CN212182267U - 等离子体处理装置及蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种等离子体处理装置及蚀刻装置，所述等离子体处理装置通过在蚀刻腔体内设置缓冲组件，所述缓冲组件用于对靠近所述排气管处的物质进行释缓以提高气压分布均匀性，所述缓冲组件包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，所述第一缓冲组件位于所述第二缓冲组件与所述排气端的端面之间，所述第一缓冲组件、所述第二缓冲组件和所述端面的中心点均位于同一直线上；所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均与所述蚀刻腔体的侧壁连接。本申请的等离子体处理装置提高了蚀刻腔体内各处气压的均衡性，尤其是均衡排气管处的气压，且还提高了排气管处的等离子体的分布的均匀性，进而提高蚀刻均一性。

Description

等离子体处理装置及蚀刻装置

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种等离子体处理装置及蚀刻装置。

背景技术

在半导体器件和FPD(Flat Pannel Display，平板显示器)的制造工艺中的蚀刻、沉积、氧化、溅射等处理中，为了使处理气体在比较低的温度下良好地进行反应，常利用等离子体。一直以来，在这种等离子体处理中，多使用由MHz区域的高频放电产生的等离子体，例如在电浆蚀刻中在电浆蚀刻腔内通过高频放电产生等离子体进行蚀刻。

然而，传统电浆蚀刻腔内的等离子体及反应产生的尾气及蚀刻生成物均直接经排气管抽走，抽气口气压远高于其他位置气压，这种抽气模式导致腔体内等离子体密度分布差异较大，而等离子体密度与光阻蚀刻速率成正相关，进而导致产品蚀刻均一性较差，这也导致蚀刻时间增加。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一等离子体处理装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本申请提供了一种等离子体处理装置，包括蚀刻腔体和设于所述蚀刻腔体的排气端的至少两组缓冲组件；

所述至少两组缓冲组件包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件间隔第一预设距离，所述第一缓冲组件位于所述第二缓冲组件与所述排气端的端面之间，所述第一缓冲组件、所述第二缓冲组件和所述端面的中心点均位于同一直线上；

所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均与所述蚀刻腔体的侧壁连接。

上述等离子体处理装置通过在排气端设置缓冲组件进而提高了蚀刻腔体内各处气压的均衡性，尤其是均衡排气管处的气压，等离子体处理装置还提高了排气管处的等离子体的分布的均匀性，进而提高了蚀刻均一性。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第一缓冲组件与所述端面之间的间隔为第二预设距离，所述第二预设距离小于或等于所述第一预设距离。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第二预设距离为40至60毫米。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第一缓冲组件包括第一缓冲圈和第一缓冲板；所述第一缓冲板套装在所述第一缓冲圈内。采用第一缓冲板和第一缓冲圈的组成形式均匀地提高经过此处的物质的压力，进而提高了气压在排气端的分布均匀性。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第二缓冲组件包括第二缓冲圈和第二缓冲板；所述第二缓冲板套装在所述第二缓冲圈内。采用第二缓冲板和第二缓冲圈的组成形式均匀地提高经过此处的物质的压力，进而提高了气压在排气端的分布均匀性。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第一预设距离为40至60毫米。

根据本申请的一种具体实现方式，所述等离子体处理装置还包括固定件，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均通过所述固定件固定连接在所述蚀刻腔体的侧壁。通过固定件将第一缓冲组件和第二缓冲组件固定在蚀刻腔体的侧壁，提高缓冲组件的安装便利性。

根据本申请的一种具体实现方式，所述固定件为真空螺母。采用真空螺母安装第一缓冲组件和第二缓冲组件简化了缓冲组件的安装结构。

根据本申请的一种具体实现方式，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均采用阳极化处理后的铝材制成。采用阳极处理后的铝材制备得到第一缓冲组件和第二缓冲组件提高了缓冲组件的使用寿命。

基于同样的发明构思，本申请提供了一种蚀刻装置，所述蚀刻装置包括如上所述的等离子体处理装置。

上述蚀刻装置通过在排气端设置缓冲组件进而提高了蚀刻腔体内各处气压的均衡性，尤其是均衡排气管处的气压，等离子体处理装置还提高了排气管处的等离子体的分布的均匀性，进而提高了蚀刻均一性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请提供的一种蚀刻装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种等离子体处理装置的结构示意图；

