上部改善環及蝕刻腔室制造技術

本實用新型專利技術公開了一種上部改善環，包括環狀本體，環狀本體的上、下表面的內側端分別設有環形凹口。還公開了一種蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內的靜電卡盤、下部絕緣環和上部改善環，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于下部絕緣環和上部改善環，上部改善環采用如上所述的上部改善環。通過在上部改善環的環狀本體的上、下表面的內側端分別設有環形凹口，當環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小凹槽，致使無法繼續使用，就可以繼續使用上部改善環的相反面，從而，在不影響上部改善環功能情況下，使上部改善環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的使用量。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種上部改善環及蝕刻腔室。
技術介紹
半導體的制造程序，其工藝步驟繁多，且制程復雜，需要有非常精密的設備和細心的作業，才能達到無缺點的品質。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)，則是利用干蝕刻機臺產生電漿將所欲蝕刻之薄膜，反應產生氣體，由PUMP抽走達到圖案定表之目的。在干蝕刻技術中，一般多采用電漿蝕刻(Plasma Etching)與活性離子蝕刻(Reactive Ion Etching, RIE),通常電衆蝕刻使用較高的壓力(大于200mT)及較小的RF功率，當芯片浸在電漿之中，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生反應而形成氣態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、負電荷)、電子、及中性基等，在純化學反應中，采用中性基為蝕刻因子，在RIE時，取活性離子作為蝕刻因子。在電漿蝕刻時，電漿里包含了活性原子、活性離子(正離子)及電子，當壓力較低(小于IOOmT)且氣體兩端所加之電壓(RF Power)夠高時，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，再與活性原子反應因而造成蝕刻。一個晶圓上面均勻的分布著許多個小的功能區域(Die)，每個區域就是一個獨立的小芯片。所以晶圓表面必須被均勻同等的蝕刻，才能夠保證每個小的Die的功能的一致性，也就是半導體中的良率(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特性的不一樣導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。藉以表示芯片內各測量點的數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，線寬在整片芯片內或芯片間的分布。均勻度愈小，表示各點變化愈小。亦即表示芯片制程品質較佳，也是制程能力愈好的表現。所以在蝕刻過程中的線寬/線寬均勻度(CD/CDU)也是一個重要的參數，會直接影響最終的測試效果及良率。在蝕刻機臺的蝕刻腔內會用到上部邊緣環(Top EdgeRing,也稱為上部改善環)，擴大整個晶圓的虛擬面積的原理，以改善蝕刻的均勻度。但隨著RF次數的增加，Top Edge Ring也會被蝕刻損耗掉，會導致蝕刻均勻度的變差，甚至會有缺陷(defect)產生的風險。因此蝕刻機臺上Top Edge Ring必須定期更換,生產成本巨大。具體地，請參閱圖I和圖2，現有的蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內的用于吸附晶圓I’的靜電卡盤2’、下部絕緣環3’和上部改善環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于所述下部絕緣環3’和所述上部改善環4’。所述上部改善環4’包括環狀本體41’，所述環狀本體41’的上表面的內側端設有環形凹口 42’。上部改善環4’的作用是根據相似材質有相似特性的原理，用以擴大晶圓的物理半徑，以改變晶圓的周邊區域和中心區域的蝕刻均勻度。請參閱圖3，現有的上部改善環4’的環狀本體41’的厚度a/通常是15毫米，所述環形凹口 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，隨著使用時間的增長，一方面，上部改善環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4’的環形凹口42’處沒被晶圓I’蓋住的地方會被蝕刻出現小凹槽43’(如圖4所示)，當出現小凹槽43’時，蝕刻產生的一些小顆粒的雜質東西容易積聚到小凹槽43’中，并且位于小凹槽43’中的雜質顆粒非常容易由于蝕刻腔體內的氣流飄落到晶圓I’上。所以，上述兩個原因決定了上部改善環4’的使用時間，其使用一定時間后必須進行更換，上部改善環4’的使用壽命非常短,造成了材料的大量浪費,提高了生產成本。因此，如何提供一種可以延長上部改善環的使用壽命、降低生產成本的上部改善環和蝕刻腔室是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種結構簡單、使用方便的上部改善環和蝕刻腔室，其可以使上部改善環的使用壽命雙倍增加，有效降低生產成本。為了達到上述的目的，本技術采用如下技術方案一種上部改善環，包括環狀本體，所述環狀本體的上表面和下表面的內側端分別設有環形凹口。優選的，在上述的上部改善環中，所述環狀本體的厚度范圍是15-20毫米。優選的，在上述的上部改善環中，所述環狀本體的厚度是17毫米。優選的，在上述的上部改善環中，所述環形凹口的沿豎直方向的凹陷深度范圍是3.5~4. 5 暈米。優選的，在上述的上部改善環中，所述環形凹口沿水平方向的凹陷深度是3. 5-4. 5毫米。本技術還公開了一種蝕刻腔室，包括腔體以及位于腔體內的用于吸附晶圓的靜電卡盤、下部絕緣環和上部改善環，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于所述下部絕緣環和所述上部改善環，所述上部改善環采用如上任意一項所述的上部改善環。本技術提供的上部改善環和蝕刻腔室，通過在上部改善環的環狀本體的上、下表面的內側端分別設有環形凹口，當環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小凹槽，致使無法繼續使用時，將該上部改善環上下位置倒置一下，就可以繼續使用該上部改善環，從而，在不影響上部改善環功能的情況下，使得上部改善環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的使用量，降低了生產成本。附圖說明本技術的上部改善環和蝕刻腔室由以下的實施例及附圖給出。圖I為現有的蝕刻腔室的結構示意圖。圖2為現有的上部改善環的結構示意圖。圖3為現有的上部改善環的尺寸示意圖。圖4為現有的上部改善環出現小凹槽情況的結構示意圖。圖5是本技術一實施例的蝕刻腔室的結構示意圖。圖6是本技術一實施例的上部改善環的結構示意圖。圖7為本技術一實施例的部改善環的尺寸示意圖。圖中，1、1’_晶圓，2、2’一靜電卡盤，3、3’一下部絕緣環，4、4’一上部改善環，41、41’ —環狀本體，42、42’ 一環形凹口，43-小凹槽。具體實施方式以下將對本技術的蝕刻腔室作進一步的詳細描述。下面將參照附圖對本技術進行更詳細的描述，其中表示了本技術的優選 實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本技術而仍然實現本技術的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本技術的限制。為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本技術由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須作出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。為使本技術的目的、特征更明顯易懂，以下結合附圖對本技術的具體實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種上部改善環，包括環狀本體，其特征在于，所述環狀本體的上表面和下表面的內側端分別設有環形凹口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：隆均，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：