一种等离子体刻蚀系统技术方案

本发明专利技术公开了一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室、位于反应腔室内用于承载工件的底座和位于反应腔室上的介质窗；所述介质窗的外表面上设置有平板式电极和线圈电极；所述平板式电极位于底座正上方；所述线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域；所述线圈电极与介质窗的外表面之间还设置有法拉第屏蔽层。本发明专利技术通过所述介质窗的外表面的中心处设置平板式电极，配合线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域，减弱了刻蚀过程中介质窗中部区域的污染状况，且提高了刻蚀均匀性；同时平板式电极能够对介质窗的中部区域进行有效清洗。

A plasma etching system

The invention discloses a plasma etching system, which comprises a reaction chamber, a base for carrying workpieces in the reaction chamber and a medium window on the reaction chamber; the external surface of the medium window is provided with a flat electrode and a coil electrode; the flat electrode is positioned on the top of the base; the coil electrode is arranged around the peripheral area of the flat electrode; and Faraday shielding layer is also arranged between the coil electrode and the external surface of the dielectric window. In the invention, a flat electrode is arranged at the center of the external surface of the medium window, and the coil electrode is arranged around the peripheral area of the flat electrode to reduce the pollution of the middle area of the intermediate window in the etching process, and improve the etching uniformity; at the same time, the flat electrode can effectively clean the middle area of the medium window.

