勻氣結(jié)構(gòu)及等離子體系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種等離子體系統(tǒng)，特別是涉及一種提高刻蝕性能的、適用于電感耦合等離子體系統(tǒng)的氣體勻氣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，隨著半導(dǎo)體集成電路的迅猛發(fā)展，集成電路技術(shù)的更新?lián)Q代不斷加快，而每個(gè)技術(shù)代都是以最小特征尺寸的縮小、芯片集成度和硅片尺寸的增加為標(biāo)志。而隨著微型化需求的持續(xù)，工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步縮小必然會(huì)增加集成電路制造的復(fù)雜度，對生產(chǎn)流程中每個(gè)工藝的要求也會(huì)越來越高。
[0003]在半導(dǎo)體工藝流程中，等離子體干法刻蝕是非常重要的工藝制程，是實(shí)現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移的重要途徑。隨著晶圓直徑的增大和晶體管尺寸的縮小，導(dǎo)致在刻蝕過程中要求有更高的精準(zhǔn)和重復(fù)性。在眾多影響刻蝕性能的參數(shù)中，刻蝕均勻性是最為重要的參數(shù)之一，而刻蝕均勻性主要體現(xiàn)在腔體內(nèi)氣流的分布情況，因此提高氣體在腔體內(nèi)的分布均勻性，顯得格外重要。
[0004]常見的等離子體刻蝕包括電感耦合等離子體系統(tǒng)(ICP)、電容耦合等離子體系統(tǒng)(CCP)以及微波電子回旋共振等離子體系統(tǒng)(ECR)。
[0005]本發(fā)明針對電感耦合等離子體系統(tǒng)(ICP)，引入氣體的勻氣結(jié)構(gòu)，增加氣體在腔體內(nèi)的分布均勻性，提高刻蝕性能。
[0006]請參閱圖1和圖2所示，圖1為等離子體系統(tǒng)中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)的等離子體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，噴嘴110的結(jié)構(gòu)為圓柱主體112、中心噴氣孔114、圓周噴氣孔116及主管道118。噴嘴110插入圖2中的等離子體系統(tǒng)100的介質(zhì)窗120中，氣體通過主管道118流入，經(jīng)中心噴氣孔114和圓周噴氣孔116分流通入腔體130內(nèi)。
[0007]噴嘴110通過噴嘴固定結(jié)構(gòu)150安裝在介質(zhì)窗120上。晶圓通過靜電卡盤140固定在腔體130內(nèi)。射頻電源160通過射頻線圈170，將氣體解離形成等離子體。
[0008]氣體通過主管道118流入，在噴嘴110的底部經(jīng)中心噴氣孔114和圓周噴氣孔116分流進(jìn)入腔體130，這樣將導(dǎo)致氣體主要通過中心噴氣孔114流入腔體130，僅有很少一部分氣體經(jīng)過圓周噴氣孔116，并且噴嘴110的直徑遠(yuǎn)小于腔體130內(nèi)放置的晶圓直徑，致使氣體不能有效注入到晶圓的表面，而主要囤積于晶圓的中心部分，導(dǎo)致刻蝕不均勻性出現(xiàn)，影響刻蝕效果。
[0009]鑒于上述缺陷，本發(fā)明人經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明創(chuàng)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]基于此，有必要提供一種提高刻蝕均勻性的勻氣結(jié)構(gòu)及具有該勻氣結(jié)構(gòu)的等離子體系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的一種勻氣結(jié)構(gòu)，包括勻氣板與進(jìn)氣板；
[0012]所述勻氣板上設(shè)置通孔；
[0013]所述進(jìn)氣板覆蓋在所述勻氣板的通孔上，所述進(jìn)氣板上設(shè)置噴氣孔。
[0014]作為一種可實(shí)施方式，所述通孔的尺寸和形狀與所述進(jìn)氣板的尺寸和形狀相匹配；
[0015]所述進(jìn)氣板活動(dòng)安裝于所述勻氣板的通孔內(nèi)。
[0016]作為一種可實(shí)施方式，所述通孔的數(shù)量為多個(gè)。
[0017]作為一種可實(shí)施方式，所述噴氣孔的數(shù)量為多個(gè)。
[0018]本發(fā)明的一種等離子體系統(tǒng)包括腔體、介質(zhì)窗、噴嘴與所述的勻氣結(jié)構(gòu)；
[0019]所述介質(zhì)窗置于所述腔體的開口上；
[0020]所述介質(zhì)窗的中部設(shè)置安裝孔，所述噴嘴插入所述安裝孔中；
[0021]所述勻氣板置于所述噴嘴的下方，并安裝于所述介質(zhì)窗上；
[0022]氣體從所述噴嘴中流入，經(jīng)由所述通孔與所述噴氣孔位置對應(yīng)的重疊部分，通入所述腔體內(nèi)。
[0023]作為一種可實(shí)施方式，在所述介質(zhì)窗靠近所述腔體的端面的中部設(shè)置凹槽；
[0024]所述安裝孔位于所述凹槽的底部；所述勻氣板內(nèi)嵌于所述凹槽內(nèi)；
