半导体蚀刻装置制造方法及图纸

半导体蚀刻装置包括静电卡盘，边缘环以及间隔物。静电卡盘包括环安装部分。边缘环具有外面部分和内部部分。外面部分具有大于环安装部分的高度的厚度，放置内部部分以接近环安装部分的竖直面。内部部分的上表面和下表面按照自外面部分的上下表面相同高度分别向上和向下分级。间隔物具有环形，并配置在环安装部分的水平面上，支撑边缘环构件的内部部分，并具有与边缘环构件的外面部分的下表面和内部部分的上表面之间高度相同的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过控制晶片边缘上的蚀刻速率和活性气体流量在晶片上进行完全均一的蚀刻的半导体蚀刻装置。
技术介绍
通常使用制造半导体器件的蚀刻技术来形成由形成在半导体衬底上的层材料形成的期望的图案，并需要用于上述处理的蚀刻装置。特别地，用于形成图案的蚀刻装置可以是等离子刻蚀装置或者干法蚀刻装置，上述的蚀刻装置主要用于需要0.15μm下的设计规则的技术。图1说明干法蚀刻装置。参照图1，处理室10包括其上安装晶片W的静电卡盘11。下电极12提供在静电卡盘11下面。上电极13提供在静电卡盘11上方预定距离处。活性气体从提供上电极13处的处理室10的上方或一侧供给处理室。在晶片W稳定地安装在处理室10的静电卡盘11上的状态下，活性气体供给到处理室，同时射频偏差施加到下电极12和上电极13。因此，等离子体产生在晶片W上并且等离子体与晶片W的层材料碰撞，进行蚀刻。在使用等离子体的晶片W的蚀刻过程中，提供在静电卡盘11上的晶片W的外侧或者边缘由也通常称为顶圈的聚焦环14围绕，因此等离子体可以浓缩和集中在晶片W之上。在上述蚀刻过程中最重要的问题是晶片蚀刻的一致性。由一定量的活性气体和施加的RF偏压产生的等离子体通常以椭圆形状形成在晶片W上，在晶片的中心满足与晶片W碰撞的等离子体离子的垂直运动，但是碰撞角度向晶片W的边缘逐渐变小，如说明在上述的边缘部分上的等离子体碰撞的图2所示。参照图2，其上安装晶片W的静电卡盘11的顶表面具有小于晶片W外径的外径，并向静电卡盘11的内部凹陷以便具有台阶形状。由与晶片W相同的材料形成的边缘环15装备在静电卡盘11的台阶部分内部，并与静电卡盘11一起从下面支撑晶片W的边缘表面。聚焦环14提供在边缘环15的外侧。聚焦环14和边缘环15安装在安装在下电极12的上表面的外周处的阴影环(shadow ring)16上。然而，以椭圆形分布在晶片W上的等离子体变得迟缓并具有小的碰撞角，特别是在晶片W的边缘上，其引起晶片W具有如图3所示的倾斜蚀刻图案并不能同时蚀刻需要的深度，因而在晶片W的边缘部分上引起许多图案缺陷例如未开口的沟渠或者孔。上述缺陷降低了半导体器件的产率并减小了最终器件的生产力和可靠性。因此，希望在晶片的边缘上提供显示等离子体离子的改善垂直碰撞特性的半导体蚀刻装置以在晶片的整个表面上制造均一的蚀刻速率。而且，如果当“翻转(flipped over)”时使用装置的边缘环，从而扩展其有效期是所希望的。根据本专利技术的一个方面，半导体蚀刻装置包括处理室内的静电卡盘、边缘环构件和间隔物。按固定距离使静电卡盘的顶部的周围区域向下凹陷固定深度以形成下台阶环安装部分。在一个本体中边缘环构件具有外面部分和内部部分。外面部分具有大于静电卡盘的环安装部分的竖直面的高度的厚度，内部部分从外面部分的内径表面向内凸出以便接近环安装部分的竖直面。内部部分的上表面和下表面按照自外面部分的内径上下表面相同高度分别向上和向下分级。间隔物构件具有环形，配置在静电卡盘的环安装部分的水平面上，适合于支撑边缘环构件的内部部分，并具有与边缘环构件的外面部分的下表面和内部部分的上表面之间高度相同的厚度。