[发明专利]感性耦合边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法在审

专利信息
申请号: 202010617800.3 申请日: 2020-07-01
公开(公告)号: CN111681976A 公开(公告)日: 2020-09-18
发明(设计)人: 吴堃;杨猛 申请(专利权)人: 上海邦芯半导体设备有限公司
主分类号: H01L21/67 分类号: H01L21/67;H01L21/02;H01J37/32
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 201500 上海市金*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 感性 耦合 边缘 刻蚀 反应 装置 方法
【说明书】:

一种感性耦合边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法,包括:传片系统和刻蚀系统;传片系统包括:位于腔主体中的支撑移动平台,支撑移动平台包括用于水平放置晶圆的晶圆夹持板,晶圆夹持板可围绕垂直晶圆夹持板表面的中心轴进行旋转;刻蚀系统包括:下电极;上层板;位于上层板和下电极之间的射频隔离环;位于上层板顶部的感性耦合射频单元;射频隔离环包括:位于下电极外部区域的下射频隔离环;位于上层板外部区域的上射频隔离环,上射频隔离环和下射频隔离环之间具有间隙;刻蚀系统位于传片系统的侧部,刻蚀系统和传片系统集成在一起。所述感性耦合边缘刻蚀反应装置能够提高边缘刻蚀区域的刻蚀费效比。

技术领域

发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种感性耦合边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法。

背景技术

在半导体制造中,涉及多道工序,每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中,刻蚀工艺是半导体制造中一种重要的工艺,如等离子体刻蚀工艺。等离子体刻蚀工艺是利用反应气体在获得能量后产生等离子体,包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基,通过物理和化学的反应对刻蚀对象进行刻蚀。

然而,在等离子体刻蚀过程中,晶圆边缘的刻蚀条件和晶圆中心的刻蚀条件差别较大,所述刻蚀条件包括:等离子体密度分布、射频电场、温度分布等,因此导致在对晶圆中心区域进行刻蚀的过程中,会在晶圆的边缘上下表面和侧壁沉积副产聚合物。副产聚合物的沉积会随着刻蚀工艺的进行出现累积效应,当副产聚合物的厚度达到一定程度时,副产聚合物与晶圆之间的粘合力就会变差而导致副产聚合物脱落,进而导致晶圆的图形稳定性受到影响以及刻蚀腔室受到污染等一系列的问题。

鉴于此,业内引入了边缘刻蚀工艺,具体的,将晶圆放置于边缘刻蚀装置中,产生的等离子体对晶圆边缘进行刻蚀,同时对晶圆中心的刻蚀尽量避免。

然而,现有利用边缘刻蚀装置进行的边缘刻蚀工艺的过程中,对晶圆边缘区域刻蚀精度较差,且边缘刻蚀装置的刻蚀效率低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种感性耦合边缘刻蚀反应装置和边缘刻蚀方法,能够提高对晶圆边缘区域的刻蚀精度。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种感性耦合边缘刻蚀反应装置,包括:传片系统和刻蚀系统;所述传片系统包括:腔主体;位于所述腔主体中的支撑移动平台,所述支撑移动平台包括用于水平放置晶圆的晶圆夹持板,所述晶圆夹持板可围绕垂直晶圆夹持板表面的中心轴进行旋转;所述刻蚀系统包括:下电极;与所述下电极相对的上层板;位于所述上层板和所述下电极之间的射频隔离环;位于所述上层板顶部的感性耦合射频单元;所述射频隔离环包括:位于所述下电极外部区域的下射频隔离环;位于所述上层板外部区域的上射频隔离环,所述上射频隔离环和所述下射频隔离环之间具有间隙;所述刻蚀系统位于所述传片系统的侧部,所述刻蚀系统和所述传片系统集成在一起;所述晶圆的边缘区域适于通过所述间隙延伸至所述射频隔离环侧部的下电极和上层板之间。

可选的,所述上层板为介质窗片;所述感性耦合射频单元包括:位于所述介质窗片顶部的屏蔽罩;位于所述屏蔽罩内部且至少分布于所述介质窗片中心区域上方的射频天线,所述射频天线用于在所述下电极和所述介质窗片之间产生等离子体。

可选的,所述介质窗片的材料为石英或陶瓷。

可选的,贯穿所述介质窗片中心区域的第一进气通道,所述第一进气通道适于通入刻蚀所述晶圆边缘的刻蚀气体。

可选的,所述上层板为等离子体通道板;所述感性耦合射频单元包括:位于所述等离子体通道板顶部的屏蔽罩;位于所述屏蔽罩内部且位于所述等离子体通道板中心区域上方的反应室介质管;位于所述屏蔽罩内部且分布于所述反应室介质管侧部的射频天线,所述射频天线用于在所述反应室介质管内部产生等离子体,所述等离子体适于通过所述等离子体通道板进入所述下电极和所述等离子体通道板之间。

可选的,所述等离子体通道板的材料为铝合金通道板、碳通道板或碳化硅通道板。

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