TW200403961A - Baffle plated and plasma etching device having same - Google Patents

Description

200403961 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本叙明係關於電漿產生裝置，詳細而言為—種電漿產生 裝置或電漿姓刻裝置，其係包覆位於電漿產生處理室内之 下部電極而與處理室内壁結合，用以防止在電漿工序時之 私聚戍漏’且具有一擋板；該擋板具有複數個槽孔，便於 進行排氣氣體、副產物、及異物之排放。 【先前技術】 所謂電漿，通常指一種在性質上正離子及電子具有相同 密度而存在之呈電子中性的高度電離狀態，例如放兩其 的狀態。 兒吕 為了製造半導體或且TFT LCD積體電路，有必要進行藉由 金屬層來對在碎基板上形成之元件進行配線的工序 (metahzation) ’且為了使元件等與金屬層做電性連接，必須 包含在金屬層下方的絕緣層上形成接觸孔的過程。為了形 成接觸孔，一般係利用電漿來對如氧化膜之絕緣層進行乾 式姓刻。 、 〜讲把團，具有指定空f 的處理室1 0 1内，設有下鄭雪搞彳π ? ^ 口又哥下邛私極102，其係用以載置晶圓$ 《被蚀刻對象物；τ部電極1()2上方對面的位置上，設有」 邵電極1 03。上部電極1 〇3上形成有 一 、、、 y？夂數個處理氣體流入n

104，經由該流入口 1〇4流入的處理氣體（例如：⑽、C3F 、C5F8、CF4、CHJF3、CH，F2、CO、Ar 一丄 _ 2 Ar ' 〇2、N2 或且 H2)在 精由施加於上邵及下部電極間的 7尺上私壓而電漿化（即，變成 85618 200403961 自土離子及包子）後，而對晶圓進行處理。在此過程 中j受到電漿化的處理氣體會產生副產物等…排出上 述釗產物寺及排氣氣體，在上述處理室ι〇ι下部設有排出系 統1〇5。排出系統105中，可採用丁 MP(TUrb〇M〇l⑽larPump ;分子渦輪泵)之類的特定排氣泵。此外，擋板10係包覆下 部電極般地與處理室内壁結合，限制了處理室101的電衆產 生工間110(即’在上邵電極1〇3與下部電極⑽之間形成的空 門）Xi免在私漿產生玄間i i 0内產生的電聚淺漏。擋板Μ 上形成有複數個開口或槽孔’其大小不僅適於防止電漿殘 漏，且利於排出各種副產物及排氣氣體。該擋板1 〇係藉由 累、糸插入螺絲孔15〇(參照圖2)而旋入並固定於風箱上蓋13〇 内。 圖2為以往的擋板之立體圖：以往的擂板12〇外觀呈環狀 平板’在中央具有圓形開口 122，且在圓周方向上，配置有 、复數個由該中央開口附近（内緣附近）向外緣的半徑方向上 直、’泉延伸的長形槽孔丨2丨。如此一來，電漿處理過程中產生 的排氣氣體及副產物（工序中產生的異物、電子、離子、及 自由基等）會經由該擋板12〇上之槽孔12丨而排放至處理室下 邵，進而經由排放系統而排放至外部。圖3a及圖讣為圖二所 π A部份等主要部位立體圖及平面圖，詳細地顯示了圖2之 槽孔1 2 1。 惟，如圖3a及圖3b所示，擋板12〇内具有複數個具有一定 寬度Ts的槽孔121，沿著半徑方向直線延伸。為了防止電漿 經由槽孔121洩漏，槽孔121的寬度Ts通常設定成约}㈤㈤。 85618