图3为本申请提供的一种等离子体处理装置的拆分示意图。

附图汇总：

1-蚀刻腔体，2-排气管，3-端面，4-缓冲组件，41-第一缓冲圈，42-第一缓冲板，43-第二缓冲板，44-第二缓冲圈。

具体实施方式

下面结合附图对本申请进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，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公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开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，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开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。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

参见图1至图3，本申请提供一种等离子体处理装置，所述等离子体处理装置包括蚀刻腔体1和设于所述蚀刻腔体1的排气端的至少两组缓冲组件4。

其中，所述至少两组缓冲组件4包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件间隔第一预设距离，所述第一缓冲组件位于所述第二缓冲组件与所述排气端的端面3之间，所述第一缓冲组件、所述第二缓冲组件和所述端面3的中心点均位于同一直线上；所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均与所述蚀刻腔体1的侧壁连接。

具体地，本实施例中的等离子体处理装置包括蚀刻腔体1，蚀刻腔体1由例如铝之类的金属形成，蚀刻腔体1为圆柱形，蚀刻腔体1提供了内部空间。在蚀刻腔体1的内部空间中设置有支撑台，支撑台对配置于其上的晶圆进行保持。等离子体处理装置的蚀刻腔体1内还设置有排气管2，排气管2外部连接抽气泵，在外力的作用下，该排气管2将蚀刻腔体1内产生的尾气、等离子体以及其他残余物质排出。排气管2设置在蚀刻腔体1的一端。

所述等离子体处理装置设置在蚀刻腔体1内部，并设置在蚀刻腔体1内靠近排气管2的一端，该等离子体处理装置包括至少两组缓冲组件4，两组缓冲组件4包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，且第一缓冲组件和第二缓冲组件之间间隔第一预设距离，此第一预设距离可以根据需要进行设计，优选地，将第一预设距离控制在40至60毫米，本实施例中优选将第一预设距离控制为50毫米。

所述第一缓冲组件设置在所述第二缓冲组件和所述排气端的端面3之间，并且所述第一缓冲组件、第二缓冲组件以及所述端面的中心点均位于同一直线上。第一缓冲组件和第二缓冲组件以垂直于所述蚀刻腔体1的轴线方向设置，并且第一缓冲组件和第二缓冲组件面向蚀刻腔体1的侧壁设置。可以理解的是，所述第一缓冲组件、第二缓冲组件和所述端面均间隔设置，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均面向所述端面设置，当在蚀刻腔体1内设置了第一缓冲组件和第二缓冲组件时，蚀刻腔体1内的等离子体、其他气体以及其他残余物质在蚀刻腔体1内朝向排气管2的方向流动，当等离子体和蚀刻腔体1内残余物质以及其他气体在外力的作用下经排气管2往外抽的过程中，第一缓冲组件和第二缓冲组件的设置可以给这些物质一个缓冲的作用，若无第一缓冲组件和第二缓冲组件的设置，即在现有的蚀刻腔体1中无本实施例的缓冲结构，这使得蚀刻腔体1内的物质将在外力的作用下直接从蚀刻腔体1各处集中到排气管2处，这将造成排气管2处的压力大于其他处的气压，影响蚀刻均匀性。在排气管2处设置第一缓冲组件和第二缓冲组件则可以平衡此处的气压，并且可以提高等离子体、气体等的分布均匀性。

本申请的等离子体处理装置提高了蚀刻腔体1内各处气压的均衡性，尤其是均衡排气管2处的气压，等离子体处理装置还提高了排气管2处的等离子体的分布的均匀性，进而提高了蚀刻均一性。

所述缓冲组件4使用时先将其装置在蚀刻腔体1中右侧面，晶圆蚀刻光阻制程时会从左侧面通入O2气，O2经射频波处理后产生等离子体(包括气体单质、离子、自由基)，一部分未参与反应的气体和反应后产生的尾气及生成物会通过排气管2排出蚀刻腔体1外部。排气管2进口处增加缓冲组件4可使蚀刻腔体1内各位置压差相对减小，等离子体在整个蚀刻腔体1内的密度分布较为一致，产品蚀刻均一性较好，进而缩短蚀刻时间，节约成本。

