等离子刻蚀设备制造技术

本发明专利技术涉及半导体领域，具体涉及一种等离子刻蚀设备，通过在传统的上接地环与基座之间的间隙增设一填隙片，可有效的减少在进行刻蚀工艺时，在上接地环与基座之间的间隙中容易产生的聚合物并掉落至晶圆表面所形成缺陷，进而避免了不必要的清洗过程，提高了生产效率，改善产品良率。

【技术实现步骤摘要】
等离子刻蚀设备
本专利技术涉及半导体领域，具体涉及一种等离子刻蚀设备。
技术介绍
随着半导体集成电路、集成光路和其它光电子器件向微形化和高密度化方向发展，对刻蚀的工艺要求亦越来越高。传统的湿法刻蚀由于其刻蚀的各向同性产生严重的钻蚀，使得图形刻蚀后的边缘比较粗糙，要刻蚀3μm以下线宽的图形十分困难。反应离子刻蚀(ReactiveIonEtching，简称RIE)即是干法刻蚀技术中近年来日渐成熟的方法之一，由于其良好的各向异性刻蚀特性和可灵活控制的工艺因素，是一种将抗蚀剂图形精确转移到基体上的有效方法，目前已被国内外同行广泛采用，普遍认为它是今后微细图形刻蚀的主要发展方向。同时随着MEMS(Micro-ElectromechanicalSystems，微电子机械系统)和IC(IntegratedCircuit，集成电路)三维技术的不断发展，靠进一步缩小线宽来提高性能的方式受到材料物理特性和现有设备工艺的限制，二维互连线的电阻电容延迟逐渐成为限制半导体芯片性能提高的瓶颈，对具有高深宽比的通孔刻蚀需求也愈发强烈。目前，利用反应离子刻蚀来形成高深宽比的通孔被称之为深反应离子刻蚀(DeepReactiveIonEtching，简称DRIE)。图1为现有DRIE刻蚀设备的主要部件构成图，1为上接地环(UpperGroundRing)，2为基座，3为喷头(ShowerHead)，4为加热器，5为吸盘，6为晶圆。上接地环1位于基座2周围，是关键的工艺部件。在上接地环1和基座2之间，一般是靠螺丝简单的固定连接，有明显的缝隙。继续参照图1所示，由于上接地环1靠近气体出口，其与基座2和喷头3之间存在缝隙不利于气体均匀性控制。由于上接地环1紧邻刻蚀反应区，这里非常容易积累聚合物，在刻蚀过程中，产生聚合物较多时，腔体的缝隙容易残留聚合物，这些聚合物积累到一定的程度，容易掉落至晶圆6的表面，引起Defect(缺陷)或宕机。喷头3正下方的直线箭头表示正常气体流向，但是喷头3周边区域存在空隙，导致少量气体可能从边缘处流走。另一方面，上接地环1靠螺丝与基座2相连接，这种固定方式面接触非常不均匀。这导致上接地环1的导热不均匀。而上接地环1温度不均匀会直接影响刻蚀均匀性。同时在温度差异较大的区域，聚合物容易积聚在温度较低处。聚合物的分布不均会造成：1、聚合物容易掉落；2、影响腔体氛围和刻蚀均匀性。目前，由于MTBC(MeanTimeBetweenClean，上一次clean到这次clean所经过的时间，即腔室的保养间隔时间)和时间关系，约4次PM(PreventiveMaintenance，预防性维护)就需要更换一次上接地环。在不更换上接地环的刻蚀过程中，约60％的情况下PM由于聚合物掉落在吸盘导致宕机，需要重新开腔进行清理。约30％的情况下PM需要开腔2次。每次开腔需要消耗2小时。在刻蚀中如果能完全消除间隙所产生的聚合物，平均每个PM周期减少2小时人力及PM时间。目前每个PM周期后期容易发生PA过多问题2-3次，需要使用控片和干法清洗(DryClean)复机平均需要4小时。导致PA的原因主要为聚合物掉落，上接地环的影响约占到1/3。因此改善上接地环的聚合物能够减少PA过多问题。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足，提供了一种等离子刻蚀设备，可有效避免在进行DRIE刻蚀过程中，腔室内容易聚集聚合物的问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种等离子刻蚀设备，其中，所述等离子刻蚀设备包括一圆形的加热装置，所述加热装置下方固定设置有一圆形的喷头，所述加热装置与所述喷头的外侧被一环形的基座所包围；所述基座的正下方设置有一上接地环，位于所述上接地环与所述基座之间设置有一环形的填隙片，利用所述填隙片将所述上接地环与所述环形基座之间的间隙进行填充。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述填隙片采用具有良好延展性能的弹性材料。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述填隙片采用具有良好的导热能力的耐高温材料。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述填隙片的材料为石墨或硅胶。