等离子体刻蚀装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种半导体集成电路的加工装置，特别涉及一种等离子体刻蚀装置。


背景技术：

2.在半导体集成电路的加工装置中，刻蚀装置是晶圆加工的重要设备。其中等离子刻蚀装置作为一种干法刻蚀装置，是目前应用最广泛的主流刻蚀装置。随着对刻蚀工艺效率要求的不断提高，希望刻蚀能稳定在一个较高的速率，以缩短加工时间。
3.然而在现有技术中刻蚀速率会随着时间的推移逐步降低，影响生产效率，速率的不稳定也对良品率带来影响。因此需要找到影响刻蚀速率的原因，并对设备进行改进，以克服此技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，保持刻蚀速率的稳定，使刻蚀速率不会随时间而下降。
5.本实用新型提供一种等离子体刻蚀装置，包括：
6.腔体，所述腔体被腔壁所包围，
7.在所述腔体内部包括基座，所述基座中包含下电极，
8.所述基座上设有设置有静电夹盘，所述静电夹盘11用于吸附晶圆，
9.还包括绝缘环、盖环和聚焦环，
10.所述绝缘环设置在所述基座外围，用绝缘材料制成，
11.所述盖环覆盖在所述绝缘环外部，所述绝缘环将所述下电极与所述盖环隔离，
12.所述盖环有表面涂层，所述表面涂层中含有氧化钇，
13.所述聚焦环容纳在所述盖环内，所述聚焦环环绕所述静电夹盘，
14.所述盖环上表面裸露部分的宽度a小于所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b。
15.优先地，所述下电极连接射频设备。
16.优先地，所述绝缘环为陶瓷材料。
17.优先地，所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b为所述盖环上表面裸露部分的宽度a的6倍以上。
18.优选地，所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b加上所述盖环上表面裸露部分的宽度a的总尺寸为28.2mm，其中宽度b为25mm，宽度a为3.2mm。
19.与现有技术相比，首先发现了现有技术未公开的导致刻蚀速率下降的原因，然后根据该原因，本实用新型改进了等离子体刻蚀装置中盖环和聚焦环的相应尺寸，使刻蚀速率始终保持稳定，提高了生产效率和良品率。
附图说明
20.图1为具体实施方式的等离子体刻蚀装置局部示意图。
21.图2为现有技术的等离子体刻蚀装置蚀刻速率示意图。
22.图3为具体实施方式的等离子体刻蚀装置蚀刻速率示意图。
具体实施方式
23.如图1所示的等离子体刻蚀装置
24.本具体实施方式的等离子体刻蚀装置，包括腔体1，腔体1被腔壁16所包围。
25.在腔体内部包括基座12、基座12中包含了下电极(图中未示出)。下电极连接射频设备。
26.基座12上设有设置有静电夹盘(electrostatic chuck)11，静电夹盘11用于吸附晶圆。
27.基座12外围为绝缘环13，绝缘环13用绝缘材料制成，例如陶瓷材料。盖环14(cover ring)覆盖在绝缘环13外部。盖环14表面涂层含有氧化钇y2o3。
28.绝缘环13将下电极与盖环14隔离。
29.在盖环14内还容纳有聚焦环15(focus ring)，聚焦环15环绕静电夹盘11，聚焦环15用于防止电弧放电。
30.盖环14上表面裸露部分的宽度a，小于聚焦环15上表面裸露部分的宽度b。
31.本实施方式中宽度b为宽度a的6倍以上。例如聚焦环15上表面裸露部分的宽度b加上盖环14上表面裸露部分的宽度a的总尺寸为28.2mm的话，宽度b可以设为25mm，宽度a可以设为3.2mm。
32.由于盖环14表面涂层含有氧化钇y2o3，在工艺过程中，离子轰击会把盖环14层中的钇y打出，并附着在腔壁16上,无形中增加了无晶圆自动干法蚀刻清洁(wac，waferless auto clean)的涂层面积，即wlc时腔壁16上附着更多的sio2，在晶圆后续工艺中会消耗更多的氟离子，氟离子的逐步减少导致刻蚀速率逐步降低。
33.本实施方式通过减小盖环14上表面裸露部分的面积，降低了钇元素的释出量，减少了氟离子的消耗，使刻蚀速率保持稳定。与现有技术的技术效果比较可从图2和图3看出，图2为现有技术的等离子体刻蚀装置蚀刻速率示意图，图3为具体实施方式的等离子体刻蚀装置蚀刻速率示意图。
34.以上通过具体实施方式和实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种等离子体刻蚀装置，其特征在于，包括：腔体，所述腔体被腔壁所包围，在所述腔体内部包括基座，所述基座中包含下电极，所述基座上设有设置有静电夹盘，所述静电夹盘用于吸附晶圆，还包括绝缘环、盖环和聚焦环，所述绝缘环设置在所述基座外围，用绝缘材料制成，所述盖环覆盖在所述绝缘环外部，所述绝缘环将所述下电极与所述盖环隔离，所述盖环有表面涂层，所述表面涂层为氧化钇，所述聚焦环容纳在所述盖环内，所述聚焦环环绕所述静电夹盘，所述盖环上表面裸露部分的宽度a小于所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b。2.如权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于：所述下电极连接射频设备。3.如权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于：所述绝缘环为陶瓷材料。4.如权利要求1所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于：所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b为所述盖环上表面裸露部分的宽度a的6倍以上。5.如权利要求4所述的等离子体刻蚀装置，其特征在于：所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b加上所述盖环上表面裸露部分的宽度a的总尺寸为28.2mm，其中宽度b为25mm，宽度a为3.2mm。

技术总结
本实用新型公开了一种等离子体刻蚀装置，包括：腔体，所述腔体被腔壁所包围，在所述腔体内部包括基座，所述基座中包含下电极，所述基座上设有设置有静电夹盘，所述静电夹盘11用于吸附晶圆，还包括绝缘环、盖环和聚焦环，所述绝缘环设置在所述基座外围，用绝缘材料制成，所述盖环覆盖在所述绝缘环外部，所述绝缘环将所述下电极与所述盖环隔离。所述盖环有表面涂层，所述表面涂层中含有氧化钇，所述聚焦环容纳在所述盖环内，所述聚焦环环绕所述静电夹盘，所述盖环上表面裸露部分的宽度a小于所述聚焦环上表面裸露部分的宽度b。聚焦环上表面裸露部分的宽度b。聚焦环上表面裸露部分的宽度b。


技术研发人员：丁佳 吴长明 冯大贵 欧少敏 冯玉岩
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021/11/9