200403961 如此一來’槽孔1 2 1在擋板1 20内緣附近之一端間的間隔丁2 及槽孔1 2 1在外緣附近之另一端間的間隔τ 1會互異：即，丁 j 會比Τ2大。如此一來，由於排氣氣體及副產物等無法排放 的死角（dead area)會變大，電漿蝕刻裝置的作業效率下滑， 因此導致了半導體及集體電路的生產原價增加的問題/然 而，為了減小上述的死角而擴大整體的槽孔寬度時，或在 將擋板内緣附近的槽孔寬度保持在約1 mm的情況下，使兪 靠外緣的寬度愈大時，則會使得電漿洩漏的程度增加，導 致電漿蝕刻效率下滑的問題。 【發明内容】 了本發明，其目的在於 ’特別關於一種電漿蝕 有鑑於上述問題，本發明人發明 提供一種具有擋板的電漿產生裝置 其檔板上形成有能夠防止電漿洩漏且能夠迅速排 刻裝置 種電漿產生裝置 放最大量的排氣氣體及副產物等之槽孔。 依本發明之一實施方式，本發明提供一 具有形成有能夠進行排 孔之擋板者，上述擔板 緣附近向外緣呈曲線狀 ’其係設置於電漿產生處理室内， 氣氣體及副產物等排放的複數個槽 上的複數個槽孔分別自上述擋板内 延伸。 上述複數個槽孔分別具有-定寬度為佳。此外 槽孔與相鄰槽孔在-端與另—端的間隔可㈣Ml 上：複數各槽孔分別在形成時’以剖面的上部寬度大余 下邵見度為佳，且以槽孔上部寬 、 見度土 1 ·8 mm，下部寬肩 1 · 0 m m為佳。 85618 200403961 上述複數各槽孔係以具有漏砂狀剖面為佳， 孔上邵見度1 ·6至1.§ mm，中間寬度1 〇印瓜 且此時以槽 1 _ 5 m m為佳。 F見度1 · 1至 彎曲 45度為佳

，且上述擒板上形成有槽孔的部 ^1、上或向1 %佳。 弓曲角度係以0J

上述擔板形成有槽孔 曲。 的部份能夠呈圓弧狀 而向上或向 下 度來向上或 進行蚀刻的 上述擋板上形成槽孔的部份能夠以特定的角 向下彎曲兩次以上。 上述電漿產生裝置可為用以對被處理對象物 裝置。 长本發明之其他實施方式，本發明提供一種電漿產生: :二係設置於電漿產生處理室内，具有形成有能夠進」 氣乳體及副產物等排放的複數個槽孔之擋板者，上述: 板上的稷數個槽孔係分別自上述擋板内緣附近向外緣以 對於半徑方向呈斜線般地延伸。 、 上述擔板上自上述擋板内緣附近向外緣以相對於半徑方 向王斜線般地延伸的上述複數個槽孔分別以彎曲至少一次 為佳。 【實施方式】 以下’將針對本發明第一實施方式之具備擋板的電漿蝕 4裳置’一面參照圖式一面進行說明。 依圖1來再度說明本發明之電漿產生裝置及電漿蝕刻裝

