一种等离子体蚀刻装置的制作方法

1.本实用新型涉及等离子体蚀刻领域，尤其涉及一种等离子体蚀刻装置。


背景技术：

2.在目前发光二极管(light emitting diode，简称led)、半导体等中的等离子体干法蚀刻制造技术领域中，干法蚀刻蚀刻机台通过进气口将制程气体通入干法蚀刻腔室，通过电极的偏压使得离子轰击达到物理性蚀刻的效果，同时，还通过排气口向外排气以提供真空环境并维持蚀刻腔室中的稳定压力。
3.然而，在等离子体干法蚀刻机中进行蚀刻时，不同区域的蚀刻速率很容易存在差异，导致蚀刻的均一性不好，从而影响蚀刻的品质。
4.因此，如何保证离子体干法蚀刻过程中的蚀刻均一性是亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供等离子体蚀刻装置，旨在解决离子体干法蚀刻过程中蚀刻的均一性不好的问题。
6.一种等离子体蚀刻装置，包括：
7.腔体；
8.进气口，所述进气口设于所述腔体的一侧，用于供目标气体通入所述腔体；
9.排气口，所述排气口设于所述腔体远离所述进气口的一侧，用于排气；
10.第一电极组件，所述第一电极组件设于所述腔体远离所述进气口的一侧，所述第一电极组件的不同区域相独立，能够接入不同的电压；
11.第二电极组件，所述第二电极组件设于所述腔体远离所述第一电极组件的一侧，且与所述第一电极组件相对。
12.上述等离子体蚀刻装置结构简单，通过第一电极组件的不同区域可接入不同的电压，能够实现差异化的电压控制，从而可以实现差异化的离子物理轰击能量控制，在偏压较高的区域，离子物理轰击能量相对较高，对于离子浓度较低的区域，可以通过提高对应区域的偏压提升其蚀刻的速率，相应的，在偏压较低的区域，离子物理轰击能量相对较低，可以通过降低对应区域的偏压减缓对应区域的蚀刻速率，因此，在一些蚀刻过程中，通过上述等离子体蚀刻装置能够达到改善蚀刻均一性的效果。
13.可选地，所述第一电极组件包括：
14.电极底板，所述电极底板绝缘；
15.至少两个电极片，所述电极片设置于所述电极底板之中，各所述电极片对应不同区域，各所述电极片相互独立。
16.通过在电极底板中设置不止一个相互独立的电极片的方式，在一些蚀刻过程中能够简单且低成本的实现电压的分区域控制。
17.可选的，所述等离子体蚀刻装置还包括电源装置，所述电源装置包括至少两个直
流供电单元，每个所述直流供电单元相互独立且能够提供不同的电压，每个所述直流供电单元分别与不同的所述电极片相连接，向对应的电极片供电。
18.通过具有至少两个相互独立的直流供电单元的电源装置为电极片供电，在一些蚀刻过程中能够使得第一电极组件的不同区域形成差异化的电压控制。
19.可选地，还包括托盘，所述托盘设置于所述第一电极组件远离所述腔体的内壁的一侧，所述托盘用于承载待蚀刻物体。
20.上述等离子体蚀刻装置通过将托盘与第一电极组件设置于腔体的同一侧，一些蚀刻过程中能够更精准的对于托盘上的待蚀刻物体的蚀刻速率进行调整。
21.可选的，所述等离子体蚀刻装置包括多个所述进气口，所述进气口均匀排列为与所述托盘的轮廓一致的图形。
22.通过正对着托盘均匀排列的进气口，实现均匀的进气，在一些蚀刻过程中进一步保证蚀刻速率的均一性。
23.可选的，所述第一电极组件包括第一区域，所述第一区域的形状为与所述托盘形状相同的中空图形，以及包括一个位于所述托盘中心点且与所述托盘形状相同的第二区域，所述第二区域设于所述第一区域的中空部分内。
24.通过逐层嵌套的区域划分，在一些蚀刻过程中能够实现托盘中心到托盘边缘的偏压的差异化控制，保证托盘的中心与托盘的边缘的蚀刻的均一性。
25.可选的，所述第一电极组件包括至少两个第一区域，其中，较小的所述第一区域设于较大的所述第一区域的中空部分内，所述第二区域设于最小的所述第一区域的中空部分内。