根据本专利技术的另一个方面，形成在晶片的上表面上的等离子体的形成范围贯穿边缘环构件和用于向外扩展区域的间隔物构件，同时电场或者磁场与上述等离子体接触，从而至少在晶片的边缘加快与晶片碰撞的等离子体离子的碰撞速度。附图说明下文给出的详细说明和仅仅通过例图的方式给出的附图将使本专利技术被更充分地理解，因而不是对本专利技术的限制，其中图1是说明常规蚀刻装置的侧面部分的剖视图；图2是部分地说明在常规蚀刻装置中在晶片的边缘上等离子体离子的碰撞状态的放大剖视图；图3是部分地说明在常规蚀刻装置中在晶片的边缘上图案缺陷例子的放大剖视图；图4是根据第一示范性实施例的半导体蚀刻装置的主要部件的剖视图；图5是根据第一示范性实施例的图4的主要部件的分离状态的剖视图；图6是说明根据第一示范性实施例的分离的边缘环构件和间隔物构件的一半部分的透视图；图7是说明根据第二示范性实施例的侧面部分的剖视图；图8是说明根据第二示范性实施例的电磁体构件的安装结构的平面图；图9是说明根据第三示范性实施例的侧面部分的剖视图；图10是说明根据第三示范性实施例的磁铁构件的安装结构的平面图；图11是根据第四示范性实施例的透视图；以及图12是说明根据第四示范性实施例的侧面部分的剖视图。具体实施例以下，参照图4至12详细描述示范性实施例。本领域的技术人员能够理解本专利技术包含在许多不同的形式中，不局限于下面描述的实施例。下面各种实施例实质上是示范性的。图4是根据第一示范性实施例的半导体蚀刻装置的主要部件的剖视图。图5表示说明图4的主要部件的分离状态的放大剖视图，图6指明图4和5中所示边缘环构件和间隔物构件的透视图。如图所示，根据第一示范性实施例，其上安装晶片的静电卡盘110的上部的外围区域按向其内侧的固定距离向下凹陷预定深度以形成下阶环安装部分111。可以理解静电卡盘110的上部的外围区域指接近其顶表面的静电卡盘110的外周处的区域。也就是说，如图4所示，由竖直面112限定的静电卡盘110的顶表面的外周小于由竖直面119限定的环安装部分111的下阶底部部分113的圆周。在该配置中，静电卡盘110的上表面小于安装在静电卡盘110上的晶片W的直径。在环安装部分111处提供边缘环构件120以便防止蚀刻静电卡盘110的边缘。更特别地，边缘环构件120和间隔物构件130安装在形成在静电卡盘110的上部的外围区域处的环安装部分11的底部部分(水平表面)113上。边缘环部件120具有在一个本体中每个是环状的并具有相互不同厚度的外面部分121和内部部分122相连接的结构。有利地，边缘环构件120包括与晶片W相同的材料。间隔物构件130支撑边缘环构件120的内部部分122的侧和底表面由此边缘环构件120总是保持预定高度。边缘环构件120的外面部分121具有大于形成在静电卡盘110的上表面的外围区域处的环安装部分111的竖直面112的高度的厚度。外面部分121的内径等于或者大于环安装部分111的内径。形成从外面部分121的内径表面向内凸出的边缘环构件120的内部部分122以便接近环安装部分111的竖直面112。内部部分122的上表面和下表面按照自外面部分121的内径上下表面相相同的高度分别向下和向上的分级。换句话说，在形成边缘环构件120的外面部分121和内部部分122中，从外面部分121的内径表面向内扩展预定长度，按分别从外面部分121的上表面和底面相等的高度向下和向上减少形成的长度的厚度。也就是说，边缘环构件120的外面部分121的上表面和内部部分122的上表面之间的高度等于外面部分121的底面和内部部分122的底面之间的高度。而且，从外面部分121的下表面到内部部分122的上表面的高度与环安装部分111的竖直面112的高度相同。