CN219696391U - 一种等离子刻蚀设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种等离子刻蚀设备，包括：反应腔，所述反应腔包括主体以及用于封闭所述主体的顶盖，所述顶盖和所述主体构成的封闭空间为腔体；气体源，用于向所述反应腔提供反应气体；第一进气管路，所述第一进气管路的第一端连接所述气体源，所述第一进气管路的第二端连接所述顶盖中心，所述第一进气管路用于从所述腔体的顶部中心进气；第二进气管路，所述第二进气管路的第一端连接所述气体源，所述第二进气管路的第二端连接所述顶盖边缘或所述主体侧壁，所述第二进气管路用于从所述腔体的边缘进气。本申请提供一种等离子刻蚀设备，从腔体顶部和边缘同时进气，可以使反应腔内等离子体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种等离子刻蚀设备。
背景技术
电感耦合等离子体(Inductive Coupled Plasma，ICP)刻蚀技术是半导体芯片加工制造过程中的一种重要工艺。等离子刻蚀工艺由等离子刻蚀机完成。等离子刻蚀工艺的步骤包括刻蚀气体的导入、等离子体的生成、等离子体扩散至待刻蚀样品表面、等离子体在待刻蚀表面的扩散、等离子体与表面物质的反应以及反应产物的解吸附并排出等过程。
在整个刻蚀过程中，为了保证刻蚀过程的效率及稳定性，需要保证反应腔体内刻蚀气体产生的等离子体流动趋向稳定。目前一般会在反应腔下方通过抽气引导等离子体的流动使等离子体流动趋向稳定。
然而目前的等离子刻蚀设备主要是中间进气为主，进气后在刻蚀腔体中，气体的分布无法调节，导致等离子体的流动还不够平稳和均匀。因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案，来使反应腔内等离子体的分布和流动更稳定和均匀。
实用新型内容
本申请提供一种等离子刻蚀设备，可以使反应腔内等离子体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
本申请提供一种等离子刻蚀设备，包括：反应腔，所述反应腔包括主体以及用于封闭所述主体的顶盖，所述顶盖和所述主体构成的封闭空间为腔体；气体源，用于向所述反应腔提供反应气体；第一进气管路，所述第一进气管路的第一端连接所述气体源，所述第一进气管路的第二端连接所述顶盖中心，所述第一进气管路用于从所述腔体的顶部中心进气；第二进气管路，所述第二进气管路的第一端连接所述气体源，所述第二进气管路的第二端连接所述顶盖边缘或所述主体侧壁，所述第二进气管路用于从所述腔体的边缘进气。
在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备还包括：控制器，所述控制器的第一端连接所述气体源，所述控制器的第二端连接所述第一进气管路的第一端和所述第二进气管路的第一端，所述控制器用于控制所述第一进气管路和第二进气管路的流量比例。
在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备还包括：抽气管路，所述抽气管路的第一端连接所述腔体底部，所述抽气管路的第二端连接至抽气泵。
在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路的第二端在所述顶盖上的投影的位置与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置位于所述顶盖相对的两侧。
在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路包括多个第二端，所述多个第二端在所述顶盖上的投影均匀分布于所述顶盖边缘四分之一圆周的范围内。
在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路的第二端沿所述主体内壁顶部延伸至所述主体内壁底部，所述第二进气管路的第二端设置有若干进气孔。
在本申请的一些实施例中，所述第一进气管路上设置有第一阀门，用于控制所述第一进气管路的开关。
在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路上设置有第二阀门，用于控制所述第二进气管路的开关。
在本申请的一些实施例中，所述第一进气管路和所述第二进气管路的内径相同。
在本申请的一些实施例中，所述第一进气管路和所述第二进气管路的材料相同。
本申请提供一种等离子刻蚀设备，从腔体顶部和边缘同时进气，可以使反应腔内等离子体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
附图说明
以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的实用新型意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：
图1为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图；
图2为本申请一些实施例中所述第二进气管路的第二端与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置的示意图；
图3为本申请另一些实施例中所述第二进气管路的第二端与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置的示意图；
图4为本申请另一些实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
下面结合实施例和附图对本实用新型技术方案进行详细说明。
图1为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图。下面结合附图对本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构进行详细说明。
参考图1所示，本申请提供一种等离子刻蚀设备100，包括：反应腔110，所述反应腔110包括主体111以及用于封闭所述主体111的顶盖112，所述顶盖112和所述主体111构成的封闭空间为腔体113；气体源120，用于向所述反应腔110提供反应气体；第一进气管路130，所述第一进气管路130的第一端连接所述气体源120，所述第一进气管路130的第二端连接所述顶盖112中心，所述第一进气管路130用于从所述腔体113的顶部中心进气；第二进气管路140，所述第二进气管路140的第一端连接所述气体源120，所述第二进气管路140的第二端连接所述顶盖112边缘或所述主体111侧壁(图1中以虚线表示了另一些实施例中第二进气管路141的第二端连接所述主体111侧壁的情况)，所述第二进气管路140用于从所述腔体的边缘进气。
在本申请的技术方案中，同时通过第一进气管路130从腔体113顶部进气和通过第二进气管路140从腔体113边缘进气，可以使反应腔110内等离子体气体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
继续参考图1所示，在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备100还包括：控制器150，所述控制器150的第一端连接所述气体源120，所述控制器150的第二端连接所述第一进气管路130的第一端和所述第二进气管路140的第一端，所述控制器150用于控制所述第一进气管路130和第二进气管路140的流量比例。控制所述第一进气管路130和第二进气管路140的流量比例可以进一步使反应腔110内等离子体气体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