[0025]所述勻氣板與所述凹槽的底部之間具有預(yù)設(shè)的距離。
[0026]作為一種可實(shí)施方式，所述介質(zhì)窗靠近所述腔體的端面為平面；
[0027]所述勻氣板為槽形，所述勻氣板的槽形開口朝向所述介質(zhì)窗。
[0028]作為一種可實(shí)施方式，所述勻氣板活動(dòng)安裝于所述介質(zhì)窗上；
[0029]所述勻氣板與所述介質(zhì)窗之間設(shè)置密封膠圈。
[0030]作為一種可實(shí)施方式，所述噴氣孔的形狀為圓形、橢圓形、菱形或方形。
[0031]作為一種可實(shí)施方式，所述的等離子體系統(tǒng)還包括盲板；
[0032]所述盲板的數(shù)量與所述進(jìn)氣板的數(shù)量之和等于所述通孔的數(shù)量；
[0033]當(dāng)多個(gè)所述通孔中的部分所述通孔上未對應(yīng)覆蓋所述進(jìn)氣板時(shí)，所述盲板覆蓋在未覆蓋所述進(jìn)氣板的所述通孔上。
[0034]作為一種可實(shí)施方式，所述進(jìn)氣板通過緊固件安裝于所述勻氣板上。
[0035]作為一種可實(shí)施方式，所述勻氣板、所述進(jìn)氣板的材料與所述介質(zhì)窗相同。
[0036]作為一種可實(shí)施方式，所述勻氣板、所述進(jìn)氣板與所述介質(zhì)窗的材料為石英。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于:氣體能有效注入到晶圓的外表面的整個(gè)區(qū)域，均勻到達(dá)晶圓的中心和邊緣位置，有效解決了晶圓的邊緣進(jìn)氣少的問題，提高了刻蝕均勻性，保證了刻蝕質(zhì)量。經(jīng)過長時(shí)間的工藝過程后，發(fā)生噴氣孔堵塞時(shí)，可以靈活對進(jìn)氣板進(jìn)行拆裝，清洗，節(jié)約了時(shí)間，避免了無效勞動(dòng)。
【附圖說明】
[0038]圖1為等離子體系統(tǒng)中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的等離子體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一的介質(zhì)窗與噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖5為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一中勻氣結(jié)構(gòu)的主視示意圖；
[0043]圖6為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一中勻氣結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；
[0044]圖7為本發(fā)明的勻氣結(jié)構(gòu)中的進(jìn)氣板的主視示意圖；
[0045]圖8為本發(fā)明的勻氣結(jié)構(gòu)中的進(jìn)氣板的剖視示意圖；
[0046]圖9為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]為了解決刻蝕不均勻性的問題，提出了一種勻氣結(jié)構(gòu)及具有該勻氣結(jié)構(gòu)的等離子體系統(tǒng)來提高氣體分布的均勻性，從而提高刻蝕均勻性。
[0048]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0049]請參閱圖3和圖4所示，圖3為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一的介質(zhì)窗與噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例一的等離子體系統(tǒng)200包括噴嘴210、介質(zhì)窗220、腔體230與勻氣結(jié)構(gòu)。
[0050]介質(zhì)窗220置于腔體230的開口上。介質(zhì)窗220的中部設(shè)置安裝孔，噴嘴210插入安裝孔中。
[0051]勻氣結(jié)構(gòu)包括勻氣板280與進(jìn)氣板290。勻氣板280置于噴嘴210的下方，并固定于介質(zhì)窗220上。
[0052]噴嘴210通過噴嘴固定結(jié)構(gòu)250安裝在介質(zhì)窗220上。晶圓通過靜電卡盤240固定在腔體230內(nèi)。射頻電源260通過射頻線圈270，將氣體解離形成等離子體。
[0053]請結(jié)合圖5和圖6所示，圖5為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一中勻氣結(jié)構(gòu)的主視示意圖，圖6為本發(fā)明的等離子體系統(tǒng)實(shí)施例一中勻氣結(jié)構(gòu)的剖視示意圖，在勻氣板280上的中部設(shè)置通孔，進(jìn)氣板290覆蓋在勻氣板280的通孔上。在進(jìn)氣板290上設(shè)置噴氣孔292。
[0054]氣體從噴嘴210中流入，經(jīng)由通孔與噴氣孔292位置對應(yīng)的重疊部分，通入腔體230內(nèi)。勻氣結(jié)構(gòu)使氣體可以均勻分布于腔體230內(nèi)。
[0055]進(jìn)氣板290的數(shù)量、噴氣孔2