[发明专利]一种ICP刻蚀机

说明书

本发明属于刻蚀设备技术领域，公开了一种ICP刻蚀机。该ICP刻蚀机包括底座、下支架、上支架、上盖、调整环、导流板和线圈；下支架安装在底座上，上支架安装在下支架上，上盖安装在上支架上，线圈安装在上盖上；上盖、上支架内壁、下支架内壁和底座共同围设形成封闭的空腔；上盖还具有进气孔；导流板置于调整环上，调整环用于带动导流板沿靠近或远离底座移动；导流板用于将空腔分割为第一腔室和第二腔室，导流板具有若干个流道孔，第一腔室和第二腔室通过流道孔连通。通过本发明，可以实现放电间隙的调节和流场分布的调整；节省能源、提升效率和提高刻蚀质量；同时也能减少对上支架的刻蚀损害，提升刻蚀机的寿命。

技术领域

本发明涉及ICP刻蚀设备领域，尤其涉及一种ICP刻蚀机。

背景技术

ICP(Inductively Coupled Plasma)刻蚀，即反应耦合等离子体刻蚀，是一种非常重要的半导体干法刻蚀技术。ICP刻蚀机的刻蚀质量与放电间隙和流场分布有直接关系。放电间隙对等离子体内部参数有直接影响，尤其是等离子体内的电子温度，在其它条件不变的情况下减小放电间隙，能够提高等离子体中的电子温度，从而增加电子与中性气体的碰撞频率，进而达到提高刻蚀速率的效果；但放电间隙过小又会导致刻蚀空间被压缩，流场扩散不均并进一步导致刻蚀质量下降；同时电能转化效率又会随着放电间隙的减小而降低，所以放电间隙过小也会降低刻蚀速率。

目前，ICP刻蚀机的结构如图1所示，具体包括底座100＇、调整支架200＇、上支撑架300＇、上盖400＇、进气口410＇和线圈500＇。被刻蚀对象置于调整支架200＇的空腔内，由进气口410＇释放中性气体进入空腔，线圈500＇通过射频电源为等离子体提供能量，等离子体加速运动并对刻蚀对象进行刻蚀加工。

在现有的ICP刻蚀机中，对放电间隙进行调整时，需要拆开机台更换不同厚度的调整支架200＇(本操作相当于直接更换部分腔体)，以此来调节放电间隙，这种放电间隙的调整方式效率很低。而且现有的ICP刻蚀机缺少对流场气流的调控，中性气体直接从单一进气口410＇导入到调整支架200＇的空腔内，并在空腔内激化等离子体对被刻蚀对象进行刻蚀，增加了流场内的中性气体的不均匀性，也进一步加剧了腔内等离子体的不均匀性，刻蚀质量难有较大程度提升。

同时，上支撑架300＇完全暴露在等离子体的气氛中，现有技术对支撑架300＇金属表面做一层阳极氧化，以此保护上支撑架300＇，但在实际刻蚀中，尤其是当刻蚀气体中含有化学活性较强的卤族元素时，等离子体对腔室内壁的物理化学腐蚀作用极强，依据不同刻蚀气体，等离子体对阳极氧化层的刻蚀速率也有差异，这就导致复杂刻蚀气体条件下阳极氧化层会完全被刻蚀掉，从而失去对刻蚀机支撑架300＇的保护能力，导致支撑架300＇的寿命显著下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ICP刻蚀机，方便调节放电间隙和调控流场分布，既能节省能源、提升效率，也能提升刻蚀质量；同时也能减少刻蚀气体对上支架的刻蚀损害，提升刻蚀机的寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种ICP刻蚀机，包括底座、下支架、上支架、上盖和线圈，所述下支架安装在所述底座上，所述上支架安装在所述下支架上，所述上盖安装在所述上支架上，所述线圈安装在所述上盖上；所述上盖、所述上支架内壁、所述下支架内壁和所述底座共同围设形成封闭的空腔；所述上盖上还具有进气孔；所述ICP刻蚀机还包括调整环和导流板，所述导流板置于所述调整环上，所述调整环用于带动所述导流板靠近或远离底座移动，所述导流板用于将所述空腔分割为第一腔室和第二腔室，所述导流板具有若干个流道孔，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述流道孔连通。

作为一种ICP刻蚀机的优选方案，所述ICP刻蚀机还包括固定环，所述固定环固定连接在所述下支架的内壁上，所述固定环的内壁与所述调整环的外壁螺接。

作为一种ICP刻蚀机的优选方案，所述ICP刻蚀机还包括挡片，所述挡片被配置在某一所述流道孔上，用于阻断气体从该流道孔通过。