專利名稱：等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體刻蝕裝置，特別是一種反應(yīng)氣體溫度可控的等離子體刻蝕裝置的排氣環(huán)。
背景技術(shù)：
等離子刻蝕設(shè)備用于加工制造微電子芯片，進而形成微電子電路，該生產(chǎn)流程稱之為干法刻蝕。一般而言，干法刻蝕需要在反應(yīng)腔室內(nèi)形成等離子體，因此需要在反應(yīng)腔室上部介質(zhì)窗施加射頻，使得進入反應(yīng)腔內(nèi)的工藝氣體激發(fā)成等離子體，進而進行微電子芯片加工。由于反應(yīng)腔室的組成材料一般為鋁，盡管反應(yīng)腔室表面已經(jīng)做了表面處理(一般為陽極氧化處理)，仍然會通過與反應(yīng)氣體等離子體反應(yīng)，造成設(shè)備零件的損壞或者聚合物的沉積。因此，需要在刻蝕過程中將等離子體限制在某一定區(qū)域內(nèi)，將真空與等離子體分離。
限制等離子體分布的方法一種是增加電子的壽命，以增加等離子效率，一般這種方法在RIE(活性離子刻蝕機)刻蝕設(shè)備中使用，但是該方法由于功率較大，仍然會對反應(yīng)腔造成損壞。
因此，目前設(shè)備中主要采用添加一個排氣環(huán)的方法，將等離子體限制在某一定區(qū)域內(nèi)。
參見圖6。現(xiàn)有的等離子體刻蝕裝置，包括接地反應(yīng)腔體9，保護腔室的內(nèi)襯4，在反應(yīng)腔體9內(nèi)部有靜電卡盤8，用來支撐待處理的晶片，通過與內(nèi)襯4連接的排氣環(huán)5將反應(yīng)腔體9內(nèi)部分為兩部分，即反應(yīng)腔室10和真空抽氣腔室11。排氣環(huán)5通過內(nèi)襯與反應(yīng)腔體9連接接地，使得等離子體限制在區(qū)域10內(nèi)。
一種現(xiàn)有的排氣環(huán)具有線條形的孔結(jié)構(gòu)和指狀孔3結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示。這樣的排氣環(huán)結(jié)構(gòu)的特點是能夠使氣流均勻下降，但是由于該條形孔為垂直結(jié)構(gòu)，而孔的大小必須限制在一定范圍內(nèi)，因此實際上孔內(nèi)很狹窄，這樣的排氣環(huán)會降低氣流通過效率，降低工藝窗口。
另一種現(xiàn)有的排氣環(huán)采用圓孔的結(jié)構(gòu)，在排氣環(huán)上有通孔和盲孔，其中盲孔開口在等離子體處理空間側(cè)。如圖3、圖4、圖5所示，其中圖4、5是圖3的垂直剖面圖，它有2種方案。該設(shè)計的特點是采用通孔或者錐形圓孔實現(xiàn)等離子屏蔽，但是由于該結(jié)構(gòu)有部分孔為盲孔，降低氣體導(dǎo)通效率，影響工藝窗口。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣體導(dǎo)通率高的排氣環(huán)。
(二)技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其中所述排氣環(huán)設(shè)有若干通孔。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述通孔的垂直截面形狀為漏斗形。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述通孔的水平截面形狀為圓形。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述通孔的水平截面形狀為長條形。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述排氣環(huán)與等離子體接觸的表面上設(shè)有絕緣涂層。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述通孔的錐筒部分的錐角為3°-40°。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述排氣環(huán)的絕緣涂層是Y2O3或者Al2O3。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述排氣環(huán)的絕緣涂層的厚度為50-150μm。
上述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，一種優(yōu)選的方案是所述通孔的漏斗部分的錐角為5.5°(三)有益效果本發(fā)明的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)的優(yōu)點和積極效果在于由于所述排氣環(huán)具有通孔，因此有利于反應(yīng)氣體的導(dǎo)通性；同時由于排氣環(huán)剖面采用漏斗形，可以有效增大接地面積，有效屏蔽等離子體，使等離子體限制在一定區(qū)域內(nèi)。


圖1是現(xiàn)有的一種排氣環(huán)的立體圖；圖2是圖1的局部剖面放大圖；圖3是現(xiàn)有的另一種排氣環(huán)的俯視圖；圖4是圖3的局部剖面放大圖，其表示一種方案中孔的形狀；圖5是圖3的局部剖面放大圖，其表示另一種方案中孔的形狀；圖6是現(xiàn)有的刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)中實施例1的俯視圖；圖8是發(fā)明等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)中實施例2的立體圖；圖9是圖7中沿A-A線剖面圖本。
