室中段流动优化器制造技术

本文公开了用于等离子体室中的流动优化器。流动优化器包含设置在被限定于等离子体室中的晶片支撑件与介电窗之间的环。流动优化器的环被配置成定位于晶片支撑件与介电窗之间，使得环的外缘邻近等离子体室的侧壁，且环的开口基本上对准晶片支撑件的直径。口基本上对准晶片支撑件的直径。口基本上对准晶片支撑件的直径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】室中段流动优化器


[0001]本文的实施方案涉及改善用于产生电子设备的蚀刻器的蚀刻速率的系统和方法。

技术介绍

[0002]晶片处理工具包含用于执行多种制造操作而在衬底上限定电子设备的一或更多处理室。电子设备的制造上的新兴领域之一为微机电系统(MEMS)领域。MEMS为使用集成电路处理技术来产生包含机械性及电子组件的微小积体设备的处理技术。例如传感器、致动器等MEMS设备被广泛使用在各种领域中。MEMS设备使用微加工技术制造，其中将硅衬底(即晶片)的厚度用于构建微机械结构。层沉积于衬底的表面上，且微机械结构利用所沉积的层构建。限定在衬底上的结构可以与形成于衬底中的集成电路结合，以产生三维MEMS电子设备。
[0003]晶片处理工具的不同处理模块用于执行不同操作，以限定电子设备。举例而言，第一处理室可用于在衬底的表面上方沉积结构材料层，第二处理室可用于执行选择性蚀刻，以从衬底的表面移除材料层等等。可进行蚀刻以在衬底表面上限定沟槽、通孔等。
[0004]高MEMS设备产能可通过快速蚀刻大量硅来实现。提供高产能的一方式为通过增加施加至衬底表面的反应物物质的数量。反应物物质的数量可通过增加施加至等离子体区域中的工艺气体的功率(例如射频功率)和/或通过增加工艺气体流来增加。
[0005]前述增加等离子体区域中的反应物物质的数量的方法伴随有其自身的妥协。这些妥协中的一些包含限定于衬底表面上的设备轮廓的劣化、降低的蚀刻均匀性、以及起因于较高的能量和化学品消耗的增高成本。
[0006]本公开内容中所述的实施方案是在本上下文中提出。

