[实用新型]一种低刻蚀率等离子体刻蚀室

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种低刻蚀率等离子体刻蚀装置。

背景技术

在等离子体刻蚀工艺中，一些工艺，例如对光刻胶保护的氧化硅(Resistprotective oxide简称RPO)的刻蚀，由于光刻胶保护的氧化硅厚度过小，为了便于控制刻蚀的进度，需要很低的刻蚀速率，通常要低于1000埃/分，以保证刻蚀工艺的稳定性。在传统的等离子体刻蚀室内，要达到很低的刻蚀速率，即控制刻蚀室内的等离子体浓度很低，主要通过两种途径来实现：一种是输入低流速的刻蚀气体，另一种是控制较低的射频功率，或者两者配合进行。由于低流速的气体输入和较低的射频功率都很难控制，从而在实际操作中，很难保证操作的可重复性；同时还发现，由于传统等离子体刻蚀室中的气体喷淋头通常是用硅或者碳化硅通过沉积的方式制成，在极低刻蚀气体流速的情况下，硅或者碳化硅腐蚀不均匀，极易发生变黑现象。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种低刻蚀率等离子体刻蚀室，包括一上电极和一下电极，所述的下电极上设置一静电吸盘，所述静电吸盘上放置待处理晶片；所述的上电极上设置多个气体通孔，所述上电极同时作为反应气体进入等离子体刻蚀室的气体喷淋头，所述的待处理晶片自上而下包括图形化的光刻胶掩膜层、氧化硅层，所述的氧化硅层厚度小于50纳米，所述气体喷淋头材质为石英。

在所述的气体喷淋头的外周侧设置一边缘环，所述的气体喷淋头和所述边缘环一体制成，结构简单，便于安装。所述的边缘环材质为石英。

所述的低刻蚀率等离子体刻蚀室主要用来刻蚀氧化硅层。所述的氧化硅层厚度为小于50纳米。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率低于1500埃/分钟。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率为500埃/分钟。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率为200埃/分钟。

通过采用本实用新型所述的技术方案，优点在于：相对于传统的硅或者碳化硅材料制成的气体喷淋头，由于石英材料的介电常数较小，因而晶片表面的射频耦合较差，从而降低了刻蚀速率；当刻蚀气体中包含碳氟化合物时，由于石英喷淋头会消耗一部分活性组分，因此刻蚀速率也会降低。通过采用石英材料制作气体喷淋头，可以控制较高的碳氟化物流量和较高的射频功率，便于精确控制，从而改善刻蚀工艺的可靠性和稳定性。同时，由于石英材料本身的腐蚀速率快于碳化硅和硅，因而不会在气体喷淋头表面发生变黑现象。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出本实用新型所述的低刻蚀率等离子体刻蚀室结构示意图；

图2示出本实用新型所述的气体喷淋头及其边缘环结构示意图。

具体实施方式

本实施例以较佳的方式描述了一种低刻蚀率等离子体刻蚀室，如图1所示，一种低刻蚀率等离子体刻蚀室100包括一上电极1和一下电极2，下电极2上设置一静电吸盘4，静电吸盘4上放置待处理晶片3，在上电极1上设置多个气体通孔，上电极1同时作为反应气体进入等离子体刻蚀室100的气体喷淋头11，其材质为石英，待处理晶片3自上而下包括图形化的光刻胶掩膜层、氧化硅层，所述的氧化硅层厚度小于50纳米。

如图2所示，在气体喷淋头11的外周侧设置一边缘环22，气体喷淋头11和边缘环22一体制成，边缘环22的材质为石英，采用该技术方案使得气体喷淋头在制作时结构简单化，在节省制作成本的同时，方便机械安装。

等离子体刻蚀室100内的下电极2连接一射频电源5，在等离子体刻蚀室100内形成电容耦合等离子体解离装置，从而对本实用新型所述的光刻胶保护的氧化硅(Resist protective oxide简称RPO)进行刻蚀，所述的待处理晶片自上而下包括图形化的光刻胶掩膜层、氧化硅层、以及下方的半导体器件层，半导体器件中包括多晶硅电极等材料层。本实用新型所述的低刻蚀率等离子体刻蚀室主要用来刻蚀光刻胶层保护的氧化硅层。

由于RPO具有很薄的厚度，通常小于50纳米，刻蚀时需要有较慢的刻蚀速率才能对刻蚀过程进行较好的监视。本实用新型提供的石英气体喷淋头由于其介电常数较小，在晶片表面形成的射频耦合较差，以及石英会消耗刻蚀气体中的一部分活性组分，都会降低刻蚀速率，使等离子体刻蚀室100稳定可重复的对RPO进行刻蚀。