專利名稱：上部改善環(huán)及蝕刻腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種上部改善環(huán)及蝕刻腔室。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體的制造程序，其工藝步驟繁多，且制程復(fù)雜，需要有非常精密的設(shè)備和細(xì)心的作業(yè)，才能達(dá)到無缺點(diǎn)的品質(zhì)。在一系列制造程 序中，最為重要的步驟之一就是蝕刻。一般蝕刻可分為濕式蝕刻(WET ETCH)及干式蝕刻(DRY ETCH)兩種。而所謂干式蝕刻(也稱為干法蝕刻或干蝕刻)，則是利用干蝕刻機(jī)臺產(chǎn)生電漿將所欲蝕刻之薄膜，反應(yīng)產(chǎn)生氣體，由PUMP抽走達(dá)到圖案定表之目的。在干蝕刻技術(shù)中，一般多采用電漿蝕刻(Plasma Etching)與活性離子蝕刻(Reactive Ion Etching, RIE),通常電衆(zhòng)蝕刻使用較高的壓力(大于200mT)及較小的RF功率，當(dāng)芯片浸在電漿之中，曝露在電漿之表層原子或分子與電漿中之活性原子接觸并發(fā)生反應(yīng)而形成氣態(tài)生成物而離開晶面造成蝕刻，此類蝕刻即稱之為電漿蝕亥Ij。所謂電漿即為氣體分子在一電場中被游離成離子(正、負(fù)電荷)、電子、及中性基等，在純化學(xué)反應(yīng)中，采用中性基為蝕刻因子，在RIE時(shí)，取活性離子作為蝕刻因子。在電漿蝕刻時(shí)，電漿里包含了活性原子、活性離子(正離子)及電子，當(dāng)壓力較低(小于IOOmT)且氣體兩端所加之電壓(RF Power)夠高時(shí)，活性離子即被迅速加速沖向電極上之芯片，而撞擊晶面上曝露在電漿中的表層，將表層之原子擊出，再與活性原子反應(yīng)因而造成蝕刻。一個(gè)晶圓上面均勻的分布著許多個(gè)小的功能區(qū)域(Die)，每個(gè)區(qū)域就是一個(gè)獨(dú)立的小芯片。所以晶圓表面必須被均勻同等的蝕刻，才能夠保證每個(gè)小的Die的功能的一致性，也就是半導(dǎo)體中的良率(Yield)。但由于電漿在制程腔中的分布特性，以及晶圓本身沿中心到邊緣的材質(zhì)特性的不一樣導(dǎo)致了在蝕刻過程中晶圓由里到外的被蝕刻均勻度的不一樣。均勻度(Uniformity)是一種測量值的平均分布。藉以表示芯片內(nèi)各測量點(diǎn)的數(shù)值或是芯片間其測量值的變化。在IC制程中，常用以表示薄膜厚度，線寬在整片芯片內(nèi)或芯片間的分布。均勻度愈小，表示各點(diǎn)變化愈小。亦即表示芯片制程品質(zhì)較佳，也是制程能力愈好的表現(xiàn)。所以在蝕刻過程中的線寬/線寬均勻度(CD/CDU)也是一個(gè)重要的參數(shù)，會直接影響最終的測試效果及良率。在蝕刻機(jī)臺的蝕刻腔內(nèi)會用到上部邊緣環(huán)(Top EdgeRing,也稱為上部改善環(huán))，擴(kuò)大整個(gè)晶圓的虛擬面積的原理，以改善蝕刻的均勻度。但隨著RF次數(shù)的增加，Top Edge Ring也會被蝕刻損耗掉，會導(dǎo)致蝕刻均勻度的變差，甚至?xí)腥毕?defect)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此蝕刻機(jī)臺上Top Edge Ring必須定期更換,生產(chǎn)成本巨大。具體地，請參閱圖I和圖2，現(xiàn)有的蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內(nèi)的用于吸附晶圓I’的靜電卡盤2’、下部絕緣環(huán)3’和上部改善環(huán)4’，所述靜電卡盤2’具有向上凸出的中部，所述向上凸出的中部由下至上依次穿設(shè)于所述下部絕緣環(huán)3’和所述上部改善環(huán)4’。所述上部改善環(huán)4’包括環(huán)狀本體41’，所述環(huán)狀本體41’的上表面的內(nèi)側(cè)端設(shè)有環(huán)形凹口 42’。上部改善環(huán)4’的作用是根據(jù)相似材質(zhì)有相似特性的原理，用以擴(kuò)大晶圓的物理半徑，以改變晶圓的周邊區(qū)域和中心區(qū)域的蝕刻均勻度。請參閱圖3，現(xiàn)有的上部改善環(huán)4’的環(huán)狀本體41’的厚度a/通常是15毫米，所述環(huán)形凹口 42’沿豎直方向的凹陷深度a2’范圍是3.5毫米，所述環(huán)形凹口 42’沿水平方向的凹陷深度a3’是3毫米。然而，隨著使用時(shí)間的增長，一方面，上部改善環(huán)4’會由于蝕刻工藝變薄且其表面變粗糙，以致其原先改善均勻度的作用會大為減弱。另一方面，上部改善環(huán)4’的環(huán)形凹口42’處沒被晶圓I’蓋住的地方會被蝕刻出現(xiàn)小凹槽43’(如圖4所示)，當(dāng)出現(xiàn)小凹槽43’時(shí)，蝕刻產(chǎn)生的一些小顆粒的雜質(zhì)東西容易積聚到小凹槽43’中，并且位于小凹槽43’中的雜質(zhì)顆粒非常容易由于蝕刻腔體內(nèi)的氣流飄落到晶圓I’上。所以，上述兩個(gè)原因決定了上部改善環(huán)4’的使用時(shí)間，其使用一定時(shí)間后必須進(jìn)行更換，上部改善環(huán)4’的使用壽命非常短,造成了材料的大量浪費(fèi),提高了生產(chǎn)成本。因此，如何提供一種可以延長上部改善環(huán)的使用壽命、降低生產(chǎn)成本的上部改善環(huán)和蝕刻腔室是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的上部改善環(huán)和蝕刻腔室，其可以使上部改善環(huán)的使用壽命雙倍增加，有效降低生產(chǎn)成本。為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種上部改善環(huán)，包括環(huán)狀本體，所述環(huán)狀本體的上表面和下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口。優(yōu)選的，在上述的上部改善環(huán)中，所述環(huán)狀本體的厚度范圍是15-20毫米。優(yōu)選的，在上述的上部改善環(huán)中，所述環(huán)狀本體的厚度是17毫米。優(yōu)選的，在上述的上部改善環(huán)中，所述環(huán)形凹口的沿豎直方向的凹陷深度范圍是