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体刻蚀系统
本专利技术属于半导体刻蚀
，尤其涉及一种等离子体刻蚀系统。
技术介绍
在半导体集成电路制造工艺中，刻蚀是其中最为重要的一道工序。在进行一些非挥发性金属材料的刻蚀过程中，等离子体在偏压的作用下加速达到金属材料表面，从刻蚀材料表面溅射出的金属颗粒会附着在反应腔体内所有暴露的表面上，包括腔体内壁及腔体顶部的介质窗，造成污染。现有技术中的射频电极通常采用线圈电极，线圈电极形成的电场主要集中于中部区域，造成中部刻蚀过快，同时会使得溅射的污染物较多的沉积在介质窗中部区域。为了解决污染，可以采用静电屏蔽件，在反应腔室内部通入清洗气体后，在顶部加载射频功率对清洗气体进行电离，带走污染颗粒。法拉第屏蔽用于等离子体处理系统中可以减少等离子体对腔体材料的侵蚀，但仍有部分等离子体可以穿过法拉第屏蔽单元间的狭缝而污染介质窗。另外经过长时间的清洗测试，上述方案对于介质窗的外边缘区域清洗效果较好，而中部区域的清洗效果不佳。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种等离子体刻蚀系统，减弱了刻蚀过程中介质窗中部区域的污染状况，同时能够对介质窗的中部区域进行有效清洗。技术方案：本专利技术提出一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室、位于反应腔室内用于承载工件的底座和位于反应腔室上的介质窗；所述介质窗的外表面上设置有平板式电极和线圈电极；所述平板式电极位于底座正上方；所述线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域；所述线圈电极与介质窗的外表面之间还设置有法拉第屏蔽层。进一步，所述平板式电极的尺寸为工件尺寸的1/2至1。进一步，所述线圈电极为立式锥形线圈。进一步，所述线圈电极由若干立式锥形线圈耦合构成。进一步，还包括射频电源、射频匹配器和射频功率分配盒；所述射频电源的射频功率经射频匹配器，由射频功率分配盒分配连接至平板式电极和线圈电极。进一步，所述等离子体刻蚀系统还包括线圈射频电源和线圈射频匹配器；所述线圈射频电源的射频功率经线圈射频匹配器连接至线圈电极；所述等离子体刻蚀系统还包括平板射频电源和平板射频匹配器；所述平板射频电源的射频功率经平板射频匹配器连接至平板式电极。有益效果：本专利技术通过所述介质窗的外表面的中心处设置平板式电极，配合线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域，减弱了刻蚀过程中介质窗中部区域的污染状况，且提高了刻蚀均匀性；同时平板式电极能够对介质窗的中部区域进行有效清洗。附图说明图1为本专利技术的一种实施方式的结构示意图；图2为本专利技术的另一种实施方式的结构示意图；图3为本专利技术的应用工艺流程图。具体实施方式本专利技术是一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室1、位于反应腔室1内用于承载工件3的底座2和位于反应腔室1上的介质窗10。介质窗10的中部安装有进气喷嘴11，为反应腔室1的提供工艺反应气。所述介质窗10的外表面上设置有平板式电极50和线圈电极80。所述平板式电极50位于底座2正上方。所述线圈电极80环绕布置在平板式电极50的外周区域；所述线圈电极80与介质窗10的外表面之间还设置有法拉第屏蔽层15。介质窗10的中部采用了平板式电极50，平板式电极50感抗相对于线圈电极80低，因此平板式电极50与线圈结构的电极相比，刻蚀工艺过程中产生的电场强度较低，在一定程度上降低了中部刻蚀速度，使得中部刻蚀速度与边缘刻蚀速度相接近，提高了刻蚀均匀性。同时平板式电极50产生较少的溅射污染物沉积在介质窗10中部区域，同时平板式电极50在刻蚀过程中产生比线圈结构的电极更高的偏压，使得介质窗10上的溅射污染物在刻蚀工艺中就被部分清洗掉，减弱了刻蚀过程中介质窗中部区域的污染状况，为后续的清洗工艺降低难度和节约时间成本。在清洗工艺时，平板式电极50在其正下方的介质窗10上产生较高的偏压，有利于活性等离子体轰击平板式电极50正下方的介质窗10下表面，对介质窗10下表面进行有效的清洗，减少非挥发性金属颗粒在顶部的沉积。所述平板式电极50的尺寸为工件尺寸的1/2至1。平板式电极50的最大直径不可过大，否则中部电场强度减弱至低于边缘区域电场强度，造成中部激发的等离子体强度减弱，从而降低刻蚀速率。所述线圈电极80为立式锥形线圈。锥形线圈可以扩大线圈电极80的覆盖面积，使电场分布均匀。如果单个立式锥形线圈的感抗低达不到使用要求，可以采用若干立式锥形线圈耦合构成线圈电极80。本专利技术的射频功率的供应可以选用以下两种方式：第一种、本专利技术包括射频电源、射频匹配器和射频功率分配盒；所述射频电源的射频功率经射频匹配器，由射频功率分配盒分配连接至平板式电极50和线圈电极80。功率分配盒可以根据需要分配射频功率至平板式电极50以及线圈电极80。第二种、所述等离子体刻蚀系统还包括线圈射频电源和线圈射频匹配器；所述线圈射频电源的射频功率经线圈射频匹配器连接至线圈电极80。所述等离子体刻蚀系统还包括平板射频电源和平板射频匹配器；所述平板射频电源的射频功率经平板射频匹配器连接至平板式电极50。法拉第屏蔽层15也配备有法拉第射频电源和法拉第射频匹配器。当反应腔室1进行刻蚀工艺时，平板式电极50和线圈电极80接通射频电源，关闭法拉第射频电源，电离反应腔室1内的工艺气体，形成等离子体，进行刻蚀；当刻蚀工艺结束，开始进行腔室清洗，停止线圈电极80的射频功率，将射频功率加载到法拉第屏蔽层15和平板式电极50上，在反应腔室1上部电离清洗气体，形成活性等离子体，对反应腔室1尤其是介质窗10内表面进行彻底的清洗。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室、位于反应腔室内用于承载工件的底座和位于反应腔室上的介质窗，其特征在于：所述介质窗的外表面上设置有平板式电极和线圈电极；所述平板式电极位于底座正上方；所述线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域；所述线圈电极与介质窗的外表面之间还设置有法拉第屏蔽层。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室、位于反应腔室内用于承载工件的底座和位于反应腔室上的介质窗，其特征在于：所述介质窗的外表面上设置有平板式电极和线圈电极；所述平板式电极位于底座正上方；所述线圈电极环绕布置在平板式电极的外周区域；所述线圈电极与介质窗的外表面之间还设置有法拉第屏蔽层。


2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀系统，其特征在于：所述平板式电极的尺寸为工件尺寸的1/2至1。


3.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀系统，其特征在于：所述线圈电极为立式锥形线圈。


4.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海洋，胡冬冬，李娜，刘小波，程实然，郭颂，吴志浩，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32