CN119419113B 一种晶圆等离子刻蚀设备 （上海邦芯半导体科技有限公司）

(12)发明专利由贸易试验区临港新片区平霄路358梁洁王亮彭国发H01J37/32(2006.01)审查员丁钰丰有限公司11718本说明书实施例提供一种晶圆等离子刻蚀体速度和/或气体量进行调节，以使得晶圆上方体馈入孔吹向晶圆的气体速度或气体量进行调2热台，所述晶圆放置于所述热台上，所述热台周向边缘处开设有若干气体馈入孔；管道组件，所述管道组件用于向若干所述气体馈入孔内通入气体，所述管道组件包括主管道和若干支管道，所述主管道的第一端穿过所述热台与外部供气系统相连通，所述主管道的第二端与若干所述支管道相连通，若干所述支管道分别与若干所述气体馈入孔相连调节机构，所述调节机构可对若干所述气体馈入孔吹向所述晶圆的气体速度和/或气体量进行调节，以使得所述晶圆上方的流场发生改变，所述调节机构包括盖板和升降机构，所述盖板包括升降部和调节部，所述调节部至少部分延伸到所述气体馈入孔的上方，所述升降部与所述升降机构相连接，所述升降机构带动所述升降部运动，以使得所述调节部朝向靠近或远离所述气体馈入孔方向运动。2.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述升降部和所述调节部之间一体成型。3.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述调节部和所述热台周向边缘处之间形成气体馈入区间，所述调节部朝向靠近或远离所述气体馈入孔方向运动时，所述气体馈入区间的大小发生改变。4.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述升降部环绕所述热台设置，所述升降部内壁至少部分与所述热台外壁相贴合。5.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述升降机构包括电缸、6.根据权利要求1-5任一项所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述热台顶部开设有容置槽，所述容置槽用于放置所述晶圆，所述容置槽与所述热台边缘处之间形成过渡7.根据权利要求6所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述过渡面上开设有若干异形贯穿孔，若干所述异形贯穿孔分别与若干所述气体馈入孔相连通。8.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述外部供气系统包括进气压力恒定或出气流量恒定两种供应方式。9.根据权利要求1所述的晶圆等离子刻蚀设备，其特征在于，所述气体馈入孔设置有多个，多个所述气体馈入孔均匀分布在所述热台上。3一种晶圆等离子刻蚀设备技术领域[0001]本说明书涉及等离子刻蚀技术领域，具体涉及一种晶圆等离子刻蚀设备。背景技术[0002]在半导体加工中的等离子刻蚀工艺时，刻蚀工艺中往往需要对WAFER(晶圆)进行控温，一般都使用热盘(拥有较高的温度以及较低成本)进行控温加热，目前普通热盘仅有加热功能，虽然加热比较均匀，但面对腔内气体流场不均匀时，缺乏有效的调节手段，难以发明内容[0003]有鉴于此，本说明书实施例提供一种晶圆等离子刻蚀设备，通过在热台的周向边缘处开设若干气体馈入孔，管道组件向气体馈入孔内通入气体，气体经由气体馈入孔吹向晶圆处，可对晶圆上方的气体流场进行改变，通过调节机构对气体馈入孔吹向晶圆的气体速度或气体量进行调节，可控制气体的影响范围，从而实现对晶圆上方的气体流场进行调[0005]热台，所述晶圆放置于所述热台上，所述热台周向边缘处开设有若干气体馈入孔；[0006]管道组件，所述管道组件用于向若干所述气体馈入孔内通入气体；[0007]调节机构，所述调节机构可对若干所述气体馈入孔吹向所述晶圆的气体速度和/或气体量进行调节，以使得所述晶圆上方的流场发生改变。[0008]优选的，所述调节机构包括盖板和升降机构，所述盖板包括升降部和调节部，所述升降部和所述调节部之间一体成型，所述调节部至少部分延伸到所述气体馈入孔的上方，所述升降部与所述升降机构相连接，所述升降机构带动所述升降部运动，以使得所述调节部朝向靠近或远离所述气体馈入孔方向运动。