^5618 200403961 置的基本構造的話，在具有特定空間的處理室1 01内，有上 部電極1 03及下部電極1 02相對設置；晶圓等被處理（蝕刻） 對象物係置於下部電極102上；上部電極103上形成有複數 個處理氣體流入口 1 0 4，經由該流入口 1 0 4流入的處理氣體 (例如：C4F8、C3F8、c5f8、CHF3、CF4、CH2F2、c〇、Ar 、〇2、N2或且H2)在藉由施加於上部及下部電極i〇3及i〇2 間的電壓（例如，RF電壓）而電漿化後，而對晶圓進行處理 (例如，蝕刻處理）。在此過程中，受到電漿化的處理氣體會 產生副產物等，為了排出上述副產物等及排氣氣體，在上 述處理室101下部設有排出系統105。排出系統1〇5中，可採 用TMP(Turbo Molecular Pump ;分子渦輪泵）之類的特定排 氣系。 此外，擋板10設於處理室1〇1内；該擋板10係藉由例如將 螺絲插入螺絲孔1 5〇(參照圖4)而旋入並固定於風箱上蓋i 3〇 内，使得擋板10内緣包覆下部電極102且其外緣與處理室 ιοί内壁相結合，以防止電漿產生空間110(即，上部電極1〇3 與下邵電極1 02間形成的空間）内產生的電漿外漏。擋板J 〇 上形成有複數個槽孔，其大小不僅能夠防止電漿外漏，且 有助於使各種副產物及排氣氣體排放。 圖4係以本發明之一良好實施方式之擋板1〇為内容的立 體圖：擋板ίο呈内徑約250 mm且外徑約366 111111的中空環狀 ，並使其内緣部位包覆下部電極且其外緣部位密合於處理 室ιοί内壁的情況下固定於風箱上蓋130，具有侷限電漿產 生空間的功能。在本發明實施方式中，雖然擋板係形成 85618 -10· 200403961 為中空«的平板’然而為配合處理室的形狀，也可形成 為四角板等之多種形狀。擔板上形成有複數個長形槽孔η 不僅牝夠防止包漿處理氣體外洩，且能夠以最大速度大 量地排放排氣氣體及各種副產物等。 該槽孔11分別具有一定的寬度（約1叫，且由播板10内緣 附近向外緣呈曲線延伸。在此情況中’由於槽孔"由内緣附 近向外緣延伸，其全長會較長，相較於槽孔為在半徑方向 上呈直線延伸的以往擒板，當形成擒板槽孔的部份的半徑 ，向距離與以往的擋板相同時（即，擋板的内徑及外徑與以 往的擋板為相同時），開放面積會較廣：如此一來，有更多 的排氣氣體及副產物能夠經由槽孔i i排出。 圖5a及圖5b分別為圖4之8部份的主要部份立體圖及平面 圖：擋板H)上形成之槽孔u中’相鄰槽孔之一端間的間隔 T3與另-端間的間隔T4相同。上述情形可藉由使槽孔^自 擋板内緣附近至外緣呈一定的曲線形狀來達成。 例如，在内徑约250 _、外徑約366 _的中空形狀的擋 板中，如果具有藉由以往技術形成之沿半徑方向直線延伸 的槽孔的情況下，如槽孔的寬度及長度分別為imm及4〇_ 且槽孔數有360個時，槽孔形成的總開放面積約〇〇 nim2 ° 5 、方面，在具有與上述相同的内徑及外徑的擋板中， ;:成本發明之呈曲線延伸且寬度為！議的槽孔的情況下 /成〈槽孔的曲線長約為45 _且槽孔數約為360個時 ’曰孔形成的總開放面積约為16,2〇〇_2。如上述般，相較 85618 -11- 200403961 於以往技術之擋板上的槽孔總開放面積，可知本發明之擋 板上的槽孔總開放面積增加約1 2.5 %。 β 此外，如圖7a所示，做為本發明之變通例，以特定角产必 (例如以22。），將内徑與外徑均與上述相同的擋板上之形成 槽孔的部份向下彎曲時，可使形成之槽孔長度成為約53 mm ，此時，槽孔數約為360個時，槽孔所形成的總開放面積會 約為19,080 mm2。如此一般，藉由使槽孔呈曲線狀且彎曲檔 板上形成槽孔的部份，槽孔面積會進一步變大，進而使槽 孔的總開放面積更大。 圖6a及圖6b係沿著圖5之C_C，線的剖面圖。圖以中，擒板 10上形成的槽孔U的上部寬度ρι大於下部寬度P2。雖然在 電漿工序中，有時會因為發生聚合體吸附於槽孔11壁面的現 象而導致槽孔11阻塞的問題，然而藉由使槽孔丨丨的上部寬度 P1大於下部寬度P2，便可防止例如因為聚合體吸附而導致 槽孔阻塞。在此情況中，例如以槽孔的上部寬度p丨為16至 1.8 mm，下部寬度P2為1 mm為佳。 此外，如圖6b所示，槽孔11的剖面也可呈漏砂狀。在此情 況中，槽孔11以上部寬度P1為1.6至1.8 mm，下部寬度P2為 1.1至1.5 mm，中間寬度P3為1 mm為佳，當擋板1〇的整個厚 度Η為3 mm時，中間寬度P2的位置H1以位於距離上面1.8 mm的下側位置為佳；並且，以上部寬度pi為ι ·6 mm，下部 寬度P2為1.2 mm，中間寬度P3為1 mm為最佳。 圖7a至圖7d為本發明之多種變形例之擋板形成的剖面圖 :為了使擋板20及30上形成的曲線狀槽孔的長度更長，對 85618 -12- 200403961 擔板2 0及3 0上之形忐播a A、 ’ 成彳曰孔的邵份施以了各種方式的變形。 首先，如圖7a及圖7b所示，使擋板2〇及3〇的外徑d保持一 定的情況下，可將形成槽孔之播板20及30之-部份向上（如 圖7b)或向下（如圖7a)彎曲一特定角心；此時，為了避免 妨礙到電漿工序，特定角度㈣設定成〇。至45。為佳，且以 22 為最佳。 此外，如圖7c所示，依狀況可將擋板4〇上形成槽孔的部份 呈圓旅狀地向下管曲，也可圓狐狀地向上彎曲（未圖示）。 此外如圖7d所示，可將擒板50上形成槽孔的部份向下 彎折2次’也可向上彎折2次（未圖示）。 再者，雖未圖示，擋板也可形成為具有3次以上彎折的形 狀。 圖8a及圖8b分別為本發明第二實施方式之擋板的部份 放大亙體圖及平面圖··擋板10a的外觀呈例如内徑約25〇 、外徑366 mm的中空環狀，内緣部包圍下部電極，外緣部 則藉由密合於處理室101的内壁而與風箱上蓋13〇結合，藉 此發揮侷限電漿產生空間的功能。本發明的實施方式中， 雖擋板1 Oa形成為中空環狀的平板，然而依處理用的形狀， 也可形成為四角形等多種等形狀。擋板上形成有複數個長 形槽孔11 a，不僅能夠防止電漿處理氣體外漏，且能夠以最 快的速度來排放大量的排氣氣體及各種副產物。 在此實施方式中，槽孔11a分別以一定的寬度（約1 mm)， 由擋板10a内緣附近向外緣且相對半徑方向呈斜線般地延伸 。在此情況中，由於槽孔11 a由擋板丨0a内緣附近向外緣且相 85618 -13 - 對於半徑方向呈斜線般地 - ^ 其全長會較長，相較於槽 為在半在万向上呈直線延伸的以 力从、\ k , 拉板，當形成擋板槽 孔的部伤的半徑方向距離與以往的 ㉚板相同時（即，# ^ 6 内徑及外徑與以往的擋板為相同時"、 開放面積會較廣：如 此一來，有更多的排氣氣體及副產 座物把夠經由該槽孔11a排 圖9a及圖9b分別為本發明第二會 不 貝她万式又變形例中的；^ 板10b之邵份放大立體圖及平 · 鱼 '口夂十面圖.由於由擋板10b内緣附 近向外緣且相對於半徑方向呈钭 万n王斜、、泉狀延伸的槽孔1 lb有彎曲 /人，因此槽孔1 1 b會更長，藉此有夢 B ,^ ^ ^ 将此，更大I的排氣氣體及副 屋物能夠經由槽孔llb排放。在 在此貝她万式中，雖然係使槽 孔lib.考曲一次，惟在必要時可彎曲兩次以上。 3上述叙，依本發明之擒板，由於在將槽孔寬度保持在 例如1職的情況下’能夠藉由加長槽孔的全長而增加槽孔 的開放面# ’因此不僅可防止電漿處理過程中的電漿淺漏 ’也可在處理後迅速地將更多的排氣氣體及副產物等排出 ’進而能夠降低半導體及積體電路的生產原價。 、A内合中，雖然係對本發明的最佳實施方式進行說明 」、、、而在本發明中請範圍内，熟悉本技術者仍可實施各種 、::依本無明可知藉由在擂板上形成曲線狀的枰 孔、或相對於半徑方向呈斜線延伸的槽孔，或且藉由使^ , 成^孔的邵份在保持外徑不變的情況下進行多種方