26.通过多层的第一区域的嵌套，在一些蚀刻过程中能够实现更多层级的偏压的差异化控制。
27.可选的，所述托盘为圆形托盘，所述第一区域为环形，所述第二区域为圆形。
28.通过与托盘形状相匹配的区域划分形式，在一些蚀刻过程中能够实现较好的蚀刻均一性效果。
29.可选的，所述第一电极组件包括多个第三区域，所述第三区域呈阵列排布。
30.通过阵列排布的区域划分形式，在一些蚀刻过程中，能够实现灵活的偏压的差异化控制，更为精准的提升蚀刻均一性，且能够适应更多的蚀刻需求。
31.可选的，所述等离子体蚀刻装置包括多个所述排气口，所述排气口环绕所述第一电极组件均匀设置。
32.均匀设置的排气口利于均匀的排除气体，进一步保证蚀刻的均一性。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图一；
34.图2为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的连接电源装置的示意图；
35.图3为本实用新型实施例提供的一种进气口的排布示意图一；
36.图4为本实用新型实施例提供的一种进气口的排布示意图二；
37.图5为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图二；
38.图6为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图三；
39.图7为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图四；
40.图8为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图五；
41.图9为本实用新型实施例提供的一种第一电极组件的结构示意图六；
42.图10为本实用新型实施例提供的一种等离子体蚀刻装置的结构示意图；
43.附图标记说明：
[0044]1‑
电极片；10
‑
电极底板；11
‑
第一电极片；12
‑
第二电极片；2
‑
电源装置；21
‑
第一直流供电单元；22
‑
第二直流供电单元；3
‑
托盘；4
‑
进气口；5
‑
腔体；6
‑
排气口；7
‑
待蚀刻物体。
具体实施方式
[0045]
为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0046]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
[0047]
相关技术中，等离子体蚀刻过程中不同区域的蚀刻速率很容易存在差异，导致蚀刻的均一性不好，从而影响蚀刻的品质。
[0048]
基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
[0049]
实施例：
[0050]
本实施例提供一种等离子体蚀刻装置，包括：
[0051]
腔体；
[0052]
进气口，进气口设于腔体的一侧，用于供目标气体通入腔体；
[0053]
排气口，排气口设于腔体远离进气口的一侧，用于排气；
[0054]
第一电极组件，第一电极组件设于腔体远离进气口的一侧，第一电极组件的不同区域相独立，能够接入不同的电压；
[0055]
第二电极组件，第二电极组件设于腔体远离第一电极组件的一侧，且与第一电极组件相对。
[0056]
