CN209216915U - 等离子刻蚀机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子刻蚀机，属于半导体技术领域。等离子刻蚀机包括：腔体；位于腔体中的两个电极，两个电极包括第一电极和第二电极，第一电极上设置有待刻蚀件放置台，第二电极位于待刻蚀件放置台远离第一电极的一侧；金属挡板，金属挡板位于第二电极和待刻蚀件放置台之间，金属挡板上设置有多个通孔；工艺气体导管，工艺气体导管的一端位于金属挡板和第二电极之间。相较于陶瓷板之间的间隙，金属挡板上的通孔的位置以及分布容易调整，因而可以根据工艺气体的分布情况来调整通孔的位置和分布，以提高工艺气体分布的均匀性。解决了相关技术中待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差的问题，达到了提高刻蚀的均匀性的效果。

Description

等离子刻蚀机

技术领域

本实用新型涉及刻蚀技术领域，特别涉及一种等离子刻蚀机。

背景技术

等离子刻蚀机是一种通过等离子体引起的化学反应和轰击产生的物理反应对待刻蚀件进行刻蚀的装置。

相关技术中的一种等离子刻蚀机包括腔体、位于腔体中的两个电极和挡板，其中的第一电极用于放置待刻蚀件，挡板设置在第二电极靠近第一电极的一侧，挡板和第二电极之间设置有工艺气体喷口，该挡板由多块陶瓷板拼接而成，陶瓷板之间设置有空隙，工艺气体喷口喷出的工艺气体可以通过该空隙进入挡板和第一电极之间，并在两个电极的电场的作用下产生等离子体以对待刻蚀件进行刻蚀。

由于陶瓷板之间的空隙的位置以及分布难以调节，导致工艺气体从该空隙进入挡板和第一电极之间后，难以均匀的分布，进而使得对于待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种等离子刻蚀机，可以解决相关技术中待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差的问题。所述技术方案如下：

根据本实用新型的第一方面，提供了一种等离子刻蚀机，所述等离子刻蚀机包括：

腔体；

位于腔体中的两个电极，所述两个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极上设置有待刻蚀件放置台，所述第二电极位于所述待刻蚀件放置台远离所述第一电极的一侧；

金属挡板，所述金属挡板位于所述第二电极和所述待刻蚀件放置台之间，所述金属挡板上设置有多个通孔；

工艺气体导管，所述工艺气体导管的一端位于所述金属挡板和所述第二电极之间。

可选的，所述腔体被所述金属挡板分割为两个子腔室，所述两个子腔室由所述金属挡板上设置的多个通孔连通。

可选的，所述金属挡板的表面设置有防腐蚀层。

可选的，所述工艺气体导管穿过所述第二电极，且所述工艺气体导管的一端朝向所述金属挡板。

可选的，所述金属挡板包括中心区域和围绕所述中心区域的周边区域，所述工艺气体导管的一端在所述金属挡板上的正投影位于所述中心区域中，

所述中心区域中所述通孔的密度小于所述周边区域中所述通孔的密度。

可选的，所述等离子刻蚀机还包括保护板，

所述保护板位于所述第二电极和所述金属挡板之间，所述保护板上设置有导管通孔，所述工艺气体导管的一端与所述导管通孔连通。

可选的，所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极在所述第一电极上的正投影位于所述第一电极的不同区域。

可选的，所述金属挡板为一体件。

可选的，所述第二电极包括耦合线圈。

可选的，所述第一电极和所述待刻蚀件放置台为一体件。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供了一种包括腔体、位于腔体中的两个电极、金属挡板和工艺气体导管的等离子刻蚀机。其中两个电极包括第一电极和第二电极，第一电极上设置有待刻蚀件放置台，第二电极位于待刻蚀件放置台远离第一电极的一侧，金属挡板位于第二电极和待刻蚀件放置台之间，金属挡板上设置有多个通孔，工艺气体导管的一端位于金属挡板和第二电极之间。将待刻蚀件放置在待刻蚀件放置台上，从工艺气体导管喷出的工艺气体通过金属挡板上的通孔进入金属挡板和第一电极之间，在一电极和第二电极的电场作用下产生等离子体以对待刻蚀件进行刻蚀。相较于陶瓷板之间的间隙，金属挡板上的通孔的位置以及分布容易调整，因而可以根据工艺气体的分布情况来调整通孔的位置和分布，以提高工艺气体分布的均匀性。解决了相关技术中待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差的问题，达到了提高刻蚀的均匀性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中的一种挡板的俯视图；

图2是本实用新型实施例提供的一种等离子刻蚀机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种等离子刻蚀机的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中一种金属挡板的结构示意图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

相关技术中的一种等离子刻蚀机中的挡板如图1所示，挡板10由9块陶瓷板11拼接而成(也可是6块或者更多块)，9块陶瓷板11之间存在空隙12，工艺气体通过9块陶瓷板之间的空隙12进入挡板10和第一电极(图中未示出)之间。