圖中3、指狀孔；4、內(nèi)襯；5、排氣環(huán)；6、通孔；8、靜電卡盤；9、反應(yīng)腔體；10、反應(yīng)腔室；11、真空抽氣腔室；15、等離子空間側(cè)表面；16、排氣空間側(cè)面。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，進一步詳細說明本發(fā)明等離子體刻蝕裝置的具體實施方式
，但不用來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1本實施例的排氣環(huán)結(jié)構(gòu)如圖7、8所示。其中，圖7是本實施例的排氣環(huán)的俯視圖，圖8是沿A-A線垂直剖面圖。漏斗形孔上部分為錐筒形，其錐角在10°～45°范圍內(nèi)，在本實施例中為3°。漏斗形孔下部分為圓筒形，圓筒內(nèi)徑應(yīng)小于等離子體鞘層厚度，鞘層厚度通常在1～2mm左右。在排氣環(huán)的上表面，即與等離子體接觸側(cè)表面15上，設(shè)有絕緣涂層噴涂Y2O3材料，厚度為50～150μm，在本實施例中是100μm。由于Y2O3耐腐蝕性高，因此，在刻蝕工藝實施過程中，能夠減少損傷，減少污染，提高良率。
采用剖面為漏斗形式的排氣環(huán)，可以加大接地面積，提高等離子屏蔽效果，同時由于漏斗形孔有良好氣流導(dǎo)通特性，因此可以減少氣流通過排氣環(huán)的壓力損失，增大刻蝕工藝窗口。
實施例2本實施例的排氣環(huán)結(jié)構(gòu)如圖9所示。其中，圖9是本實施例的排氣環(huán)的立體圖?？梢钥匆姡艢猸h(huán)上的孔是長條形?？椎穆┒沸慰咨喜垮F角是40°。在排氣環(huán)的等離子空間側(cè)表面上，設(shè)有絕緣涂層噴涂Al2O3材料，厚度為150μm。由于Al2O3耐腐蝕性高，因此，在刻蝕工藝實施過程中，能夠減少損傷，減少污染，提高良率。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用漏斗形排氣環(huán)結(jié)構(gòu)，可以抑制等離子泄漏，增大接地面積，抑制等離子異常放電，同時由于在等離子體空間側(cè)，采用Y2O3或者Al2O3噴涂，能夠減少排氣環(huán)損傷，減少金屬顆粒污染，提高良率。
實施例3本實施例的排氣環(huán)結(jié)構(gòu)如圖9所示，排氣環(huán)上的孔是長條形。在本實施例中，孔的漏斗形孔上部錐角是5.5°。在排氣環(huán)的等離子空間側(cè)表面上，設(shè)有絕緣涂層噴涂Y2O3材料，厚度為50μm。由于Y2O3耐腐蝕性高，因此，在刻蝕工藝實施過程中，能夠減少損傷，減少污染，提高良率。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用漏斗形排氣環(huán)結(jié)構(gòu)，可以抑制等離子泄漏，增大接地面積，抑制等離子異常放電，同時由于在等離子體空間側(cè)，采用Y2O3或者Al2O3噴涂，能夠減少排氣環(huán)損傷，減少金屬顆粒污染，提高良率。
權(quán)利要求
1.一種等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述排氣環(huán)(5)設(shè)有若干通孔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述通孔(6)的垂直截面形狀為漏斗形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述通孔(6)的水平截面形狀為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述通孔(6)的水平截面形狀為長條形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述排氣環(huán)(5)與等離子體接觸的表面上設(shè)有絕緣涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述通孔(6)的錐筒部分的錐角為3°-40°。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述排氣環(huán)(5)的絕緣涂層是Y2O3或者Al2O3。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述排氣環(huán)(5)的絕緣涂層的厚度為50-150μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其特征在于所述通孔(6)的漏斗部分的錐角為5.5°。
全文摘要
本發(fā)明涉及等離子體刻蝕裝置。本發(fā)明提出的等離子體刻蝕裝置排氣環(huán)，其中環(huán)上有通孔，孔的剖面形狀優(yōu)選是漏斗形。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于由于所述排氣環(huán)具有通孔，因此有利于反應(yīng)氣體的導(dǎo)通性；同時由于排氣環(huán)剖面采用漏斗形，增大接地面積，更加有效地將屏蔽等離子體，使等離子體限制在一定區(qū)域內(nèi)。
文檔編號H01J37/32GK1851855SQ20051012635
公開日2006年10月25日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者趙夢欣 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司