进一步地，所述第一缓冲组件与所述端面之间的间隔为第二预设距离，所述第二预设距离小于或等于所述第一预设距离。本实施例中所述第一缓冲组件和所述端面之间同样间隔第二预设距离，该第二预设距离优选控制在40至60毫米之间，本实施例中，该第二预设距离控制为50毫米。控制在50毫米的这一间距，更利于蚀刻腔体1内的物质在此处分散的均匀性，以及对于此处气压分布的控制。

此外，需要说明的是，本实施例中的所述第一缓冲组件可以为单一的具有形状设计的缓冲板，例如，所述第一缓冲组件可以是中部空心的缓冲板。同样地，第二缓冲组件也可以为单一的具有形状设计的缓冲板，例如，所述第二缓冲组件可以是在表面具有多个空心圆的缓冲板，等等。通过第一缓冲组件和第二缓冲组件的配合，均匀蚀刻腔体1内的物质在此处的分布压力。

当然，在其他实施例中，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件还可以为多块缓冲板组合而成的结构，具体可以根据需要进行设计。

优选地，本实施例中所述第一缓冲组件包括第一缓冲圈41和第一缓冲板42；所述第一缓冲板42套装在所述第一缓冲圈41内。

第一缓冲圈41和第一缓冲板42之间可以设置为具有间隙，也可以为不具有间隙，第一缓冲圈41和第一缓冲板42之间不具有间隙的情况为第一缓冲圈41和第一缓冲板42在同一竖直平面上，即第一缓冲圈41和第一缓冲板42到排气端的端面的距离相同。而第一缓冲圈41和第一缓冲板42之间具有间隙则可以分为以下几种情况：第一缓冲圈41和第一缓冲板42之间间隔一定距离设置，第一缓冲圈41为圆环状结构，第一缓冲板42架设在第一缓冲圈41的中部空心处，且此时第一缓冲板42的外径要小于第一缓冲圈41中部空心圆处的直径，或者还可以是其他情况。将第一缓冲圈41和第一缓冲板42之间设置为具有间隙的结构，便于腔体内的等离子体、残余物质和气体等在经过缓冲板释缓后从间隙通过。

在另一公开实施例中，所述第一缓冲板42和所述第一缓冲圈41共轴，且所述第一缓冲板42和第一缓冲圈41的圆心到蚀刻腔体1排气端端面的垂直距离均为50毫米。本实施例中，所述第一缓冲板42和所述第一缓冲圈41圆心在同一直线上，并且所述第一缓冲板42和所述第一缓冲圈41的圆心在所述蚀刻腔体1的轴线上。所述第一缓冲板42和所述第一缓冲圈41的圆心到蚀刻腔体1内壁的垂直距离为40～60毫米，并且该距离可根据需要进行调整。本实施例中，所述第一缓冲板42和所述第一缓冲圈41的圆心到蚀刻腔体1内壁的垂直距离为50毫米。

进一步地，所述第二缓冲组件包括第二缓冲圈44和第二缓冲板43；

所述第二缓冲板43套装在所述第二缓冲圈44内。

同样地，所述第二缓冲组件的结构设计与所述第一缓冲组件的结构设计可以相同。即第二缓冲圈44和第二缓冲板43之间可以设置为具有间隙，也可以为不具有间隙，第二缓冲圈44和第二缓冲板43之间不具有间隙的情况为第二缓冲圈44和第二缓冲板43在同一竖直平面上，即第二缓冲圈44和第二缓冲板43到排气端的端面的距离相同。而第二缓冲圈44和第二缓冲板43之间具有间隙则可以分为以下几种情况：第二缓冲圈44和第二缓冲板43之间间隔一定距离设置，第二缓冲圈44为圆环状结构，第二缓冲板43架设在第二缓冲圈44的中部空心处，且此时第二缓冲板43的外径要小于第二缓冲圈44中部空心圆处的直径，或者还可以是其他情况。将第二缓冲圈44和第二缓冲板43之间设置为具有间隙的结构，便于腔体内的等离子体、残余物质和气体等在经过缓冲板释缓后从间隙通过。