3.5~4. 5 暈米。優(yōu)選的，在上述的上部改善環(huán)中，所述環(huán)形凹口沿水平方向的凹陷深度是3. 5-4. 5毫米。本實(shí)用新型還公開了一種蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內(nèi)的用于吸附晶圓的靜電卡盤、下部絕緣環(huán)和上部改善環(huán)，所述靜電卡盤具有向上凸出的中部，所述向上凸出的中部由下至上依次穿設(shè)于所述下部絕緣環(huán)和所述上部改善環(huán)，所述上部改善環(huán)采用如上任意一項(xiàng)所述的上部改善環(huán)。本實(shí)用新型提供的上部改善環(huán)和蝕刻腔室，通過在上部改善環(huán)的環(huán)狀本體的上、下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口，當(dāng)環(huán)狀本體的上表面或者下表面由于蝕刻工藝的影響變薄或其表面變粗糙或出現(xiàn)小凹槽，致使無法繼續(xù)使用時(shí)，將該上部改善環(huán)上下位置倒置一下，就可以繼續(xù)使用該上部改善環(huán)，從而，在不影響上部改善環(huán)功能的情況下，使得上部改善環(huán)的使用壽命增加雙倍但不會增加材料成本，從而有效降低了上部改善環(huán)的使用量，降低了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型的上部改善環(huán)和蝕刻腔室由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖I為現(xiàn)有的蝕刻腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有的上部改善環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有的上部改善環(huán)的尺寸示意圖。[0020]圖4為現(xiàn)有的上部改善環(huán)出現(xiàn)小凹槽情況的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例的蝕刻腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例的上部改善環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例的部改善環(huán)的尺寸示意圖。圖中，1、1’_晶圓，2、2’一靜電卡盤，3、3’一下部絕緣環(huán)，4、4’一上部改善環(huán)，41、41’ —環(huán)狀本體，42、42’ 一環(huán)形凹口，43-小凹槽。
具體實(shí)施方式
以下將對本實(shí)用新型的蝕刻腔室作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下面將參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選 實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實(shí)用新型的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠贡緦?shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須作出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。為使本實(shí)用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。請參閱圖5，圖5所示是本實(shí)用新型一實(shí)施例的蝕刻腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供了一種蝕刻腔室，包括腔體(未圖示)以及位于腔體內(nèi)的用于吸附晶圓I的靜電卡盤2、下部絕緣環(huán)3和上部改善環(huán)4，所述靜電卡盤2具有向上凸出的中部，所述向上凸出的中部由下至上依次穿設(shè)于所述下部絕緣環(huán)3和所述上部改善環(huán)4。請參閱圖6，并請結(jié)合圖5，其中，圖6所示是本實(shí)用新型一實(shí)施例的上部改善環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述上部改善環(huán)4，包括環(huán)狀本體41，所述環(huán)狀本體41的上、下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口 42。請參閱圖7,并請結(jié)合圖5和圖6,在上述的上部改善環(huán)4中，所述環(huán)狀本體41的厚度B1范圍是15-20毫米。