但是，由于陶瓷板之间的空隙的位置和分布难以调节，只能由陶瓷板的形状来决定，这导致穿过陶瓷板之间的空隙的工艺气体的分布不均匀，进而导致对待刻蚀件的刻蚀的均匀性较差。

此外，由于在电场的作用下，工艺气体会产生热量，但由于陶瓷板的散热性能较差，这使得不同区域的温差较大，不但影响了刻蚀的均匀性，而且容易导致副产物的沉积，进一步影响刻蚀效果。

本实用新型实施例提供了一种等离子刻蚀机，可以解决上述相关技术中存在的技术问题。

图2是本实用新型实施例提供的一种等离子刻蚀机的结构示意图，该等离子刻蚀机10可以包括：

腔体11。

位于腔体11中的两个电极(12、13)，两个电极(12、13)包括第一电极12和第二电极13，第一电极12上设置有待刻蚀件放置台121，第二电极13位于待刻蚀件放置台121远离第一电极12的一侧。

金属挡板14，金属挡板14位于第二电极13和待刻蚀件放置台121之间，金属挡板14上设置有多个通孔141。

工艺气体导管15，工艺气体导管15的一端151位于金属挡板14和第二电极13之间。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种包括腔体、位于腔体中的两个电极、金属挡板和工艺气体导管的等离子刻蚀机。其中两个电极包括第一电极和第二电极，第一电极上设置有待刻蚀件放置台，第二电极位于待刻蚀件放置台远离第一电极的一侧，金属挡板位于第二电极和待刻蚀件放置台之间，金属挡板上设置有多个通孔，工艺气体导管的一端位于金属挡板和第二电极之间。将待刻蚀件放置在待刻蚀件放置台上，从工艺气体导管喷出的工艺气体通过金属挡板上的通孔进入金属挡板和第一电极之间，在一电极和第二电极的电场作用下产生等离子体以对待刻蚀件进行刻蚀。相较于陶瓷板之间的间隙，金属挡板上的通孔的位置以及分布容易调整，因而可以根据工艺气体的分布情况来调整通孔的位置和分布，以提高工艺气体分布的均匀性。解决了相关技术中待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差的问题，达到了提高刻蚀的均匀性的效果。

请参考图3，其示出了本实用新型实施例提供的另一种等离子刻蚀机的结构示意图，该等离子刻蚀机在图2所示的等离子刻蚀机的基础上进行了一些调整。

可选的，金属挡板14的表面设置有防腐蚀层142。金属挡板14表面涂覆防腐蚀材料以作为金属挡板14的保护层，防腐蚀层142不仅提高了金属挡板14的使用寿命，还可以减少副产物的生成，其中副产物包括颗粒等影响刻蚀性能的杂质。该防腐蚀层142可以涂覆在金属挡板14远离第二电极13的一面，也可以涂覆在金属挡板14靠近第二电极13的一面，也可以涂覆在金属挡板14的两面，本实用新型实施例不进行限制。

可选的，腔体11被金属挡板14分割为两个子腔室(111、112)，两个子腔室(111、112)由金属挡板14上设置的多个通孔141连通。金属挡板14的边缘与腔体11的内壁连接，将腔体分为子腔室111和112。工艺气体通过金属挡板14上设置的多个通孔141进入放置待刻蚀件的子腔室112中。

可选的，工艺气体导管15穿过第二电极13，且工艺气体导管15的一端151朝向金属挡板14。工艺气体从工艺气体导管15的一端151喷出，现有技术中由于挡板的缺陷，在腔室的两侧也设置工艺气体喷口以保障腔室内工艺气体分布均匀，本实用新型实施例中的金属挡板14可以使工艺气体进入子腔室112时分布均匀，因此可以设置一个工艺气体导管，简化工艺，降低成本。

可选的，金属挡板14包括中心区域和围绕中心区域的周边区域，工艺气体导管15的一端151在金属挡板上的正投影位于中心区域中，中心区域中通孔的密度小于周边区域中通孔的密度。图4是金属挡板的中心区域和周边区域的结构示意图，工艺气体从工艺气体导管的一端中喷出后，此时子腔室中，金属挡板上距离工艺气体导管的一端较近的中心区域143的工艺气体浓度较高，周边区域144的工艺气体浓度与中心区域143相比较低，因此将中心区域143的通孔设置较少，周边区域144的通孔设置较多，工艺气体穿过多个通孔进入子腔室后气体浓度更加均匀。此外，周边区域144的外围还可以设置有通孔密度更高的区域145。即可以通过在金属挡板14上的不同区域设置不同密度的通孔来调节工艺气体的分布。

如图3所示，可选的，第二电极13包括多个子电极131，多个子电极131在第一电极12上的正投影位于第一电极12的不同区域。多个子电极131均可以与外部的电源线17连接，电源线17上可以设置有射频电源171和电容器172。在产生电场进行刻蚀的过程中，当某一区域的工艺气体的浓度较低时，可以提高该区域的子电极产生的电场，以提高该区域的工艺气体对于待刻蚀件的刻蚀能力，进而达到提高刻蚀的均匀性的效果。

