[发明专利]一种用于离子中性化的网板结构

说明书

技术领域

 本发明涉及中性离子刻蚀技术领域，特别涉及一种用于离子中性化的网板结构。

背景技术

产品集成度高、精细化、高效率、低成本一直是集成电路等微细加工制造业发展的直接动力。自1970年以来，器件制造首先开始使用等离子体工艺，这使得等离子体工艺技术成为大规模集成电路等工业领域微细加工的关键技术。目前，等离子体刻蚀、离子注入、清洗及沉积等离子体工艺技术，被广泛地应用在超大规模集成电路的制造工艺中。等离子体工艺技术，主要用于SiO₂、SixNy 等介质薄膜，Si、GaAs等半导体薄膜和Al、Cu等金属薄膜的微细加工，该技术是唯一能有效地精确控制各种材料尺寸到亚微米级尺寸大小，且具有极高重复性的工艺技术。

然而，随着器件特征尺寸的缩小，在亚微米级尺寸以下的微细加工中，等离子体工艺技术需要解决加工材料和器件损伤的问题，尤其是等离子体刻蚀工艺所存在的问题。等离子体刻蚀工艺在解决高均匀性、高选择比和深宽比的同时，还要满足高刻蚀率、较低损伤的要求。在此过程中，容易产生静电损伤、离子轰击损伤、紫外光和X光子造成的辐照损伤、以及电子阴影效应等主要问题。等离子体损伤等问题会影响刻蚀精度及器件性能，造成原子位移、非定域晶格、悬空键，以及阈值电压漂移、跨导退化、结漏电增加等现象。这些问题随着器件特征尺寸的减小变得愈加突出，尤其是在10nm以下的精确刻蚀极为困难。因此，集成电路的精细化对工艺与设备提出了更高的要求，而传统的等离子体工艺设备，难以满足进一步精细化加工的要求。

中性粒子工艺技术是一种可以解决微细加工中材料与器件损伤等问题的方法。该技术采用生成中性粒子束的方法，很好地解决了等离子体刻蚀工艺中的静电损伤、辐照损伤等问题，提高了工艺精度和器件性能，满足了集成电路制造中不断提高的精细化要求。图1为一典型中性粒子刻蚀工艺系统，该系统在一定真空条件下，工艺气体从进气口111进入反应室102上部后，在平面螺旋形射频线圈122上加载射频功率，使工艺气体在射频电源121的激发下，在反应室102上部产生等离子体131。在等离子体气氛中产生有离子、游离基、分子和原子等。离子通过直流偏压124加速，通过中性化网板123上的小孔后获得能量并实现离子中性化。当中性化网板123上加有电压时，反应腔内离子会在电场的作用下加速向中性化网板运动，在运动中增加能量。当离子运动到中性化网板123的小孔中时，会与孔壁发生碰撞，进行电中和，形成中性粒子束132；中性粒子束对放在载片台103上的芯片104进行处理，实现刻蚀等工艺，反应产物通过排气口112排出。

在现有的方案中，等离子体一般都是采用感性耦合方式产生的。由于射频线圈空间分布的关系，等离子体在腔室中的分布不均匀，并且随着射频电压等参数的变化而变化，从而导致刻蚀工艺结果的均匀性差并且工艺窗口较小，给工艺调节带来一定难度。另外，通过中性化网板123的小孔而被中性化的离子流量，受中性化网板孔隙率的影响很大。一般中性化网板的孔隙率小于50%，大多数离子在中性化网板上表面发生碰撞而不能进入小孔中，能够通过小孔被中性化并对芯片发生刻蚀作用的粒子大大减少，这使得工艺不均匀性更加明显，刻蚀速率也大大降低。

发明内容

为了解决现有中性离子刻蚀工艺结果均匀性差、刻蚀速率低等问题，本发明提供了一种用于离子中性化的网板结构，所述网板结构包括上网板和中性化网板，所述中性化网板上设置有多个网孔，所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式不同。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上表面为凸状弧形，下表面为水平，中间厚，边缘薄。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上表面为凹状弧形，下表面为水平，中间薄，边缘厚。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上下表面均为凸状弧形，中间厚，边缘薄。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上下表面为凹状弧形，中间薄，边缘厚。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上表面为波浪状，下表面为凸状弧形。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上表面为波浪状，下表面为水平。

所述中性化网板横截面的上下表面不同区域的厚度分布形式为：所述中性化网板横截面上表面为波浪状，下表面为凹状弧形。