技术实现思路

[0007]多种实施方案描述了用于增加施加至衬底(或在此称为“晶片”)的表面的反应物物质的数量的装置、系统和方法。施加至晶片的反应物物质的数量通过在被限定于用于处理晶片的等离子体室中的等离子体区域与晶片支撑件之间导入“甜甜圈”或环状板而增加。工艺气体从工艺气体源供给至等离子体区域，且供给射频(RF)功率以产生反应物物质。由设置在等离子体室的底部中的泵产生的真空致使反应物物质朝泵流下。设置在处理室中的甜甜圈状板被设置成使得甜甜圈状板的开口对准在等离子体室中的晶片支撑件上方。当反应物物质朝等离子体室的底部流动时，甜甜圈状板的开口迫使等离子体的反应物物质的一部分接近晶片的顶部表面而通行，使得反应物物质可与晶片起反应。甜甜圈状板使较接近晶片的表面的反应物物质的流动优化，且以下也称为“流动优化器”。
[0008]流动优化器将现存的反应物物质集中引导远离等离子体室的侧壁而朝向晶片表面，由此增加施加至晶片表面的反应物物质的数量。该接近晶片表面的反应物物质的数量上的增加是在无须增加工艺气体的流动或用于产生等离子体的RF功率的情况下实现。因此，不需要处理任何妥协，例如结构轮廓上的劣化、蚀刻均匀性上的降低、较高能量以及化
学品消耗成本等。
[0009]在一实施方案中，公开了用于等离子体室中的流动优化器。等离子体室包含侧壁、晶片支撑件和介电窗，该介电窗相对晶片支撑件而设置以限定位于两者之间的等离子体区域。气体入口被设置成穿过介电窗，以引导气体至等离子体区域。流动优化器包含环，该环具有环形表面，该环形表面具有延伸内直径的内缘、以及延伸至外直径的外缘。该环被设置为使得外缘毗邻等离子体室的侧壁，且内直径限定开口。流动优化器被配置成定位于晶片支撑件与介电窗之间，使得该环的开口基本上对准晶片支撑件的直径。
[0010]在另一实施方案中，公开了一种等离子体室。等离子体室包含侧壁、晶片支撑件和介电窗，该介电窗相对于晶片支撑件而设置以限定位于两者之间的等离子体区域。气体入口被设置成穿过介电窗，以引导气体流至等离子体区域。等离子体室包含流动优化器。流动优化器包含环，该环具有环形表面，该环形表面由延伸内直径的内缘、以及延伸至外直径的外缘所限定。该环被设置为使得该环的外缘毗邻等离子体室的侧壁，且内直径限定开口。该环被配置成定位于晶片支撑件与介电窗之间，使得该环的开口对准晶片支撑件的直径。流动优化器被支撑在多个支撑桩上，该多个支撑桩被限定在等离子体室的侧壁的内侧上。该多个支撑桩被设置于晶片支撑件上方，使得分隔距离存在于晶片支撑件与流动优化器的环之间。
[0011]在又一实施方案中，公开了用于等离子体室中的流动优化器。等离子体室包含侧壁、晶片支撑件和介电窗，该介电窗相对于晶片支撑件设置以限定位于两者之间的等离子体区域。气体入口被设置成穿过介电窗，以将气体引导至等离子体区域。流动优化器包含限定于中心且对准晶片支撑件的直径的内碟。内碟的外缘延伸至第一直径。流动优化器还包含具有环形表面的外环，该外环由延伸至第二直径的内缘和延伸至第三直径的外缘限定，其中第三直径延伸至等离子体室的侧壁。外环的内缘与内碟的外缘隔开使容纳在晶片支撑件上的晶片的一部分暴露的间隙。多个连接器销被配置成将内碟的外缘连接至外环的内缘。流动优化器被配置成定位于晶片支撑件与介电窗之间。
[0012]在等离子体处理系统中设置流动优化器的优点包含增加晶片的表面上方被引导的反应物物质的数量而无须增加供给至等离子体室的工艺气体量的能力。晶片表面上方被引导的反应物物质的数量上的增加导致晶片表面上的蚀刻速率的改善，且如此改善为“免费”取得，因为该改善来自已存在于等离子体室中的反应物物质。通过更有效率地集中引导等离子体室中可用的现存反应物物质，便可避免起因于产生额外反应物物质的妥协。额外反应物物质的产生可通过增加施加至等离子体区域中的工艺气体的射频(RF)功率和/或增加工艺气体进入处理室的流动来实现。增加RF功率或工艺气体的流动伴随着妥协。可通过使用流动优化器以有效率地增加产生于处理室中的现存反应物物质朝向晶片表面的量，使得晶片表面上的蚀刻速率可被改善，使得避免起因于如此改变的妥协(例如劣化的轮廓、较差的蚀刻均匀性等)。
[0013]在结合附图的情况下，其他方面将根据以下的详细说明变得显而易见。
附图说明
[0014]通过参照以下描述并结合附图，可最好地理解实施方案。
[0015]图1A为根据一实施方案的等离子体室的简易框图，其显示了气体的流动。
[0016]图1B显示了根据一实施方案的等离子体室的简易框图，该等离子体室具有设置于中途的流动优化器，以改善晶片的表面上方的反应物物质的数量。