腔体由外壁围合形成内部空间，该内部空间即是干法蚀刻过程中的反应腔室。进气口和排气口均是腔体的外壁上开出的孔或缝隙，外部的气体控制装置与进气口和排气口连接，通过进气口向腔体的内部输送目标气体，以及通过排气口将腔体中的气体(包括但不限于目标气体和腔体中原本留有的其他气体)抽出，气体控制装置包括与进气口连接的送气装置以及与排气口连接的抽气装置。本实施例中的目标气体即指在干法蚀刻中的以等离子体形式存在的气体，在蚀刻过程中，第一电极组件和第二电极组件之间可形成电场，可以通过电场对目标气体中的等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，通过引导等离子体轰击被蚀刻物体的表面，将被蚀刻的物体表面的原子击出，达到物理上的蚀刻。可与理解的是，更强的电场对于等离子体的引导所产生的能量更大，蚀刻的速率相对更高，更弱的电场对于等离子体的引导所产生的能量相对较小，蚀刻的速率也相对更低。蚀刻的过程中，由
于腔体内部的气体分布不能达到完全的均衡，腔体不同区域的等离子体浓度不同，容易导致蚀刻速率的差异，本实施例的第一电极组件上不同区域相互独立，并能够接入不同的电压，第一电极组件的区域是根据需求进行划分的，本实施例中，第一电极组件包括至少两个区域，在一些实施过程中，通过差异化控制第一电极组件上不同区域的电压，例如不同的电压弥补等离子体浓度不同导致的蚀刻速率差异，能够提升蚀刻的均一性，保证蚀刻的品质。
[0057]
作为一种示例，对于离子浓度较低的区域，其蚀刻速率较低，可控制第一电极组件上对应的区域的偏压(即相对于基准位的电压，若为负电压，则也称负偏压)更高以提升蚀刻速率；对于离子浓度较高的区域，其蚀刻速率较高，可控制第一电极组件上对应的区域的偏压更低，以降低其蚀刻速率，在此基础上，通过适当的电压控制，能够在一些蚀刻过程中提升蚀刻的均一性。
[0058]
第一电极组件可以通过任意方式实现不同区域接入不同电压。在一些实施方式中，第一电极组件包括绝缘的电极底板以及至少两个电极片，电极片设置于电极底板之中，即电极片嵌入电极底板的内部，各电极片对应不同区域，各电极片相互独立。通过控制电极片上的电压的不同，则能够使得第一电极组件不同的区域形成不同的偏压，由于电极片设置的位置是可以知道的，因而能够准确的控制对应的区域上的偏压。可以理解的是，本实施例并不限定电极片的数量，可根据实际的情况进行设置，更多的电极片能够实现更为灵活精准的蚀刻速率控制，而更少的电极片的成本更低且控制更为简单。示例性的，参见图1，示例出一种第一电极组件的结构，该第一电极组件中包括依次排布的三个电极片1，三个电极片1相互独立，可以接入相同的电压，也可以各自接入不同的电压，通过分别控制这三个电极片1的电压，则可以分别控制对应的三个区域的蚀刻速率在其原本蚀刻速率的基础上进行一定的调整，一些蚀刻过程中，可将这三个区域的蚀刻速率调整到基本一致，提升均一性。本示例中，电极底板可以是例如陶瓷等绝缘材料，电极片可以是包括但不限于例如铜、银等导电金属、以及石墨等其他导体材料，且对于第二电极组件而言，同样可以利用电极底板和电极片的形式实现。
[0059]
为了更好的控制等离子体蚀刻装置中各个电极片的电压，在一些实施方式中，本实施例的等离子体蚀刻装置还包括电源装置，电源装置包括至少两个直流供电单元，每个直流供电单元相互独立且能够提供不同的电压，每个直流供电单元分别与不同的电极片相连接，向对应的电极片供电。应当理解的是，在实际应用中，电源装置中的各个直流供电单元也可以根据需要提供一致的电压。应当说明的是，本实施例中的直流供电单元连接不同的电极片，但一个直流供电单元可以同时连接不止一个电极片，例如参见图2，在一些示例中，第一电极组件中包括依次排布的三个电极片1，电源装置2与电极片1连接，其中位于中间的电极片1与第一直流供电单元21连接，而两侧的电极片1均与第二直流供电单元22连接，在一些场景中，第一电极组件中间区域与两边区域的蚀刻速率不同的情况下，可以通过该示例的第一电极组件达到提升蚀刻的均一性的效果。在一些示例中，各个直流供电单元的电压固定设置，可根据等离子体蚀刻装置实际的蚀刻速率的分布情况预先固定的设定直流供电单元的电压，而在另一些示例中，各个直流供电单元的电压分别可以进行调整，可根据每次蚀刻的实际需求，调整直流供电单元的电压。
