用于等离子蚀刻的限定环制造技术

本发明专利技术提供一种用于等离子蚀刻的限定环，包括约束环，所述约束环包括上壁、侧壁与下壁，所述上壁呈环形，所述侧壁沿上壁的外缘垂直延伸，所述下壁设置在侧壁的下缘，呈环形；气槽设置在上壁和/或下壁上。调节环，所述调节环运动设置在所述上壁和/或所述下壁外侧。该用于等离子蚀刻的限定环通过设置具有气槽的约束环并配合可运动设置的调节环实现了对限定环的有效通气截面的改变，运动部件少，其驱动方式简单，易于控制实现。易于控制实现。易于控制实现。

【技术实现步骤摘要】
用于等离子蚀刻的限定环


[0001]本专利技术涉及等离子蚀刻设备
，具体涉及一种用于等离子蚀刻的限定环。

技术介绍

[0002]随着通信从4G向5G发展，智能手机等电子产业越来越发达，人们对芯片的要求也越来越高，半导体制程工艺也从24纳米向7纳米，5纳米发展，以进一步提高芯片的性能及容量。这要求更高的功率及更复杂的工艺，对晶圆的蚀刻制程提出了更高的要求。相应地，为了确保芯片的稳定性，等离子工序所需的部件要求也越来越高。为了提高半导体蚀刻工序中等离子的活性，提高蚀刻效率以达到更高的生产效率及合格率，现有技术可以利用氧气等气体来改善蚀刻效率，然而随着前述制程的提高，该方法已经渐渐无法满足要求，所以需要使用其他方法来改善蚀刻工序。
[0003]在等离子蚀刻过程中，为了提高蚀刻效率，可以提高等离子体密度。然而在等离子蚀刻过程中，等离子体与晶圆反应所产生的挥发性基团在腔室内保留会污染内部环境，进而影响晶圆蚀刻质量。换言之，在蚀刻过程中，同时需要不断抽出腔室内的反应气体，保证等离子体的密度与纯度。气体抽出的速度会影响腔室负压水平，进而影响蚀刻效果。另一方面，腔室的壁面在等离子体的长期作用下还会发生程度不断加深的腐蚀，导致在晶圆制备循环中，腔室的体积会缓慢扩大，进而导致在相同条件下内部等离子体密度的降低，进而影响蚀刻效率与蚀刻效果。
[0004]对此，如图1所示，诸如公告号为“CN1322539C”的名为用于等离子体限定的晶片区域压力控制设备、方法及装置的专利技术专利等现有技术已经公开了采用多片叠置的限位环，通过改变限位环叠片E1间的出气间隙E2来改变限位环的排气速度的方案。然而由于多片限位环叠片的高度需要分别调节，这一方案会导致间隙调整机构复杂度增加，控制难度也随之增加。