继续参考图1所示，在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备100还包括：抽气管路160，所述抽气管路160的第一端连接所述腔体113底部，所述抽气管路160的第二端连接至抽气泵170。所述抽气泵170通过所述抽气管路160对所述腔体113抽气，可以引导所述腔体113内的等离子体气体流动，进一步提高腔体113内等离子体气体的流动稳定性和分布均匀性。
继续参考图1所示，在本申请的一些实施例中，所述第一进气管路130上设置有第一阀门(图中未示出)，用于控制所述第一进气管路130的开关；所述第二进气管路140上设置有第二阀门(图中未示出)，用于控制所述第二进气管路140的开关。
继续参考图1所示，在本申请的一些实施例中，所述第一进气管路130和所述第二进气管路140的内径相同；所述第一进气管路130和所述第二进气管路140的材料相同。这样设置可以避免由于第一进气管路130和第二进气管路140自身材料和内径差异导致气体流速差异和气体成分差异。
图2为本申请一些实施例中所述第二进气管路的第二端与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置的示意图。
参考图2所示，所述腔体113呈圆柱形，所述主体111呈圆筒形，所述顶盖112呈圆形。在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路140的第二端在所述顶盖112上的投影140a的位置与所述抽气管路160的第一端在所述顶盖112上的投影160a的位置位于所述顶盖112相对的两侧。这样设置保证所述腔体113的进气口和出气口的位置关于所述腔体113的中心对称，能进一步提高腔体113内等离子体气体的流动稳定性和分布均匀性。
图3为本申请另一些实施例中所述第二进气管路的第二端与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置的示意图。
参考图3所示，在本申请的一些实施例中，所述第二进气管路140包括多个第二端，所述多个第二端在所述顶盖112上的投影140a均匀分布于所述顶盖112边缘四分之一圆周的范围内。也就是说所述多个第二端在所述顶盖112上的投影140a所在的扇形的角度小于等于90度。
图4为本申请另一些实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图。
参考图4所示，在本申请的另一些实施例中，所述第二进气管路140的第二端沿所述主体111内壁顶部延伸至所述主体111内壁底部，所述第二进气管路140的第二端设置有若干进气孔142。通过所述若干进气孔142水平进气，也可以进一步提高腔体113内的等离子体气体流动稳定性和分布均匀性。
本申请的技术方案中，将从工艺气体系统(气体源120)内流入刻蚀腔体113内的气体在进入腔体113前通过双位流量控制器150分别通过第一进气管路130和第二进气管路140进入到刻蚀腔体113的顶部中心和边缘部分，通过控制气体流量的百分比，控制边缘进气和中间进气的流量来控制刻蚀腔体内的工艺气体分布，进而调节晶圆的刻蚀的均匀性。
本申请提供一种等离子刻蚀设备，从腔体顶部和边缘同时进气并通过控制器控制顶部和边缘的进气流量，可以使反应腔内等离子体的分布和流动更稳定和均匀，进而提高刻蚀均匀性。
综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。
应当理解，本实施例使用的术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作“连接”或“耦接”至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。
还应当理解，术语“包含”、“包含着”、“包括”或者“包括着”，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标记符在整个说明书中表示相同的元件。
此外，本申请说明书通过参考理想化的示例性截面图和/或平面图和/或立体图来描述示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的与图示的形状的不同是可预见的。因此，不应当将示例性实施例解释为限于在此所示出的区域的形状，而是应当包括由例如制造所导致的形状中的偏差。因此，在图中示出的区域实质上是示意性的，其形状不是为了示出器件的区域的实际形状也不是为了限制示例性实施例的范围。
Claims (10)
1.一种等离子刻蚀设备，其特征在于，包括：
反应腔，所述反应腔包括主体以及用于封闭所述主体的顶盖，所述顶盖和所述主体构成的封闭空间为腔体；
气体源，用于向所述反应腔提供反应气体；
第一进气管路，所述第一进气管路的第一端连接所述气体源，所述第一进气管路的第二端连接所述顶盖中心，所述第一进气管路用于从所述腔体的顶部中心进气；
第二进气管路，所述第二进气管路的第一端连接所述气体源，所述第二进气管路的第二端连接所述顶盖边缘或所述主体侧壁，所述第二进气管路用于从所述腔体的边缘进气。
2.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器的第一端连接所述气体源，所述控制器的第二端连接所述第一进气管路的第一端和所述第二进气管路的第一端，所述控制器用于控制所述第一进气管路和第二进气管路的流量比例。
3.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，还包括：抽气管路，所述抽气管路的第一端连接所述腔体底部，所述抽气管路的第二端连接至抽气泵。
4.如权利要求3所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二进气管路的第二端在所述顶盖上的投影的位置与所述抽气管路的第一端在所述顶盖上的投影的位置位于所述顶盖相对的两侧。
5.如权利要求4所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二进气管路包括多个第二端，所述多个第二端在所述顶盖上的投影均匀分布于所述顶盖边缘四分之一圆周的范围内。
6.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二进气管路的第二端沿所述主体内壁顶部延伸至所述主体内壁底部，所述第二进气管路的第二端设置有若干进气孔。
7.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一进气管路上设置有第一阀门，用于控制所述第一进气管路的开关。
8.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二进气管路上设置有第二阀门，用于控制所述第二进气管路的开关。
9.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一进气管路和所述第二进气管路的内径相同。
10.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一进气管路和所述第二进气管路的材料相同。
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