CN207398070U - 一种干法刻蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种干法刻蚀装置，包括：密闭腔室，通过多个悬臂固定于所述密闭腔室内的承载台，所述承载台上设置的晶圆于所述密闭腔室中的等离子体作用下进行刻蚀；其中，所述承载台设置于所述密闭腔室的中间，各悬臂环绕于所述承载台的四周，并均匀设置于所述承载台的圆周上，使所述等离子体气流均匀分布。本实用新型的干法刻蚀装置将多个悬臂均匀设置于承载台的圆周上，将反应腔室均匀等分，提高等离子体的气流均匀性，大大改善刻蚀均匀性及产品良率，适于大规模产业应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体生产设备，特别是涉及一种干法刻蚀装置。
背景技术
干法刻蚀采用等离子体进行表面的薄膜刻蚀，当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。
如图1及图2所示，现有技术中干法刻蚀设备1包括腔体11，晶圆承载台12、悬臂13及分子泵14。晶圆2放置于所述晶圆承载台12上，等离子体气体从所述腔体11的顶部向下运动，轰击所述晶圆2的表面进行刻蚀工艺，然后等离子体气体向所述晶圆承载台12下方运动。所述腔体11设计为正圆形的对称腔，其目的就是为了保证等离子体导向的对称均匀性，所述晶圆承载台12通过一个所述悬臂13将其支在整个腔体11的中间，如图2所示，正是由于所述悬臂13的存在致使等离子体气体从上方往下流动时会被阻挡，造成局部(在本实施例中为右侧)的等离子体的速度偏慢，轰击到所述晶圆2表面的等离子体的速度减慢，其所携带的能量也大大减弱，从而造成这一部分晶圆的刻蚀速率较其它区域偏慢，如图3所示，右侧部分的刻蚀速率偏慢，刻蚀均匀性大大受限，不利于大规模产业应用。
因此，如何提高干法刻蚀腔体中等离子体流速的均匀性，进而提高刻蚀均匀性及产品良率，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种干法刻蚀装置，用于解决现有技术中干法刻蚀腔体中等离子体流速不均匀，导致刻蚀均匀性差、产品良率差等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种干法刻蚀装置，所述干法刻蚀装置至少包括：
密闭腔室，通过多个悬臂固定于所述密闭腔室内的承载台，所述承载台上设置的晶圆于所述密闭腔室中的等离子体作用下进行刻蚀；其中，所述承载台设置于所述密闭腔室的中间，各悬臂环绕于所述承载台的四周，并均匀设置于所述承载台的圆周上，使所述等离子体气流均匀分布。
优选地，所述悬臂的数量设定为3～5个。
优选地，所述悬臂的宽度设定为5cm～10cm。
优选地，所述密闭腔室的水平截面为圆形结构。
优选地，所述密闭腔室的顶部内侧设置有多个气孔，通过所述气孔向所述密闭腔室中提供所述等离子体。
优选地，所述密闭腔室的底部设置有分子泵，以对所述密闭腔室中的气体压力环境进行控制。
优选地，所述密闭腔室的顶部设置有第一线圈，所述承载台中设置有第二线圈，以在所述密闭腔室中形成射频电场。
优选地，所述第二线圈通过导线与外部射频发生器连接。
优选地，所述承载台中设置有静电吸附盘，以对所述晶圆进行静电保护。
优选地，所述承载台中设置有对所述晶圆进行升降控制的升降机构。
优选地，所述升降机构连接气缸，通过气压控制所述升降机构的工作状态。
如上所述，本实用新型的干法刻蚀装置，具有以下有益效果：
本实用新型的干法刻蚀装置将多个悬臂均匀设置于承载台的圆周上，将反应腔室均匀等分，提高等离子体的气流均匀性，大大改善刻蚀均匀性及产品良率，适于大规模产业应用。
附图说明
图1显示为现有技术中的干法刻蚀设备的结构示意图。
图2显示为现有技术中的干法刻蚀设备刻蚀均匀性差的原理示意图。
图3显示为现有技术中的干法刻蚀设备的刻蚀晶圆效果示意图。
图4显示为本实用新型的干法刻蚀装置的结构示意图。
图5显示为本实用新型的干法刻蚀装置提高刻蚀均匀性的原理示意图。
图6显示为本实用新型的干法刻蚀装置的俯视示意图。
元件标号说明
1 干法刻蚀设备
11 腔体
12 晶圆承载台
13 悬臂
14 分子泵
2 晶圆
3 干法刻蚀装置
31 密闭腔室
311 顶盖
312 侧壁
313 底座
32 承载台
33 悬臂
34 分子泵
351 第一线圈
352 第二线圈
36 静电吸附盘
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图4～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型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，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图4～图6所示，本实用新型提供一种干法刻蚀装置3，所述干法刻蚀装置3至少包括：
密闭腔室31，承载台32，多个悬臂33及分子泵34。
如图4～图5所示，所述密闭腔室31由顶盖311、侧壁312及底座313包围形成。
具体地，在本实施例中，所述顶盖311及所述底座313为圆形，所述侧壁312为圆环状结构，以使得所述密闭腔室31在水平面上是完全对称的腔体结构，进而确保等离子体导向的对称均匀性。所述顶盖311的内侧设置有多个气孔(图中未显示)，通过所述气孔向所述密闭腔室中提供等离子体。