可选的，第二电极13包括耦合线圈。耦合线圈通过耦合线圈连接件连接在一起形成第二电极13。耦合线圈与射频电源171连通后可以产生电磁场，电磁场与工艺气体激发出的等离子体可以对待刻蚀件进行刻蚀。

可选的，等离子刻蚀机10还包括保护板16，保护板16位于第二电极13和金属挡板14之间，保护板16上设置有导管通孔，工艺气体导管15的一端151与导管通孔连通。由于耦合线圈无法直接裸露于工艺气体存在的子腔室111中，因此在工艺气体导管15的一端151即工艺气体喷出的出口和第二电极13之间设置保护板16，保护板16可以是陶瓷绝缘窗，陶瓷绝缘窗可以隔绝电场且导热差，能够对第二电极13起到保护作用。保护板16也可以是其他材质，本实用新型实施例在此不作限定。

可选的，金属挡板14为一体件。也即是金属挡板14为一整块金属板，如此能够进一步的提高该金属挡板14的导热性能。此外，一整块金属板上设置通孔后即可作为金属挡板14使用，可以避免出现拼接处的空隙，从而避免工艺气体分布不均匀。一整块金属挡板14可以使用导热性能好的金属材料，本实用新型中使用铝制作金属挡板14，也可以使用其他导热性能好的材料，本实用新型实施例在此不作限定。使用一整块导热性能好且没有空隙的金属挡板，可以避免现有技术中挡板拼接处的空隙导致的传热不均等问题，减少了副产物的沉积。

可选的，第一电极12和待刻蚀件放置台121为一体件。也即是待刻蚀件可以直接放置在第一电极12上，第一电极12可以直接作为待刻蚀件放置台121使用。子腔室112中连接电源172与第一电极12的内壁上还可以连接一个抽气管18，抽气管18与外部的抽气泵181以及过滤组件182连接，用于抽出腔室11内的气体，并经过滤后排出。

其中，等离子刻蚀机10可以是ICP(Inductively Coupled Plasma，感应耦合等离子体)刻蚀机，也可以是ECCP(Enhance Cathode Couple Plasma，增强阴极耦合等离子体)刻蚀机。本实用新型实施例在此不作限定。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种包括腔体、位于腔体中的两个电极、金属挡板和工艺气体导管的等离子刻蚀机。其中两个电极包括第一电极和第二电极，第一电极上设置有待刻蚀件放置台，第二电极位于待刻蚀件放置台远离第一电极的一侧，金属挡板位于第二电极和待刻蚀件放置台之间，金属挡板上设置有多个通孔，工艺气体导管的一端位于金属挡板和第二电极之间。将待刻蚀件放置在待刻蚀件放置台上，从工艺气体导管喷出的工艺气体通过金属挡板上的通孔进入金属挡板和第一电极之间，在一电极和第二电极的电场作用下产生等离子体以对待刻蚀件进行刻蚀。相较于陶瓷板之间的间隙，金属挡板上的通孔的位置以及分布容易调整，因而可以根据工艺气体的分布情况来调整通孔的位置和分布，以提高工艺气体分布的均匀性。解决了相关技术中待刻蚀件不同区域刻蚀的均匀性较差的问题，达到了提高刻蚀的均匀性的效果。

在本实用新型中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种等离子刻蚀机，其特征在于，所述等离子刻蚀机包括：

腔体；

位于腔体中的两个电极，所述两个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极上设置有待刻蚀件放置台，所述第二电极位于所述待刻蚀件放置台远离所述第一电极的一侧；

金属挡板，所述金属挡板位于所述第二电极和所述待刻蚀件放置台之间，所述金属挡板上设置有多个通孔；

工艺气体导管，所述工艺气体导管的一端位于所述金属挡板和所述第二电极之间。

2.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述腔体被所述金属挡板分割为两个子腔室，所述两个子腔室由所述金属挡板上设置的多个通孔连通。

3.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述金属挡板的表面设置有防腐蚀层。

4.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述工艺气体导管穿过所述第二电极，且所述工艺气体导管的一端朝向所述金属挡板。

5.根据权利要求4所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述金属挡板包括中心区域和围绕所述中心区域的周边区域，所述工艺气体导管的一端在所述金属挡板上的正投影位于所述中心区域中，

所述中心区域中所述通孔的密度小于所述周边区域中所述通孔的密度。

6.根据权利要求4所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述等离子刻蚀机还包括保护板，

所述保护板位于所述第二电极和所述金属挡板之间，所述保护板上设置有导管通孔，所述工艺气体导管的一端与所述导管通孔连通。

7.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极在所述第一电极上的正投影位于所述第一电极的不同区域。

8.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述金属挡板为一体件。

9.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述第二电极包括耦合线圈。

10.根据权利要求1所述的等离子刻蚀机，其特征在于，所述第一电极和所述待刻蚀件放置台为一体件。