[0060]
在一些实施方式中，为更好承载待蚀刻物体，还包括托盘，托盘设置于第一电极组件远离腔体的内壁的一侧，该托盘用于承载待蚀刻物体。托盘和第一电极组件均位于腔体
内部的同一侧，例如在腔体的一侧依次设置第一电极组件和托盘，托盘的一侧可与第一电极组件接触(例如放置或固定于第一电极组件上)，托盘的另一侧暴露在腔体的内部，待蚀刻物体可放置或固定于托盘暴露在腔体内部的一侧上。
[0061]
本实施例中的进气口可以为任意的形式，例如一个或多个开孔，进气口可以排列为任意形状。为了进一步保证本实施例的等离子体蚀刻装置在蚀刻过程中的蚀刻均一性，可使得进气口在向腔体通入目标气体时，保证目标气体均匀的进入。例如在一些实施方式中，参见图3，多个进气口4排列的形状与托盘3的轮廓一致，且均匀分布，使得目标气体较为均匀的通入。还例如图4，等离子体蚀刻装置的进气口4包括多个，多个进气口4呈阵列形式正对着托盘3均匀排布，均匀排布的进气口4能够保证目标气体在进入腔体时是均匀的，即等离子体至少在进入腔体的一刻是较为均匀的，从而对于腔体内整体的等离子体的浓度的均匀性有着一定程度的保证。
[0062]
为了更好的说明，下面针对第一电极组件中的区域示例出几种设置方式，第一电极组件中的区域可包括但不限于下列形式。
[0063]
第一电极组件中的电极片也可以是层层相套的，在一些实施方式中，第一电极组件包括第一区域，第一区域的形状为与托盘形状相同的中空图形，以及包括一个位于托盘中心点且与托盘形状相同的第二区域，第二区域设于第一区域的中空部分内。
[0064]
下面还提供具体示例，在下列示例中，托盘放置于第一电极组件上，托盘向第一电极组件的投影覆盖了至少两个电极片。应当说明的是，为了便于理解，下列相关示例的图示中均对托盘和电极底板进行了透视绘制(托盘以虚线绘制)。作为一种具体的示例，参见图5所示，托盘3为矩形，第一电极组件的电极底板10也为矩形，第一电极组件中的电极片包括同样为矩形，但面积较小的第一电极片11，以及包围第一电极片11的第二电极片12，第二电极片12的轮廓同样为矩形，但其中间为空心区域，空心区域则设置了上述第一电极片11，第一电极片11和第二电极片12之间互不接触以保证相互独立。可以理解的是，该示例中，第一电极片11所对应的区域即形成了一个位于托盘中心点且与托盘形状相同的第二区域，第二电极片12所对应的区域即形成一个与托盘形状相同的中空图形的第一区域。
[0065]
在一些实施方式中，第一电极组件包括至少两个第一区域，其中，较小的第一区域设于较大的第一区域的中空部分内，第二区域设于最小的第一区域的中空部分内。
[0066]
且一些示例中，托盘为圆形托盘，第一区域为环形，第二区域为圆形。
[0067]
例如参见图6所示，在另一示例中，托盘3也可为圆形，第一电极组件中的电极片包括同样为圆形，但面积较小的第一电极片11，以及包围第一电极片11的第二电极片12，第二电极片12为环形。
[0068]
作为一种具体的示例，参见图7所示，还在一种示例中，托盘3为圆形，第一电极组件中的电极片包括同样为圆形，但面积较小的第一电极片11，以及两个环形的第二电极片12，这两个第二电极片12的大小不同，较大的第二电极片12将较小的第二电极片12套在环形区域的中央，而第一电极片11则处于较小的第二电极片12的中央(当然其同时也在较大的第二电极片12的环形区域的中央)，实际上，本示例的这三个电极片的圆心可以是重合的。本示例中的大小不同的两个第二电极片12所对应的区域即相当于两个第一区域，而第一电极片11所对应的区域即相当于上述的第二区域。可见，在其他示例中，还可以设置更多层的电极片，且形状也可以任意设置。
