[实用新型]半导体刻蚀设备的上部电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体刻蚀设备的上部电极。

背景技术

在半导体干刻设备中，多种设备要用到上部电极，材料一般是硅、碳、石英等，它的主要作用是控制等离子体范围和均匀度，使硅片的中间和边缘刻蚀速率相同。如图1所示，是干刻设备的工艺腔示意图，上部电极内部具有多个通气孔，通气孔均匀分布在以上部电极中心为圆心的多个圆周上，在上部电极的一个直径上，通气孔均匀分布，气体从进气管进入，通过上部电极通气孔进行再分配导入，气体在高真空工艺腔中通过加射频电源形成等离子，等离子体去刻蚀吸附在下部电极的硅片，形成需要的图形。同时等离子体也刻蚀上部电极，使它变薄，通气孔尺寸也发生变化，到一定程度会影响刻蚀均一性，容易放电等问题，所以它也有寿命，需要定期更换。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种半导体刻蚀设备的上部电极，能够延长使用寿命，改善刻蚀均一性。

为解决上述技术问题，本实用新型的半导体刻蚀设备的上部电极内部具有多个通气孔，通气孔均匀分布在以上部电极中心为圆心的多个圆周上，通气孔为一个上圆柱孔与至少一个下圆柱孔的组合形通道，其中上圆柱孔直径大于下圆柱孔直径。

一种优选的方式是，通气孔为一个上圆柱孔与一个下圆柱孔的组合形通道，上圆柱孔与下圆柱孔为同心圆柱孔，在上部电极的一个直径上，通气孔随着与上部电极中心距离的增大，其上圆柱孔的深度增大。

另一种优选的方式是，通气孔为一个上圆柱孔与多个下圆柱孔的组合形通道，在上部电极的一个直径上，通气孔随着与上部电极中心距离的增大，其上圆柱孔的直径增大，下圆柱孔的数量增多。

本实用新型通过改变通气孔的结构和位置，使工艺气体进入工艺腔更加均匀，形成等密度均匀的等离子体，达到改善刻蚀均一性，使上部电极消耗量均匀，延长使用寿命的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是现有的干刻设备的工艺腔示意图；

图2是本实用新型的一个实施例；

图3是本实用新型的另一个实施例。

具体实施方式

如图2所示是本实用新型的一个实施例，本实用新型的上部电极，内部具有多个通气孔，通气孔均匀分布在以上部电极中心为圆心的多个圆周上，通气孔为一个上圆柱孔与至少一个下圆柱孔的组合形通道，其中上圆柱孔直径大于下圆柱孔直径。图中通气孔为一个上圆柱孔与一个下圆柱孔的组合形通道，上圆柱孔与下圆柱孔为同心圆柱孔，在上部电极的一个直径上，通气孔随着与上部电极中心距离的增大，其上圆柱孔的深度增大。

图中所示，上部电极通气孔在一个直径的截面上有N个，其由上下两圆拄形孔组成，通气孔距离中心越远，大圆拄形孔深度H越大，即：

H＝K*r，

其中：H是大圆拄形孔深度，K是常数，通过实验选取一个正数，r是通气孔到电极中心的距离。

如图3所示是本实用新型的另一个实施例，本实用新型的上部电极，内部具有多个通气孔，通气孔均匀分布在以上部电极中心为圆心的多个圆周上，通气孔为一个上圆柱孔与至少一个下圆柱孔的组合形通道，其中上圆柱孔直径大于下圆柱孔直径。图中通气孔为一个上圆柱孔与多个下圆柱孔的组合形通道，在上部电极的一个直径上，通气孔随着与上部电极中心距离的增大，其上圆柱孔的直径增大，下圆柱孔的数量增多。

图中所示，上部电极通气孔在一个直径的截面上有N个，其由一个上圆柱孔和多个下圆柱孔组成。上通气孔距离电极中心越远，半径R越大，下通气孔越多，即：

R＝K*r，

S＝F(r)*S0，

其中：R是上通气孔半径，K是常数，实验选取一个正数，r是通气孔到电极中心的距离，S是大孔内小孔数量，F(r)为以r为变量的函数，可以为一次增大函数，S0是中心出通气孔内下通气孔数量值，为设定值，可由实验选取，上通气孔的深度和下通气孔的深度可为设定值，通过实验选取。

综上所述，本实用新型通过改变通气孔的结构和位置，使工艺气体进入工艺腔更加均匀，形成等密度均匀的等离子体，达到改善刻蚀均一性，使上部电极消耗量均匀，延长使用寿命的目的。