[发明专利]一种非对称驱动旋转等离子刻蚀设备

说明书

本发明公开了一种非对称驱动旋转等离子刻蚀设备，其通过旋转组件带动位于反应室的工作台做非对称转动，从而使得待刻蚀的基板在不同的时间各点处于不同的位置，结合多电离室和多线圈，从而使得基板的各点在一段时间内接触的等离子更加均匀，避免局部位置等离子分布不均匀的情况，对于大尺寸晶圆的刻蚀效果更加明显。

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀技术领域，尤其是一种非对称驱动旋转等离子刻蚀设备。

背景技术

在半导体的生产过程中，刻蚀是关键的一步，早期的刻蚀采用湿法刻蚀，由于湿法刻蚀的固有缺陷，其逐渐被干法刻蚀取代，但是现有的干法刻蚀存在以下技术问题。

片上均匀性的控制不良。由等离子体驻波效应引起。目前设备通过多线圈方式来提高等离子密度的均匀性，但是多线圈仍然不能完全有效解决该问题，等离子的密度其在产生和传输过程中都存在不均匀性，多线圈的方式进行等离子传输，由于其电场强度是不均匀分布的，因此，传输至反应室内的等离子也是不均匀的，从而使得刻蚀不均匀。特别是进行大尺寸晶圆刻蚀时，中心与边缘的刻蚀速率、特征尺寸甚至轮廓等均出现差别，导致良率和控制精度的下降。

发明内容

本发明提供一种非对称驱动旋转等离子刻蚀设备，其可以使得大尺寸晶圆刻蚀时，中心与边缘的刻蚀速率基本相同。

一种非对称驱动旋转等离子刻蚀设备，包括壳体，所述壳体上部设有电离室，电离室内设有第一电极，气体通过电离室后进入反应室，反应室下部设有工作台，所述工作台设置在旋转组件上，所述工作台设有第二电极，所述旋转组件包括外壳，所述外壳包括顶部和侧部，所述侧部设有第一齿部，所述第一齿部整体呈圆形，所述外壳内设有中心齿轮和旋转齿轮，所述旋转齿轮位于中心齿轮和所述侧部之间，旋转齿轮分别与中心齿轮和第一齿部啮合，外壳转动时，旋转齿轮沿着中心齿轮的中轴线及旋转齿轮的中轴线转动，所述旋转齿轮设有杆部，所述杆部穿过外壳向上延伸，所述工作台与杆部固定连接。

进一步地，所述旋转齿轮为多个，并均匀分布在中心齿轮和侧部之间。

进一步地，所述第二电极通过导电滑环与高频电源电连接。

进一步地，所述中心齿轮与壳体固定连接，中心齿轮中部设有轴承，外壳一端设置在轴承内。

进一步地，所述延伸部设有第二齿部，电机通过驱动齿轮带动第二齿部转动。

进一步地，所述多个旋转齿轮轴心通过连杆连接。

进一步地，所述电离室为多个。

进一步地，所述第一电极呈螺旋线形。

采用本发明的技术方案，具有以下技术效果：

由于旋转齿轮沿着中心齿轮的中轴线及旋转齿轮的中轴线转动，因此带动与其连接的工作台做非对称旋转运动，使得基板的各点既可能位于中部也可能位于外侧。本发明改变了以往对等离子静态均匀的追求，采用非对称驱动的方式，使得即使到达基板的等离子静态不均匀的情况下，也能保证其动态均匀。对于大尺寸晶圆刻蚀的刻蚀，效果更加明显。

附图说明

图1为实施例一的示意图。

图2为实施例一的内部示意图。

图3为实施例一的缓冲腔和电离室结构示意图。

图4为实施例一剖面结构示意图。

图5为旋转齿轮与中心齿轮和侧部的啮合结构示意图。

图6为实施例一在A时刻，C、D的位置示意图。

图7为实施例一在B时刻，C、D的位置示意图。

图8为实施例二的旋转齿轮配合示意图。

图9为实施例三的结构示意图。