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)環(huán)狀本體41的厚度小于15毫米時(shí)，由于上部改善環(huán)41會因蝕刻工藝變薄，致使不能起到均勻晶圓I各區(qū)域的效果；當(dāng)環(huán)狀本體41的厚度％大于20毫米時(shí)，會對環(huán)狀本體41的材料造成一定浪費(fèi)；總之，厚度范圍是15-20毫米的環(huán)狀本體41比較適宜。相比現(xiàn)有的環(huán)狀本體，本實(shí)施例中，將所述環(huán)狀本體41的厚度適當(dāng)增加，在考慮上部改善環(huán)41受蝕刻工藝而變薄的影響情況下，不浪費(fèi)材料。較佳的，在上述的上部改善環(huán)4中，所述環(huán)狀本體41的厚度是17毫米。較佳的，在本的上部改善環(huán)4中，所述環(huán)形凹口 42的沿豎直方向(即沿環(huán)狀本體41的厚度方向)的凹陷深度a2范圍是3. 5-4. 5毫米，所述環(huán)形凹口 42沿水平方向(即沿環(huán)狀本體41的寬度方向)的凹陷深度％是3. 5-4. 5毫米。具體的，本實(shí)施例中，所述環(huán)形凹口42的沿豎直方向的凹陷深度a2是4毫米，所述環(huán)形凹口 42沿水平方向的凹陷深度a3是4毫米。由于環(huán)狀本體41的厚度比原先的環(huán)狀本體的厚度a/有所增加，因此，在滿足其強(qiáng)度的前提下，可以適當(dāng)增加環(huán)形凹口 42沿豎直方向的凹陷深度&2和沿水平方向的凹陷深度a3，如此，可以進(jìn)一步提高上部改善環(huán)4的單面使用壽命，最終延長上部改善環(huán)4的總使用壽命，節(jié)約了材料成本。綜上所述，本實(shí)用新型提供的上部改善環(huán)和蝕刻腔室，通過在上部改善環(huán)的環(huán)狀本體的上、下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口，當(dāng)環(huán)狀本體的上表面或者下表面由于蝕刻工藝的影響變薄或其表面變粗糙或出現(xiàn)小凹槽，致使無法繼續(xù)使用，將該上部改善環(huán)上下位置倒置一下，就可以繼續(xù)使用該上部改善環(huán)，從而，在不影響上部改善環(huán)功能的情況下，使得上部改善環(huán)的使用壽命增加雙倍但不會增加材料成本，有效降低了上部改善環(huán)的使用量,降低了生產(chǎn)成本。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種上部改善環(huán)，包括環(huán)狀本體，其特征在于，所述環(huán)狀本體的上表面和下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上部改善環(huán)，其特征在于，所述環(huán)狀本體的厚度范圍是15-20毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上部改善環(huán)，其特征在于，所述環(huán)狀本體的厚度是17毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上部改善環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形凹口沿豎直方向的凹陷深度范圍是3. 5-4. 5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上部改善環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形凹口沿水平方向的凹陷深度是3. 5-4. 5毫米。
6.一種蝕刻腔室，包括腔體以及位于所述腔體內(nèi)的用于吸附晶圓的靜電卡盤、下部絕緣環(huán)和上部改善環(huán)，所述靜電卡盤具有向上凸出的中部，所述向上凸出的中部由下至上依次穿設(shè)于所述下部絕緣環(huán)和所述上部改善環(huán)，其特征在于，所述上部改善環(huán)采用如權(quán)利要求5中任意一項(xiàng)所述的上部改善環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種上部改善環(huán)，包括環(huán)狀本體，環(huán)狀本體的上、下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口。還公開了一種蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內(nèi)的靜電卡盤、下部絕緣環(huán)和上部改善環(huán)，靜電卡盤具有向上凸出的中部，向上凸出的中部由下至上依次穿設(shè)于下部絕緣環(huán)和上部改善環(huán)，上部改善環(huán)采用如上所述的上部改善環(huán)。通過在上部改善環(huán)的環(huán)狀本體的上、下表面的內(nèi)側(cè)端分別設(shè)有環(huán)形凹口，當(dāng)環(huán)狀本體的上表面或者下表面由于蝕刻工藝的影響變薄或其表面變粗糙或出現(xiàn)小凹槽，致使無法繼續(xù)使用，就可以繼續(xù)使用上部改善環(huán)的相反面，從而，在不影響上部改善環(huán)功能情況下，使上部改善環(huán)的使用壽命增加雙倍而不會增加材料成本，有效降低上部改善環(huán)的使用量。
文檔編號H01L21/67GK202633250SQ20122029348
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者隆均 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司