[0017]图2显示了根据一实施方案的等离子体室的侧剖面图，该等离子体室中设有室中段流动优化器。
[0018]图3A显示了根据一实施方案的支撑桩的剖面图，该支撑桩被限定在等离子体室的侧壁的内侧上，以支撑室中段流动优化器。
[0019]图3B显示了根据一实施方案的间隔件的剖面图，该间隔件被限定在室中段流动优化器与斜角遮蔽环之间。
[0020]图4A显示了根据一实施方案的设置在晶片支撑件上方的室中段流动优化器的俯视图。
[0021]图4B显示了根据一实施方案的室中段流动优化器的俯视图，该室中段流动优化器具有限定在表面上的多个应力释放切口，以避免热驱动的损坏。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于等离子体室中的流动优化器，所述等离子体室具有侧壁、晶片支撑件和介电窗，所述介电窗相对于所述晶片支撑件而设置以限定位于两者之间的等离子体区域，气体入口被设置穿过所述介电窗，以将气体引导至所述等离子体区域，所述流动优化器包含：环，其具有环形表面，所述环形表面具有延伸内直径的内缘和延伸至外直径的外缘，所述环被设置为使得所述环的所述外缘毗邻所述等离子体室的所述侧壁，且所述内直径限定开口，其中所述流动优化器的所述环被配置成定位于所述晶片支撑件与所述介电窗之间，使得所述环的所述开口基本上对准所述晶片支撑件的直径。2.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述环被设置于所述晶片支撑件上方，使得分隔距离存在于所述环与所述晶片支撑件之间。3.根据权利要求2所述的流动优化器，其中所述流动优化器的所述环被支撑在多个支撑桩上，所述多个支撑桩被限定在所述等离子体室的所述侧壁的内侧上，所述支撑桩的高度由所述分隔距离限定。4.根据权利要求2所述的流动优化器，其中所述流动优化器的所述环被支撑在多个间隔件上，所述多个间隔件被限定在所述晶片支撑件的顶部表面上，以限定所述流动优化器与所述晶片支撑件之间的间隙，所述间隙的大小由所述分隔距离限定。5.根据权利要求2所述的流动优化器，其中所述分隔距离被限定为介于约0.5”与约1.5”之间。6.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述晶片支撑件被配置成容纳用于将晶片移动进出所述等离子体室的载体环。7.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述开口的内直径小于、等于、或大于所述晶片支撑件的直径。8.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述流动优化器将所述等离子体区域中的等离子体分成上等离子体区域和下等离子体区域，所述上等离子体区域在所述环的所述开口处连接至所述下等离子体区域，且其中所述等离子体的反应物物质从所述上等离子体区域往所述下等离子体区域的流动由所述环的所述环形表面限制，以致使所述反应物物质流向所述晶片支撑件。9.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述流动优化器的所述环为楔形环形环，所述楔形环形环的宽侧设置为毗邻所述等离子体室的所述侧壁，且所述楔形环形环的窄侧设置为毗邻所述开口。10.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述流动优化器包含一个或更多应力释放切口，所述一个或更多应力释放切口从所述内直径延伸至所述环的所述外直径。11.根据权利要求1所述的流动优化器，其中所述流动优化器的所述环包含多个片段，其中所述多个片段中的每一片段包含唇部和互补延伸部，所述唇部沿着下侧限定在第一端处，所述互补延伸部沿着上侧限定在第二端处，使得第一片段的所述唇部配置成与第二片段的所述互补延伸部配合。12.一种等离子体室，其具有侧壁、晶片支撑件和介电窗，所述介电窗相对于所述晶片支撑件而设置以限定位于两者之间的等离子体区域，气体入口被设置为穿过所述介电窗，以将气体引导至所述等离子体区域，所述等离子体室包含：
流动优化器，其具有环，所述环具有环形表面，所述环形表面由延伸内直径的内缘和延伸至外直径的外缘所限定，所述环被设置为使得所述环的所述外缘毗邻所述等离子体室的所述侧壁，且所述内直径限定开口，其中所述环被配置成定位于所述晶片支撑件与所述介电窗之间，使得所述环的所述开口基本上对准所述晶片支撑件的直径；且其中所述流动优化器被支撑在多个支撑桩上，所述多个支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：