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述填隙片为可拆卸式的填隙片。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述等离子刻蚀设备应用于深反应离子刻蚀工艺中。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述上接地环与所述填隙片之间均设置有螺纹孔，通过螺栓将所述上接地环与所述填隙片固定在所述基座下方。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述填隙片将所述基座的整个下表面予以覆盖。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述等离子刻蚀设备位于一密闭的腔室内，所述腔室内位于所述等离子刻蚀设备正下方设置有一静电吸盘，所述静电吸盘用于放置待刻蚀的晶圆。上述的等离子刻蚀设备，其中，所述喷头与所述加热装置的内径相等。采用本专利技术提供的等离子刻蚀设备可有效降低腔室内聚合物的生成，进而减小了不必要的清洗步骤，提高生产效率；同时也有效降低了因聚合物凋落至晶圆表面从而生成的缺陷，并能够控制气体的流向，提高刻蚀的均匀性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为现有技术中DRIE设备的主要部件构成图；图2为本专利技术所提供的DRIE设备的主要部件构成图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本专利技术提供了一种等离子刻蚀设备，应用于深反应离子刻蚀工艺中，该设备位于一腔室内，参照图2所示，该等离子刻蚀设备包括一圆形的加热装置4，加热装置4下方固定设置有一内径与加热装置4相同的圆形的喷头3，加热装置4与喷头3的外侧被一环形的基座2所包围；环形基座2的正下方还设置有一上接地环1，位于上接地环1与基座2之间设置有一环形的填隙片10，利用填隙片10将上接地环1与基座2之间的间隙完全填充。在腔室中位于喷头3正下方设置有一静电吸盘(ElectroStaticChuck，简称ESC)5，静电吸盘5用于放置待刻蚀的晶圆6。在本专利技术中，一个可选但并不局限的实施方式为，上接地环1与所述填隙片10之间均设置有螺纹孔，通过螺栓可将上接地环1与填隙片10固定在所述基座2的下方，操作人员可对填隙片10进行拆卸、更换。在本专利技术中，一个可选但并不局限的实施方式为，填隙片10采用较薄且具有良好伸展性能的弹性材料，例如可利用硅胶制成该填隙片10，使得在将填隙片10和上接地环1固定在基座2下方时更加紧固，也不会在上接地环1和基座2之间留有间隙，同时也不会增加上接地环1和基座2之间原先的间距。在本专利技术另一个可选的实施方式中，填隙片10采用具有良好的导热能力的耐高温材料，例如可采用石墨来制备该填隙片10，进而使得在利用本专利技术提供之设备进行蚀刻时，填隙片10与基座2的温度保持一致，避免了由于基座2温度由于与其他部位温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子刻蚀设备，其特征在于，所述等离子刻蚀设备包括一圆形的加热装置，所述加热装置下方固定设置有一圆形的喷头，所述加热装置与所述喷头的外侧被一环形的基座所包围；所述基座的正下方设置有一上接地环，位于所述上接地环与所述基座之间设置有一环形的填隙片，利用所述填隙片将所述上接地环与所述基座之间的间隙进行填充。

【技术特征摘要】
1.一种等离子刻蚀设备，其特征在于，所述等离子刻蚀设备包括一圆形的加热装置，所述加热装置下方固定设置有一圆形的喷头，所述加热装置与所述喷头的外侧被一环形的基座所包围；所述基座的正下方设置有一上接地环，位于所述上接地环与所述基座之间设置有一环形的填隙片，利用所述填隙片将所述上接地环与所述基座之间的间隙进行填充。2.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述填隙片采用弹性材料。3.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述填隙片采用耐高温材料。4.如权利要求2或3所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述填隙片的材料为石墨或硅胶。5.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述填隙片为可拆卸...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘无忌，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31