[实用新型]一种用于改善刻蚀均匀性的等离子刻蚀装置

说明书

本实用新型公开了一种用于改善刻蚀均匀性的等离子刻蚀装置，包括工艺腔室和下电极；所述下电极与工艺腔室的底板上端面相接；还包括多个下工艺气体通道；所述下工艺气体通道的进气端口位于工艺腔室外部；所述下工艺气体通道的出气端口靠近下电极上端面外缘。本实用新型通过下工艺气体通道；朝向下电极上端面外缘附近供应工艺气体，增大下电极边缘的工艺气体供气量，加快下电极边缘的刻蚀速度，使下电极边缘区域与下电极中心区域刻蚀速度相近，改善刻蚀均匀性。

技术领域

本实用新型属于半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种用于改善刻蚀均匀性的等离子刻蚀装置。

背景技术

如图1，一种现有的等离子刻蚀装置，工艺腔室1的下方正中心安装有下电极2，下电极2上面会连接射频电源组件，为等离子刻蚀实现偏压作用。工艺腔室1的上部是腔盖5和放置在腔盖5上部的耦合窗6。耦合窗6的中心安装有进气喷嘴7，在进气喷嘴7中布置多个进气孔，工艺气体从这个进气喷嘴7喷出，进入工艺腔室1内部，形成中部进气流。线圈组件8安装在耦合窗6上部，连接至顶部的上射频电源9，为腔室内的工艺提供激发等离子体的能量。有的等离子刻蚀装置中，腔盖5内部也布置有多个朝向工艺腔室1的通气孔，工艺气体从通气孔中喷出，进入工艺腔室1内部，形成边缘进气流。

下电极2越大，则能够刻蚀的晶圆尺寸越大，可放置的晶圆数量也越多，能提高生产效率。但越靠近下电极2的边缘，等离子体越少，因此下电极2越大，刻蚀均匀性也随之变差，通常表现为靠近下电极边缘区域刻蚀速度刻蚀慢，下电极中心区域刻蚀快。一般解决方式有两种：第一种在下电极2分区加热，使下电极2的边缘区域温度高于中心区域温度，这样会平衡边缘区域与中心区域的刻蚀速度；但是下电极2通常是导热较快的金属，分区加热很难区别的很明显，而且温度差异会有限制，对于刻蚀速度差异的补偿能力有限；第二种是在下电极2接入多个射频电源，该方案只适合电容耦合刻蚀机台，对于电感耦合刻蚀机台，下电极只有一个射频电源，该方案不适用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种用于改善刻蚀均匀性的等离子刻蚀装置，增大下电极边缘的工艺气体供气量，加快下电极边缘的刻蚀速度，改善刻蚀均匀性。

技术方案：本实用新型提出一种用于改善刻蚀均匀性的等离子刻蚀装置，包括工艺腔室和下电极；所述下电极与工艺腔室的底板上端面相接；还包括多个下工艺气体通道；所述下工艺气体通道的进气端口位于工艺腔室外部；所述下工艺气体通道的出气端口靠近下电极上端面外缘。

进一步，所述下电极的侧壁外周套装有保护环；所述保护环的内壁与下电极的侧壁设置有间隙。

进一步，所述下工艺气体通道开孔设置在下电极与工艺腔室的底板；

进一步，所述下工艺气体通道的出气端口位于下电极的侧壁。

进一步，所述下电极与工艺腔室的底板上端面之间设置有绝缘垫；所述下工艺气体通道开孔设置在下电极、绝缘垫及工艺腔室的底板。

进一步，所述下工艺气体通道仅开孔设置在工艺腔室的底板；所述下工艺气体通道的出气端口位于工艺腔室的底板上端面，且靠近所述下电极的侧壁。

进一步，所述下工艺气体通道仅开孔设置在工艺腔室的底板；所述下工艺气体通道的出气端口位于工艺腔室的底板上端面，且位于所述保护环的内壁与下电极的侧壁之间的间隙处。

进一步，所述工艺腔室的底板开设有安装孔；所述下电极外缘的下端面与工艺腔室的底板上端面相接；所述下电极中心处位于安装孔的正上方；所述下工艺气体通道仅开孔设置在下电极；所述下工艺气体通道的进气端口位于所述下电极中心处的下端面。

进一步，所述下工艺气体通道的出气端口位于下电极的侧壁。

进一步，所述工艺腔室的侧壁设置有真空泵；靠近真空泵所在一侧的下工艺气体通道的出气端口的数量多于远离真空泵所在一侧的下工艺气体通道的出气端口的数量。