式的變更，M W 、此夠有效率且迅速地排出在電漿工序時發生 85618 14 200403961 的排氣氣ff及副產物等’如此—來電漿工序更容易進行， :==:1加，因此可使用更多的處理氣體類。因 月匕夠有效率地進行電漿處理，節省工序費用。 【圖式簡單說明】 、 圖1為平常之電漿蝕刻裝置的構造圖。 圖2為先前技術之擋板之立體圖。 圖3a及圖3b分別為圖2所示a部份的 平面圖。 要非位又立體圖及 圖4為以本發明之第一實施方式之擋板為 圖5a及圖5b分別為圖4所示Β部份的 ° 平面圖。 要哔乜之立體圖及 圖6為沿著圖5所示c-c，線之剖面圖。 圖7a至圖Μ為以本發明之多種實施方 容之剖面圖。 $々擋板形狀為内 圖8a及圖8b為本發明第 及平面圖。 實施方式之抟、 ^板又部份立體圖 實施方式之擋板、 同攸、文形例I邵份 圖9a及圖9b為本發明第 iL體圖及平面圖。 【圖式代表符號說明】 10、 10a 、10b、 擂板 20 ^ 30、 40、50 1卜 11a 、lib 槽孔 101 處理 室 102 下部 極 103 上部 電 極 85618 ' 15 -

Claims (1)