[0009]优选的，所述调节部和所述热台周向边缘处之间形成气体馈入区间，所述调节部朝向靠近或远离所述气体馈入孔方向运动时，所述气体馈入区间的大小发生改变。[0010]优选的，所述升降部环绕所述热台设置，所述升降部内壁至少部分与所述热台外壁相贴合。[0012]优选的，所述热台顶部开设有容置槽，所述容置槽用于放置所述晶圆，所述容置槽与所述热台边缘处之间形成过渡面，所述过渡面为倾斜面。[0013]优选的，所述过渡面上开设有若干异形贯穿孔，若干所述异形贯穿孔分别与若干所述气体馈入孔相连通。[0014]优选的，所述管道组件包括主管道和若干支管道，所述主管道的第一端穿过所述热台与外部供气系统相连通，所述主管道的第二端与若干所述支管道相连通，若干所述支管道分别与若干所述气体馈入孔相连通。4[0015]优选的，所述外部供气系统包括进气压力恒定或出气流量恒定两种供应方式。[0016]优选的，所述气体馈入孔设置有多个，多个所述气体馈入孔均匀分布在所述热台[0017]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：[0018]通过在热台的周向边缘处开设若干气体馈入孔，管道组件向气体馈入孔内通入气体，气体经由气体馈入孔吹向晶圆处，可对晶圆上方的气体流场进行改变，通过调节机构对气体馈入孔吹向晶圆的气体速度或气体量进行调节，可控制气体的影响范围，从而实现对晶圆上方的气体流场进行调节，保证晶圆刻蚀的均匀性。附图说明[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。[0020]图1是现有技术中等离子刻蚀气体流场示意图；[0021]图2是本申请提供的晶圆等离子刻蚀设备的结构示意图；[0022]图3是本申请提供的晶圆等离子刻蚀设备的热台的结构示意图；[0023]图4是本申请提供的晶圆等离子刻蚀设备的气体流场分布示意图；[0024]图5是本申请提供的晶圆等离子刻蚀设备的热台的俯视图。具体实施方式[0026]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。[0027]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。[0028]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。[0029]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构5想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。[0030]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。[0031]等离子刻蚀工艺是半导体加工中的一种常见工艺，刻蚀工艺中往往需要对WAFER进行控温，常见控温方法主要有以下两种：[0034]但是目前普通热盘仅有加热功能，虽然加热比较均匀，但面对腔内气体流场不均匀时，缺乏有效的调节手段，会导致晶圆在加工中靠中心位置与靠边缘位置的气体分子、有[0035]以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。[0037]热台1,所述晶圆6放置于所述热台1上，所述热台1周向边缘处开设有若干气体馈入孔3;[0038]管道组件，所述管道组件用于向若干所述气体馈入孔3内通入气体；[0039]调节机构，所述调节机构可对若干所述气体馈入孔3吹向所述晶圆6的气体速度和/或气体量进行调节，以使得所述晶圆6上方的流场发生改变。[0040]通过在热台1的周向边缘处开设若干气体馈入孔3,管道组件向气体馈入孔3内通入气体，气体经由气体馈入孔3吹向晶圆6处，可对晶圆6上方的气体流场进行改变，通过调节机构对气体馈入孔3吹向晶圆6的气体速度或气体量进行调节，可控制气体的影响范围，从而实现对晶圆6上方的气体流场进行调节，保证晶圆6刻蚀的均匀性。[0041]需要说明的是，通过管道组件向气体馈入孔3内通入的气体可以为工艺气体或是稀释气体或是混合气体，可以调整晶圆6外区的反应离子浓度或是调整对刻蚀侧壁的保护层厚度。