本实施例中的所述缓冲组件4还包括间隔设置的第二缓冲板43和第二缓冲圈44，且第一缓冲板42、第一缓冲圈41、第二缓冲板43以及第二缓冲圈44均匀设置，并且这两组缓冲组件4沿所述蚀刻腔体1的轴线依次排列，沿朝向排气管2的方向依次是第二缓冲组件和第一缓冲组件。两组缓冲组件4组成阶梯式的结构，使腔体1内的等离子体以及其他残余物质和其他穿过层层屏障经过排气管2排出，在这一扩散的路径中，等离子体等的分布变得均匀。所述第二缓冲板43和第二缓冲圈44到排气端端面的距离为80～120毫米，并且该距离可根据需要进行调整，本实施例具体为100毫米，可以理解的是第一缓冲组件和第二缓冲组件之间的距离可以为40～60毫米，本实施例优选为50毫米。

进一步地，所述第二缓冲板43的截面为实心圆，所述第二缓冲圈44的截面为圆环，且所述第二缓冲板43和所述第二缓冲圈44共轴，所述第三缓冲板43和所述第四缓冲板44的圆心到腔体1内壁的垂直距离均为50毫米。

同样地，所述第二缓冲板43的直径的大小可以是刚好与第二缓冲圈44的内径相同，使得第二缓冲板43可以契合在所述第二缓冲圈44的中部空心处，当然，所述第二缓冲板43的直径的大小也可以是小于第二缓冲圈44的内径；或者大于第二缓冲圈44的内径，但是小于第二缓冲圈44的外径。

此外需要说明的是，所述第二缓冲组件的第二缓冲板43和第二缓冲圈44套装在所述第一缓冲组件的第一缓冲板42和第一缓冲圈41内，在视觉上而言，所述第一缓冲圈41、第一缓冲板42、第二缓冲圈44和第二缓冲板43构成封闭的圆。

具体地，所述第一缓冲板42、第一缓冲圈41和第二缓冲板43和所述第二缓冲圈44通过固定件固定在蚀刻腔体1内壁上，该固定件包括真空螺丝，需要时固定件还可以包括固定架，通过固定架将缓冲板架设在腔体内，并通过真空螺丝固定。当然所述固定件除了为真空螺丝外也还可以为其他部件，当固定件为真空螺丝时，真空螺丝的螺丝帽有陶瓷帽保护。此外，所述第一缓冲板42、第一缓冲圈41和第二缓冲板43和第二缓冲圈44均为阳极化处理后的铝板。

与上面的实施例相对应，参见图1，本申请还提供了一种蚀刻装置，包括如上所述的等离子体处理装置。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括蚀刻腔体和设于所述蚀刻腔体的排气端的至少两组缓冲组件；

所述至少两组缓冲组件包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件间隔第一预设距离，所述第一缓冲组件位于所述第二缓冲组件与所述排气端的端面之间，所述第一缓冲组件、所述第二缓冲组件和所述端面的中心点均位于同一直线上；

所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均与所述蚀刻腔体的侧壁连接。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一缓冲组件与所述端面之间的间隔为第二预设距离，所述第二预设距离小于或等于所述第一预设距离。

3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第二预设距离为40至60毫米。

4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一缓冲组件包括第一缓冲圈和第一缓冲板；

所述第一缓冲板套装在所述第一缓冲圈内。

5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第二缓冲组件包括第二缓冲圈和第二缓冲板；

所述第二缓冲板套装在所述第二缓冲圈内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一预设距离为40至60毫米。

7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述等离子体处理装置还包括固定件，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均通过所述固定件固定连接在所述蚀刻腔体的侧壁。

8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述固定件为真空螺母。

9.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均采用阳极化处理后的铝材制成。

10.一种蚀刻装置，其特征在于，所述蚀刻装置包括如权利要求1至9任一项所述的等离子体处理装置。

Images