1. ^403961 拾、申請專利範圍： 種电漿產生裝置，其特徵為設置於電漿產生處理室内 ，具備一形成有複數個供排氣氣體及副產物等排放之槽 孔之擋板，且 曰 2 、上逑擋板上之複數個槽孔係分別由上述擋板内緣附 近向外緣呈曲線狀延伸。 如申請專利範圍第1項之電漿產生裝置，其中上述複數 個槽孔分別具有一定寬度。 如:請專利範圍第1項之電漿產生裝置，其中上述複數 個槽孔中，相鄰複數個槽孔在一端間的間隔與另—端間 的間隔係形成為相同。 4 如申請專利範圍第i項之電漿產生裝置，其中上述複數 個槽孔由其各剖面視之時，上部寬度大於下部寬度。 6 申請專利範圍第4項之電漿產生裝置，其中上述槽孔 、上邵寬度為“至以㈣，上述下部寬度為10mm。 如：請專利範圍第1項之電漿產生裝置，其中上述擋板 7上形成有槽孔的部份係以特定角度向上或向下彎曲。 :申Μ專利範圍第6項之電漿產生裝置，其中上述擋板 形成槽孔之部份的彎曲角度為0至45度。 ::凊專利範園第丨項之電漿產生裝置，其中上述擂板 形成槽孔的部份係呈圓弧狀地向上或向下彎曲。 :申叫專利範圍第1項之電漿產生裝置，其中上述擋板 形成槽孔的部份係以特定角度向上或向下彎曲兩次 以上。 85618 200403961 I 0.如申請專利範圍第1至9項中任一項之電漿產生裝置，其 中上述電漿產生裝置為用以對被處理對象物進行钱刻 的裝置。 II · 一種擋板，其特徵為設置於電漿產生處理室内，具備複 數個供排氣氣體及副產物等排放之槽孔，且 上述複數個槽孔分別由上述擋板内緣附近向外緣呈 曲線狀延伸。 12·如申請專利範圍第丨丨項之擋板，其中上述複數個槽孔分 別具有一定寬度。 13.如申請專利範圍第丨丨或^項之擂板，其中上述複數個槽 孔中，相鄰複數個槽孔在一端間的間隔與另一端間的間 為相同。 14. 15. 16. 17. 18· 19. 如申請專利範圍第1 1或12項之擂板，其中上述複數個槽 孔由其各剖面視之時，上部寬度大於下部寬度。 如申請專利範圍第14項之擋板，其中上述槽孔的上部寬 度為1.6至1.8 mm ’上述下部寬度為i 〇 mm。 如申請專利範圍第丨丨或:^項之擋板，其中上述擋板上形 成槽孔的部份係以特定角度向上或向下彎曲。 如申請專利範圍第16項之擋板，其中上述擋板上形成槽 孔之邵份的彎曲角度為0至45度。 如申請專利範圍第丨丨或:^項之擂板，其中上述擋板上形 成槽孔的部份係呈圓弧狀地向上或向下彎曲。 如申請專利範圍第丨丨或12項之擋板，其中上述擋板上形 成槽孔的部份係以特定角度向上或向下彎曲兩次以上。 85618 200403961 20. 21, 22. 23. 24. 25. 26. 一種電漿產生裝置，其特徵為設置於電漿產生處理室内 ，具備一形成有複數個供排氣氣體及副產物等排放之槽 孔之擋板，且 上述擋板上之複數個槽孔分別由上述檔板内緣附近 向外緣且以相對於半徑方向呈斜線地延伸。 如申請專利範圍第2〇項之電漿產生裝置，其中上述分別 由上述擋板内緣附近向外緣且以相對於半徑方向呈斜 線地延伸的複數個槽孔分別至少彎曲一次。 如申請專利範圍第1項之電漿產生裝置，其中上述複數 個槽孔的剖面分別呈上部寬度大於下部寬度且上述下 部寬度大於中間寬度的漏砂時鐘狀。 如申請專利範圍第22項之電漿產生裝置，其中上述槽孔 的上邵寬度為1·6至1.8 _，上述下部寬度為。至15 mm，且上述中間寬度為1.0 mm。 種％桌產生裝置，其特徵為設置於電漿產生處理室内 具備一形成有複數個供排氣氣體及副產物等排放之槽 孔之擋板，且 曰 上述擋板上形成槽孔的部份係以特定角度向上或向 下彎曲。 如申請專利範圍第則之電衆產生裝置，其中上述擋板 上形成槽孔的部份係向上或向下彎曲兩次以上。 種私漿產生裝置，其特徵為設置於電漿產生處理室内 /、備形成有複數個供排氣氣體及副產物等排放之样 孔之擋板，且 曰 85618 200403961 上述擋板上形成槽孔的部份係圓弧狀地向上或向下 彎曲。 27. 如申請專利範圍第11項之電漿產生裝置，其中上述複數 個槽孔的剖面分別呈上部寬度大於下部寬度且上述下 部寬度大於中間寬度的漏砂時鐘狀。 28. 如申請專利範圍第22項之電漿產生裝置，其中上述槽孔 的上部寬度為1.6至1.8 mm，上述下部寬度為1.1至1.5 mm，且上述中間寬度為1.0mm。 85618