[0069]
第一电极组件中的电极片还可以是阵列排布的，如还在一些实施方式中，第一电极组件包括多个第三区域，第三区域呈阵列排布。
[0070]
作为一种具体的示例，参见图8所示，在该示例中，第一电极组件包括多个电极片1，这些电极片1呈阵列式排布，在互不接触的前提下基本布满了第一电极组件，通过控制电极片1阵列，可以实现不同区域的蚀刻速率的调整，该示例中，每个电极片1所对应的区域即相当于上述第三区域。同样的，在该示例中，电极片1的数量和密度以及电极片1的形状等，也是可以根据需要而设置。
[0071]
在其他实施方式中，第一电极组件的区域还可以划分为其他形式。例如图9所示，还示例出一种电极片的设置方式，该示例与图7所示的设置方式较为相似，但第二电极片12并非为一个完整的环形，而是环形的四个部分，可以实现更多区域的划分，对于蚀刻速率的控制更为灵活和准确。可见，通过对电极片的布置，可以实现包括但不限于上述示例的第一电极组件的区域的划分设置。
[0072]
一些实施例中，排气口与第一电极组件虽设于同一侧，但二者分开设置，例如，排气口设于第一电极组件的轮廓所围区域之外的位置，避免第一电极组件区域内需要蚀刻的物体处的等离子体被直接抽走，保证蚀刻的效果。还在一些实施方式中，等离子体蚀刻装置包括多个排气口，排气口环绕第一电极组件均匀设置，通过均匀设置的排气口，也保证气体均匀排除，进一步保证蚀刻的均一性。
[0073]
为了更好的说明本实用新型的等离子体蚀刻装置，本实施例下面还示例出一种较为具体的等离子体蚀刻装置，请参见图10，本示例的等离子体蚀刻装置包括：
[0074]
腔体5，可由包括但不限于陶瓷等绝缘材料制成，腔体5形成圆柱形的内部区域作为蚀刻时的反应腔。腔体5的顶部(本示例中以图示方向为参考)开设多个进气口4，本示例中，多个进气口4呈环形均匀分布于腔体5顶部，外部的送气装置与进气口4连接以将目标气体通入腔体5的内部。腔体5的底部设置第一电极组件，电极底板置于腔体5的底部，电极底板中设置有三层电极片1，本示例中的第一电极组件可为上述图7所示例的结构，电源装置2连接第一电极组件的各个电极，同时，电源装置2也可以连接第二电极组件(图中未示出)。托盘3置于第一电极组件上方，托盘3上可以承载待蚀刻物体7(例如晶圆)。本示例中的托盘3和第一电极组件均可为圆形，与第一电极组件相对的第二电极组件也可为圆形，在托盘3和第一电极组件的外围，开设环状的排气口6。本示例中，进气口4和排气口6相对于托盘3均位于较为远离托盘3中心的位置，目标气体在进入腔体5的内部区域后，其中的一部分会在托盘3的外围被排气口6直接抽走，造成腔体5的内部区域的中心部分的等离子体浓度较低，则托盘3中心区域的蚀刻速率相对于托盘3的边缘区域的蚀刻速率会较慢；通过本示例的等离子体蚀刻装置分别控制电极片1形成差异化的偏压，可以控制对应于托盘3的中心区域的电极片1至对应于托盘3最边缘区域的电极片1的电压为依次降低的关系，能够在一定程度上使得托盘3中心区域的蚀刻速率在其原有基础上相对加快，托盘3边缘区域的蚀刻速率在其原有基础上相对下降，从而提升蚀刻速率的均一性。可见，本示例的等离子体蚀刻装置在一些蚀刻过程中，能够实现改善蚀刻均一性的效果。
[0075]
可以理解的是，在其他示例的等离子体蚀刻装置中，只要根据各电极片电压相同时的蚀刻速率差异，使对应于不同区域的电极片接入的电压的形成合理的强度关系，同样可以实现改善蚀刻均一性的效果。
[0076]
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。