如图4～图5所示，所述承载台32通过多个悬臂33固定于所述密闭腔室31的中间。
具体地，如图6所示，在本实施例中，所述承载台32的水平截面为圆形，所述承载台32的上表面用于放置待刻蚀的晶圆2，为了确保对称性，在本实施例中，所述承载台32与所述密闭腔室31的几何圆心重合。如图4所示，在本实施例中，所述顶盖311中设置有第一线圈351，所述承载台32中设置有第二线圈352，所述第二线圈352通过所述悬臂33中的导线与外部的射频发生器(图中未显示)连接，所述射频发生器发出射频信号，所述射频信号作用于所述第一线圈351及所述第二线圈352以在所述密闭腔室31中形成射频电场。所述承载台32中设置有静电吸附盘36，所述静电吸附盘36设置于所述第二线圈352的上方，用于对所述晶圆2进行静电保护。所述承载台32中设置有对所述晶圆2进行升降控制的升降机构(图中未显示)，所述升降机构通过所述悬臂33中的管路与外部气缸连接(图中未显示)，所述气缸中的活塞调节气压以控制所述升降机构的工作状态。
如图4～图6所示，各悬臂33环绕于所述承载台32的四周，并均匀设置于所述承载台32的圆周上，使所述等离子体气流均匀分布。
具体地，所述悬臂33的数量越多均匀性越好，但是等离子体的流速相应变慢，可权衡均匀性和流速之后对所述悬臂33的数量进行设定，不以本实施例为限。优选地，所述悬臂33的数量设定为3～5个，可根据实际需要进行设定，如图5及图6所示，在本实施例中，所述悬臂33的数量设定为三个，三个悬臂33在所述承载台32的圆周上均匀分布，相邻两个之间的夹角为120°。在本实施例中，所述悬臂33的宽度W设定为5cm～10cm，可根据所述密闭腔室31的尺寸进行具体设置，不以本实施例为限。
如图4～图5所示，所述分子泵34与所述底座313连接，通过抽吸所述密闭腔室31中的气体以对所述密闭腔室31中的气体压力环境进行控制。
本实用新型的干法刻蚀装置将多个悬臂均匀设置于承载台的圆周上，将反应腔室均匀等分，提高等离子体的气流均匀性，大大改善刻蚀均匀性及产品良率，适于大规模产业应用。
综上所述，本实用新型提供一种干法刻蚀装置，包括：密闭腔室，通过多个悬臂固定于所述密闭腔室内的承载台，所述承载台上设置的晶圆于所述密闭腔室中的等离子体作用下进行刻蚀；其中，所述承载台设置于所述密闭腔室的中间，各悬臂环绕于所述承载台的四周，并均匀设置于所述承载台的圆周上，使所述等离子体气流均匀分布。本实用新型的干法刻蚀装置将多个悬臂均匀设置于承载台的圆周上，将反应腔室均匀等分，提高等离子体的气流均匀性，大大改善刻蚀均匀性及产品良率，适于大规模产业应用。所以，本实用新型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实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种干法刻蚀装置，其特征在于，所述干法刻蚀装置至少包括：
密闭腔室，通过多个悬臂固定于所述密闭腔室内的承载台，所述承载台上设置的晶圆于所述密闭腔室中的等离子体作用下进行刻蚀；其中，所述承载台设置于所述密闭腔室的中间，各悬臂环绕于所述承载台的四周，并均匀设置于所述承载台的圆周上，使所述等离子体气流均匀分布。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述悬臂的数量设定为3～5个。
3.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述悬臂的宽度设定为5cm～10cm。
4.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述密闭腔室的水平截面为圆形结构。
5.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述密闭腔室的顶部内侧设置有多个气孔，通过所述气孔向所述密闭腔室中提供所述等离子体。
6.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述密闭腔室的底部设置有分子泵，以对所述密闭腔室中的气体压力环境进行控制。
7.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述密闭腔室的顶部设置有第一线圈，所述承载台中设置有第二线圈，以在所述密闭腔室中形成射频电场。
8.根据权利要求7所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述第二线圈通过导线与外部射频发生器连接。
9.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述承载台中设置有静电吸附盘，以对所述晶圆进行静电保护。
10.根据权利要求1所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述承载台中设置有对所述晶圆进行升降控制的升降机构。
11.根据权利要求10所述的干法刻蚀装置，其特征在于：所述升降机构连接气缸，通过气压控制所述升降机构的工作状态。
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