技术实现思路

[0005]针对现有的限位环排气速度调整机构复杂，控制难度大的技术问题，本专利技术提供一种用于等离子蚀刻的限定环。
[0006]本专利技术的技术方案提供一种用于等离子蚀刻的限定环，包括
[0007]约束环，所述约束环包括上壁、侧壁与下壁，所述上壁呈环形，所述侧壁沿上壁的外缘向下垂直延伸，所述下壁设置在侧壁的下缘，呈环形；气槽设置在上壁和/或下壁上；
[0008]调节环，所述调节环运动设置在所述上壁和/或所述下壁外侧；
[0009]通过所述调节环与所述约束环的相对位置变化补偿所述约束环所限定的等离子区域的体积变化，从而维持所述等离子区域内的等离子体密度。
[0010]优选地，所述气槽呈沿约束环周向延伸一定长度的扇形槽、或者径向延伸的腰形槽或者圆形槽孔。
[0011]优选地，所述气槽为锥形槽，且所述气槽的内表面截面面积小于外表面截面面积。
[0012]优选地，所述气槽在所述上壁和/或所述下壁上沿周向均匀分布。
[0013]优选地，所述气槽分别在上壁和/或下壁上的面积占比不小于50％。
[0014]优选地，所述调节环开设有辅气槽，调节环绕中心受控地转动。
[0015]优选地，所述调节环设置成相对于上壁和/或下壁做远离或者接近移动以改变气流通道的间隙。
[0016]优选地，所述约束环与调节环应当选用电阻率介于0
‑
5Ohm
·
Cm之间的或大于100Ohm
·
Cm的材料。
[0017]优选地，所述约束环与调节环的材料为硅、碳化碳、石英晶体、氧化铝或者氮化硼。
[0018]本专利技术的用于等离子蚀刻的限定环通过设置具有气槽的约束环并配合可运动设置的调节环实现了对限定环的有效通气截面的改变，运动部件少，其驱动方式简单，易于控制实现。同时约束环相应的成型有C形的空心区域，使得等离子腔的空间能够向晶圆的边缘以外扩展，从而提升晶圆的蚀刻均匀性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的现有技术的示意图；
[0020]图2为本专利技术的限定环1的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术的用于等离子蚀刻的限定环的安装示意图；
[0022]图4为本专利技术的用于等离子蚀刻的限定环的实施例的示意图；
[0023]图5为图4中实施例的局部示意图；
[0024]图6为专利技术的用于等离子蚀刻的限定环的另一实施例的示意图；
[0025]图7为专利技术的用于等离子蚀刻的限定环的气槽114的结构示意图；
[0026]图8为专利技术的用于等离子蚀刻的限定环的另一实施例的调节环12的结构示意图。
[0027]图中，
[0028]E1:限位环叠片E2:出气间隙W:晶圆1:限定环2:上极板3:下极板4:聚焦环5:等离子腔11:约束环12:调节环111:上壁112:侧壁113:下壁114:气槽115:辅气槽121:调整凸起
具体实施方式
[0029]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
[0030]本专利技术提供一种能够简化调整机构的用于等离子蚀刻的限定环。图2是该用于等离子蚀刻的限定环的结构示意图。其包括一具有C形截面的约束环11，约束环11包括一环形的上壁111，沿上壁111的外缘垂直向下延伸有侧壁112，在侧壁112的下缘具有环形的下壁113。下壁113上分布有气槽114。在约束环11的下壁113下方设置有调节环12，调节环12能够相对于下壁113运动而改变其与气槽114之间的相对位置，藉由相对位置的变化而改变出流速度。上壁111上同样可以设置有气槽114，因此在上壁111上方也可以设置调节环12以实现在上壁111上气槽114内气流速度的控制。在上壁111与下壁113外侧设置调节环12的两种方案是等价的，也可以同时设置，后续对下壁113的结构说明也就同样地可以适用于上壁111。
[0031]图3是用于等离子蚀刻的限定环的安装示意图。限定环1的上壁111的内缘设置有
上极板2，下壁113的内缘处设置有下极板3，下极板3上具有用于放置固定晶圆W的平台，在平台周围，晶圆W的边缘处设置有一圈聚焦环4。约束环11、上极板2、下极板3、以及聚焦环4限定了等离子腔5。从上极板2上开设的通道中注入反应气体，在由RF、电容或者电感等外加的电场耦合下，反应气体在等离子腔5内由自由电子碰撞，其中的小部分气体分子的电子脱离形成电子与离子，使反应气体在等离子腔5内呈等离子态。离子受电场力作用下轰击晶圆的暴露部分进而形成晶圆表面特定的微观形貌。由于等离子体的运动垂直于晶圆表面，因此可以获得比较垂直的沟道侧壁，获得具有高沟深比的沟道。同时进一步在用于等离子蚀刻的限定环的下极板3、上极板2方向施加RF电源可以加速等离子体运动，从而加深沟道的沟深比。
[0032]一般情况下，由于等离子腔5的容积有限，在其边缘与其中心相比，等离子体的分布不均匀，边缘处等离子体密度较低，因此在蚀刻过程中，会造成边缘处蚀刻得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子蚀刻的限定环，其特征在于，包括约束环(11)，所述约束环(11)包括上壁(111)、侧壁(112)与下壁(113)，所述上壁(111)呈环形，所述侧壁(112)沿上壁(111)的外缘向下垂直延伸，所述下壁(113)设置在侧壁(112)的下缘，呈环形；气槽(114)设置在上壁(111)和/或下壁(113)上；调节环(12)，所述调节环(12)运动设置在所述上壁(111)和/或所述下壁(113)外侧；通过所述调节环(12)与所述约束环(11)的相对位置变化补偿所述约束环(11)所限定的等离子区域的体积变化，从而维持所述等离子区域内的等离子体密度。2.如权利要求1所述的用于等离子蚀刻的限定环，其特征在于，所述气槽(114)呈沿约束环(11)周向延伸一定长度的扇形槽、或者径向延伸的腰形槽或者圆形槽孔。3.如权利要求2所述的用于等离子蚀刻的限定环，其特征在于，所述气槽(114)为锥形槽，且所述气槽(114)的内表面截面面积小于外表面截面面积。4.如权利要求1所述的用于等离子蚀刻的限定环，其特征在于，所述气槽(114)在所述上壁(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许赞，朴永哲，
申请(专利权)人：安徽四象半导体材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：