[发明专利]匀气结构及等离子体系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体系统，特别是涉及一种提高刻蚀性能的、适用于电感耦合等离子体系统的气体匀气结构。

背景技术

现有技术中，随着半导体集成电路的迅猛发展，集成电路技术的更新换代不断加快，而每个技术代都是以最小特征尺寸的缩小、芯片集成度和硅片尺寸的增加为标志。而随着微型化需求的持续，工艺节点的进一步缩小必然会增加集成电路制造的复杂度，对生产流程中每个工艺的要求也会越来越高。

在半导体工艺流程中，等离子体干法刻蚀是非常重要的工艺制程，是实现图形转移的重要途径。随着晶圆直径的增大和晶体管尺寸的缩小，导致在刻蚀过程中要求有更高的精准和重复性。在众多影响刻蚀性能的参数中，刻蚀均匀性是最为重要的参数之一，而刻蚀均匀性主要体现在腔体内气流的分布情况，因此提高气体在腔体内的分布均匀性，显得格外重要。

常见的等离子体刻蚀包括电感耦合等离子体系统（ICP）、电容耦合等离子体系统（CCP）以及微波电子回旋共振等离子体系统（ECR）。

本发明针对电感耦合等离子体系统（ICP），引入气体的匀气结构，增加气体在腔体内的分布均匀性，提高刻蚀性能。

请参阅图1和图2所示，图1为等离子体系统中喷嘴的结构示意图，图2为现有技术的等离子体系统的结构示意图，喷嘴110的结构为圆柱主体112、中心喷气孔114、圆周喷气孔116及主管道118。喷嘴110插入图2中的等离子体系统100的介质窗120中，气体通过主管道118流入，经中心喷气孔114和圆周喷气孔116分流通入腔体130内。

喷嘴110通过喷嘴固定结构150安装在介质窗120上。晶圆通过静电卡盘140固定在腔体130内。射频电源160通过射频线圈170，将气体解离形成等离子体。

气体通过主管道118流入，在喷嘴110的底部经中心喷气孔114和圆周喷气孔116分流进入腔体130，这样将导致气体主要通过中心喷气孔114流入腔体130，仅有很少一部分气体经过圆周喷气孔116，并且喷嘴110的直径远小于腔体130内放置的晶圆直径，致使气体不能有效注入到晶圆的表面，而主要囤积于晶圆的中心部分，导致刻蚀不均匀性出现，影响刻蚀效果。

鉴于上述缺陷，本发明人经过长时间的研究和实践终于获得了本发明创造。

发明内容

基于此，有必要提供一种提高刻蚀均匀性的匀气结构及具有该匀气结构的等离子体系统。

本发明的一种匀气结构，包括匀气板与进气板；

所述匀气板上设置通孔；

所述进气板覆盖在所述匀气板的通孔上，所述进气板上设置喷气孔。

作为一种可实施方式，所述通孔的尺寸和形状与所述进气板的尺寸和形状相匹配；

所述进气板活动安装于所述匀气板的通孔内。

作为一种可实施方式，所述通孔的数量为多个。

作为一种可实施方式，所述喷气孔的数量为多个。

本发明的一种等离子体系统包括腔体、介质窗、喷嘴与所述的匀气结构；

所述介质窗置于所述腔体的开口上；

所述介质窗的中部设置安装孔，所述喷嘴插入所述安装孔中；

所述匀气板置于所述喷嘴的下方，并安装于所述介质窗上；

气体从所述喷嘴中流入，经由所述通孔与所述喷气孔位置对应的重叠部分，通入所述腔体内。

作为一种可实施方式，在所述介质窗靠近所述腔体的端面的中部设置凹槽；

所述安装孔位于所述凹槽的底部；所述匀气板内嵌于所述凹槽内；

所述匀气板与所述凹槽的底部之间具有预设的距离。

作为一种可实施方式，所述介质窗靠近所述腔体的端面为平面；

所述匀气板为槽形，所述匀气板的槽形开口朝向所述介质窗。

作为一种可实施方式，所述匀气板活动安装于所述介质窗上；

所述匀气板与所述介质窗之间设置密封胶圈。

作为一种可实施方式，所述喷气孔的形状为圆形、椭圆形、菱形或方形。

作为一种可实施方式，所述的等离子体系统还包括盲板；

所述盲板的数量与所述进气板的数量之和等于所述通孔的数量；

当多个所述通孔中的部分所述通孔上未对应覆盖所述进气板时，所述盲板覆盖在未覆盖所述进气板的所述通孔上。

作为一种可实施方式，所述进气板通过紧固件安装于所述匀气板上。

作为一种可实施方式，所述匀气板、所述进气板的材料与所述介质窗相同。

作为一种可实施方式，所述匀气板、所述进气板与所述介质窗的材料为石英。