中环上有通孔，孔的剖面形状优选是漏斗形。本发明的优点和积极效果在于：由于所述排气环具有通孔，因此有利于反应气体的导通性；同时由于排气环剖面采用漏斗形，增大接地面积，更加有效地将屏蔽等离子体，使等离子体限制在一定区域内。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体刻蚀装置，特别是一种反应气体温度可控的等离子体刻蚀装置的排气环。
背景技术
等离子刻蚀设备用于加工制造微电子芯片，进而形成微电子电路，该生产流程称之为干法刻蚀。一般而言，干法刻蚀需要在反应腔室内形成等离子体，因此需要在反应腔室上部介质窗施加射频，使得进入反应腔内的工艺气体激发成等离子体，进而进行微电子芯片加工。由于反应腔室的组成材料一般为铝，尽管反应腔室表面已经做了表面处理(一般为阳极氧化处理)，仍然会通过与反应气体等离子体反应，造成设备零件的损坏或者聚合物的沉积。因此，需要在刻蚀过程中将等离子体限制在某一定区域内，将真空与等离子体分离。
限制等离子体分布的方法一种是增加电子的寿命，以增加等离子效率，一般这种方法在RIE(活性离子刻蚀机)刻蚀设备中使用，但是该方法由于功率较大，仍然会对反应腔造成损坏。
因此，目前设备中主要采用添加一个排气环的方法，将等离子体限制在某一定区域内。
参见图6。现有的等离子体刻蚀装置，包括接地反应腔体9，保护腔室的内衬4，在反应腔体9内部有静电卡盘8，用来支撑待处理的晶片，通过与内衬4连接的排气环5将反应腔体9内部分为两部分，即反应腔室10和真空抽气腔室11。排气环5通过内衬与反应腔体9连接接地，使得等离子体限制在区域10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、图2所示。这样的排气环结构的特点是能够使气流均匀下降，但是由于该条形孔为垂直结构，而孔的大小必须限制在一定范围内，因此实际上孔内很狭窄，这样的排气环会降低气流通过效率，降低工艺窗口。
另一种现有的排气环采用圆孔的结构，在排气环上有通孔和盲孔，其中盲孔开口在等离子体处理空间侧。如图3、图4、图5所示，其中图4、5是图3的垂直剖面图，它有2种方案。该设计的特点是采用通孔或者锥形圆孔实现等离子屏蔽，但是由于该结构有部分孔为盲孔，降低气体导通效率，影响工艺窗口。
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，提供一种气体导通率高的排气环。
(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排气环，其中所述排气环设有若干通孔。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述通孔的垂直截面形状为漏斗形。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述通孔的水平截面形状为圆形。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述通孔的水平截面形状为长条形。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述排气环与等离子体接触的表面上设有绝缘涂层。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述通孔的锥筒部分的锥角为3°-40°。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述排气环的绝缘涂层是Y2O3或者Al2O3。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述排气环的绝缘涂层的厚度为50-150μm。
上述的等离子体刻蚀装置排气环，一种优选的方案是所述通孔的漏斗部分的锥角为5.5°
(三)有益效果
本发明的等离子体刻蚀装置排气环的优点和积极效果在于：由于所述排气环具有通孔，因此有利于反应气体的导通性；同时由于排气环剖面采用漏斗形，可以有效增大接地面积，有效屏蔽等离子体，使等离子体限制在一定区域内。
附图说明
图1是现有的一种排气环的立体图；
图2是图1的局部剖面放大图；
图3是现有的另一种排气环的俯视图；
图4是图3的局部剖面放大图，其表示一种方案中孔的形状；
图5是图3的局部剖面放大图，其表示另一种方案中孔的形状；
图6是现有的刻蚀装置的结构示意图；
图7是本发明等离子体刻蚀装置排气环中实施例1的俯视图；
图8是发明等离子体刻蚀装置排气环中实施例2的立体图；
图9是图7中沿A-A线剖面图本。
图中：3、指状孔；4、内衬；5、排气环；6、通孔；8、静电卡盘；9、反应腔体；10、反应腔室；11、真空抽气腔室；15、等离子空间侧表面；16、排气空间侧面。
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1
本实施例的排气环结构如图7、8所示。其中，图7是本实施例的排气环的俯视图，图8是沿A-A线垂直剖面图。漏斗形孔上部分为锥筒形，其锥角在10°～45°范围内，在本实施例中为3°。漏斗形孔下部分为圆筒形，圆筒内径应小于等离子体鞘层厚度，鞘层厚度通常在1～2mm左右。在排气环的上表面，即与等离子体接触侧表面15上，设有绝缘涂层喷涂Y2O3材料，厚度为50～150μm，在本实施例中是100μm。由于Y2O3耐腐蚀性高，因此，在刻蚀工艺实施过程中，能够减少损伤，减少污染，提高良率。
采用剖面为漏斗形式的排气环，可以加大接地面积，提高等离子屏蔽效果，同时由于漏斗形孔有良好气流导通特性，因此可以减少气流通过排气环的压力损失，增大刻蚀工艺窗口。
实施例2
本实施例的排气环结构如图9所示。其中，图9是本实施例的排气环的立体图。可以看见，排气环上的孔是长条形。孔的漏斗形孔上部锥角是40°。在排气环的等离子空间侧表面上，设有绝缘涂层喷涂Al2O3材料，厚度为150μm。由于Al2O3耐腐蚀性高，因此，在刻蚀工艺实施过程中，能够减少损伤，减少污染，提高良率。
根据本发明，通过采用漏斗形排气环结构，可以抑制等离子泄漏，增大接地面积，抑制等离子异常放电，同时由于在等离子体空间侧，采用Y2O3或者Al2O3喷涂，能够减少排气环损伤，减少金属颗粒污染，提高良率。
实施例3
本实施例的排气环结构如图9所示，排气环上的孔是长条形。在本实施例中，孔的漏斗形孔上部锥角是5.5°。在排气环的等离子空间侧表面上，设有绝缘涂层喷涂Y2O3材料，厚度为50μm。由于Y2O3耐腐蚀性高，因此，在刻蚀工艺实施过程中，能够减少损伤，减少污染，提高良率。
根据本发明，通过采用漏斗形排气环结构，可以抑制等离子泄漏，增大接地面积，抑制等离子异常放电，同时由于在等离子体空间侧，采用Y2O3或者Al2O3喷涂，能够减少排气环损伤，减少金属颗粒污染，提高良率。
Claims (9)
1、一种等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述排气环(5)设有若干通孔(6)。
2、根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述通孔(6)的垂直截面形状为漏斗形。
3、根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述通孔(6)的水平截面形状为圆形。
4、根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述通孔(6)的水平截面形状为长条形。
5、根据权利要求1所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述排气环(5)与等离子体接触的表面上设有绝缘涂层。
6、根据权利要求2所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述通孔(6)的锥筒部分的锥角为3°-40°。
7、根据权利要求5所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述排气环(5)的绝缘涂层是Y2O3或者Al2O3。
8、根据权利要求5所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述排气环(5)的绝缘涂层的厚度为50-150μm。
9、根据权利要求6所述的等离子体刻蚀装置排气环，其特征在于所述通孔(6)的漏斗部分的锥角为5.5°。
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