同样，边缘环构件120的内部部分122具有内部部分122的内径表面接近并几乎接触静电卡盘110的环安装部分111的竖直面112的直径。在边缘环构件120中，有利地，外面部分121的宽度在8.0～14.0mm之间，内部部分122的宽度在0.5～2.5mm之间。在边缘圈构件120的内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体蚀刻装置，包括：处理室内的静电卡盘，按固定距离向下凹陷固定深度以形成下台阶环安装部分的静电卡盘的顶部的周围区域；在一个本体中具有外面部分和内部部分的边缘环构件，外面部分具有大于静电卡盘的环安装部分的竖直面的高度的厚 度，内部部分从外面部分的内径表面向内凸出以便接近环安装部分的竖直面，内部部分的上表面和下表面按照自外面部分的内径上下表面相同高度分别向上和向下分级；以及具有环形并配置在静电卡盘的环安装部分的水平面上的间隔物构件，间隔物构件适合于支撑 边缘环构件的内部部分的下表面，并具有与边缘环构件的外面部分的下表面和内部部分的上表面之间高度相同的厚度。

【技术特征摘要】
KR 2004-7-20 10-2004-00561761.一种半导体蚀刻装置，包括处理室内的静电卡盘，按固定距离向下凹陷固定深度以形成下台阶环安装部分的静电卡盘的顶部的周围区域；在一个本体中具有外面部分和内部部分的边缘环构件，外面部分具有大于静电卡盘的环安装部分的竖直面的高度的厚度，内部部分从外面部分的内径表面向内凸出以便接近环安装部分的竖直面，内部部分的上表面和下表面按照自外面部分的内径上下表面相同高度分别向上和向下分级；以及具有环形并配置在静电卡盘的环安装部分的水平面上的间隔物构件，间隔物构件适合于支撑边缘环构件的内部部分的下表面，并具有与边缘环构件的外面部分的下表面和内部部分的上表面之间高度相同的厚度。2.权利要求1的装置，其中从边缘环构件的外面部分的下表面到内部部分的上表面的高度与环安装部分的垂直表面的高度相同。3.权利要求1的装置，其中使间隔物构件的内径表面适合接近静电卡盘的环安装部分的垂直表面。4.权利要求1的装置，还包括配置在边缘环构件的外周的外侧的聚焦环。5.一种半导体蚀刻装置，包括处理室内的静电卡盘，按固定距离向下凹陷固定深度以形成下台阶环安装部分的静电卡盘的顶部的周围区域；在一个本体中具有外面部分和内部部分的边缘环构件，外面部分具有大于静电卡盘的环安装部分的竖直面的高度的厚度，内部部分从外面部分的内径表面向内凸出以便接近环安装部分的竖直面，内部部分的上表面和下表面按照自外面部分的内径上下表面相同高度分别向上和向下分级；具有环形并配置在静电卡盘的环安装部分的水平面上的间隔物构件，间隔物构件适合于支撑边缘环构件的内部部分的下表面，并具有与边缘环构件的外面部分的下表面和内部部分的上表面之间高度相同的厚度；以及在高于等离子体形成区的位置提供围绕处理室的外壁的电磁构件，电磁构件包括围绕磁性材料的环形芯缠绕的导电线圈。6.权利要求5的装置，其中从边缘环构件的外面部分的下表面到内部部分的上表面的高度与环安装部分的垂直表面的高度相同。7.权利要求5的装置，其中使间隔物构件的内径表面适合接近静电卡盘的环安装部分的垂直表面。8.权利要求5的装置，其中当电流施加到电磁构件上时，使其适合在处理室中提供具有向下方向的电场。9.权利要求5的装置，还包括配置在边缘环构件的外围的外侧的聚焦环。10.一种半导体蚀刻装置，包括处理室内的静电卡盘，按固定距离向下凹陷固定深度以形成下台阶环安装部分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔成锡，朴珍俊，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]