[发明专利]用于等离子刻蚀设备的上盖和等离子刻蚀设备

说明书

本发明提供一种用于等离子刻蚀设备的上盖，所述上盖包括导电的壳体，其中，所述上盖还包括分隔板，所述分隔板与所述壳体围成空腔，所述分隔板包括彼此相连的介质窗部和导电板部，所述介质窗部环绕所述导电板部设置，平面线圈设置在介质窗部上并位于所述空腔中。本发明还提供一种等离子刻蚀设备。在利用所述等离子刻蚀设备对晶片进行等离子刻蚀时，所述导电板部与下平板电极相对，因此，可以减小下平板电极的射频功率直接以电场的形式传输到腔室主体中时的阻抗，提高了射频功率的传输效率，增强了晶片表面的电场强度，提高了离子对晶片的轰击作用。

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种用于等离子刻蚀设备的上盖和一种包括该上盖的等离子刻蚀设备。

背景技术

图形化蓝宝石衬底(PSS，Patterned Sapphire Substrate)是目前业界普遍采用的一种提高蓝宝石衬底上GaN基LED出光效率的方法。其具体方法包括以下步骤：

用光刻胶或其他掩膜材料在蓝宝石衬底上制作图形化的掩膜层；和

用湿法刻蚀或干法刻蚀的方法刻蚀蓝宝石衬底，将掩膜上的图形转移到蓝宝石衬底上。

在对蓝宝石材料进行图形化时，可以根据蓝宝石材料的晶向、硬度等特性，选择不同的刻蚀方法，从而得到不同的刻蚀图形形貌。

目前常采用的一种方法为干法刻蚀。干法刻蚀主要是利用等离子体状态的工艺气体进行刻蚀。等离子体中的带正电荷的离子的轰击作用和中性自由基的化学腐蚀作用相互促进和加强，对蓝宝石进行刻蚀。由于蓝宝石硬度较高、化学性质较不活泼，刻蚀中以正离子的轰击作用为主，自由基的化学腐蚀为辅。

图1中所示的是一种常见的等离子刻蚀设备。如图所示，所述等离子刻蚀设备包括上盖100和腔室主体200，上盖100设置在腔室主体200的开放端。从图1中可以得出，上盖100包括壳体110、介质窗120。平面线圈130设置在由壳体110和介质窗120共同限定的空腔内，腔室主体200中设置有下平板电极300。在进行等离子刻蚀时，将晶片设置在下平板电极300上。当下平板电极300上加载射频功率时，晶片鞘层中的电子和离子在交变电场力的作用下做圆周运动，由于电子质量远小于离子，因此电子的运动速度远大于离子。在半个射频周期内，电场方向反转前，到达晶片表面的电子数目远大于离子数目，导致晶片表面出现净电子累积，形成负的晶片自偏压。晶片表面净电子累积的区域内有方向垂直指向晶片的电场，该区域为晶片鞘层。晶片鞘层内沿晶片法向指向晶片的方向电位逐渐降低。同理，上平面线圈加载射频频率后，介质窗表面也会形成鞘层结构(即，介质窗鞘层)，而使介质窗表面为负电位。介质窗鞘层和晶片鞘层之间的区域为等离子体区，电场方向沿介质窗法线指向介质窗，沿该方向电位逐渐降低(如图3所示)。

由于平面线圈均匀地布置在介质窗上，因此，平面线圈在晶片上的投影导致晶片内刻蚀均匀性的恶化。

图2中所示的是一种改进的等离子刻蚀设备，在所述等离子刻蚀设备中，平面线圈130设置在介质窗120的外围，并与下平板电极300没有正对面积，从而可以防止平面线圈130在晶片上的投影导致晶片内刻蚀均匀性的恶化。但是，平面线圈130的介质窗120对下平板电极300射频功率的电场耦合作用存在较强的电阻抗，射频功率的电场耦合效率被大大减弱，晶片自偏压偏低，离子对晶片的轰击能量不足，无法适应在高硬度的蓝宝石刻蚀侧壁平直的圆锥形貌图形的需求。

因此，如何减小等离子刻蚀设备进行刻蚀时，等离子刻蚀设备中的电阻抗成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种用于等离子刻蚀设备的上盖和一种包括该上盖的等离子刻蚀设备。利用所述等离子刻蚀设备对晶片进行刻蚀时，等离子刻蚀设备中的电阻抗较小。