可通过变更气体种类、气体馈入孔3吹向晶圆6的气体速度或气体量，从而调节对晶圆6的刻蚀效果。[0042]还需要说明的是，气体经由气体馈入孔3吹向晶圆6处，会对晶圆6的外区产生影响形成影响区域，影响区域的大小会受到气体出口速度和气体量的影响，可通过气体出口速度或气体量对影响区域的大小进行调整。[0043]如图1所示的流场为现有技术中的流场大致示意，会导致晶圆6在加工中靠中心位置与靠边缘位置的气体分子、有效刻蚀粒子、离子等分布不均，造成刻蚀速率、刻蚀形貌不吹入气体，因此可以保证气体分子、有效刻蚀粒子、离子等分布均匀，实现刻蚀速率的均匀[0044]如图2-图4所示，在一些实施方式中，所述调节机构包括盖板2和升降机构9,所述盖板2包括升降部22和调节部21,所述升降部22和所述调节部21之间一体成型，所述调节部21至少部分延伸到所述气体馈入孔3的上方，所述升降部22与所述升降机构9相连接，所述升降机构9带动所述升降部22运动，以使得所述调节部21朝向靠近或远离所述气体馈入孔36方向运动，通过升降机构9带动盖板2运动，可使得盖板2沿着热台1的轴向方向运动，盖板2的调节部21至少部分延伸到气体馈入孔3的上方，当升降机构9通过升降部22带动调节部21运动时，调节部21朝向靠近或远离热台1顶部的方向运动，使得调节部21与气体馈入孔3之间的距离发生变化。向设置。[0046]如图2和图4所示，在一些实施方式中，所述调节部21和所述热台1周向边缘处之间形成气体馈入区间，所述调节部21朝向靠近或远离所述气体馈入孔3方向运动时，所述气体馈入区间的大小发生改变，调节部21延伸到气体馈入孔3的上方，调节部21和热台1顶部周向边缘处之间形成气体馈入区间，当升降机构9带动调节部21朝向靠近或远离气体馈入孔3方向运动，调节部21与热台1顶部之间的距离发生变化，使得气体馈入区间的大小发生改变，通过改变气体馈入区间的大小可以实现气体速度或气体量的变化，从而改变晶圆6外区的刻蚀速率。[0047]如图2和图4所示，在一些实施方式中，所述升降部22环绕所述热台1设置，所述升降部22内壁至少部分与所述热台1外壁相贴合，升降部22的内壁与热台1外壁相贴合，能够避免气体馈入孔3吹出的气体散发到热台1的外侧，保证气体能够垂向晶圆6处。[0048]需要说明的是，在本实施方式中，升降部22与热台1之间滑动密封接触。在其他实施方式中，也可以采用其它设置方式，只需要保证升降部22与热台1之间能够密封，且升降部22能够相对于热台1在竖直方向运动即可。成导轨中的一种。在本实施方式中，升降机构9为电缸，电缸的伸缩端与升降部22之间相连接。在其他实施方式中，升降机构9也可以为气缸、滚珠丝杠、电磁集成导轨中的一种，保证升降机构9能够带动升降部22做升降运动即可。[0050]如图2-图4所示，在一些实施方式中，所述热台1顶部开设有容置槽，所述容置槽用于放置所述晶圆6,所述容置槽与所述热台1边缘处之间形成过渡面4,所述过渡面4为倾斜面，通过在热台1的顶部开设容置槽，且容置槽与热台1边缘处形成倾斜的过渡面4,容置槽的中心处于热台1的轴心线上，保证晶圆6落下时处于热台1的顶部的中心位置。[0051]如图2-图4所示，在一些实施方式中，所述过渡面4上开设有若干异形贯穿孔5,若干所述异形贯穿孔5分别与若干所述气体馈入孔3相连通，通过在过渡面4上开设与气体馈入孔3相连通的异形贯穿孔5,气体馈入孔3内的部分气体可经由异形贯穿孔5垂向晶圆6处，异形贯穿孔5的处于容置槽的斜上方，可以抬高出气口高度，方便气体进一步馈入晶圆6处。[0052]如图4所示，在一些实施方式中，所述管道组件包括主管道7和若干支管道8,所述主管道7的第一端穿过所述热台1与外部供气系统相连通，所述主管道7的第二端与若干所述支管道8相连通，若干所述支管道8分别与若干所述气体馈入孔3相连通，主管道7延伸到热台1的外部与外部供气系统相连通，外部供气系统向主管道7内供气，主管道7内的气体分别流向若干个支管道8内，若干个支管道8内的气体分别流入对应的气体馈入孔3内，然后经由气体馈入孔3的顶部流出吹向晶圆6处。[0053]在一些实施方式中，所述外部供气系统包括进气压力恒定或出气流量恒定两种供应方式。供气方式分为前端UPC或MFC