一種刻蝕裝置的製作方法
2024-04-12 16:19:05 1
1.本發明涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種刻蝕裝置。
背景技術：
2.在半導體刻蝕領域，刻蝕機中起到主要轟擊作用的是上電極射頻電源，刻蝕速率的大小主要受射頻電源的最大輸出功率和最佳應用範圍的限制。隨著工藝不斷提升，不同刻蝕速率的需求日益增加。但是，由於上電極射頻電源通常都是單電源模式，現有的刻蝕機僅能通過多個刻蝕腔體完成不同速率的刻蝕需求。
3.基於上述問題，若通過多腔體切換實現高低刻蝕速率，在實際的刻蝕工藝中，腔體切換對中斷工藝的連續性，影響效率，並且，設置多個反應腔會增加經濟成本。若採用同一個腔體，對較薄層次刻蝕也採用高刻蝕速率刻蝕，由於刻蝕時間短，刻蝕終點檢測就很難抓取控制。
技術實現要素：
4.為了解決現有技術中的至少一個技術問題，本發明實施例提供了一種刻蝕裝置。技術方案如下：
5.一種刻蝕裝置，包括：
6.反應腔，所述反應腔限定出反應空間；
7.上電極，所述上電極設置於反應空間中，所述上電極與至少兩個輸出不同功率範圍的上射頻電源連接；
8.通信器，所述通信器與所述上射頻電源信號連接；
9.控制器，所述控制器與所述通信器信號連接，用於通過所述通信器向所述上射頻電源發送控制信號，以切換所述上電極輸出的電源功率，調整所述反應空間中等離子轟擊速率。
10.進一步地，所述通信器包括至少兩個支持不同通信方式的通信單元。
11.進一步地，所述反應腔在靠近所述上電極的側壁上形成進氣口。
12.進一步地，還包括：
13.下電極，所述下電極與所述上電極相對地設置在所述反應空間中，用於承載待測樣片，所述下電極與下射頻電源連接。
14.進一步地，所述反應腔在靠近所述下電極的側壁上形成出氣口。
15.進一步地，所述裝置還包括：
16.顯示器，所述顯示器與所述控制器電連接，用於顯示和設定所述通訊器和所述上射頻電源的通訊參數。
17.本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
18.本發明實施例提供的刻蝕裝置，提供的單反應腔可以兼容配置兩個或多個不同功率範圍的射頻電源，可根據刻蝕工藝的速率需求設置輸出的射頻功率，自動切換至適合最
佳應用範圍的射頻電源，切換過程無需刻蝕中斷，滿足單反應腔的刻蝕裝置能夠適應多樣化的工藝需求。
附圖說明
19.為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
20.圖1是本發明實施例提供的刻蝕裝置結構示意圖；
21.圖2是本發明實施例提供的上射頻電源與控制器連接示例圖；
22.圖3是本發明實施例提供的顯示器中通訊參數設置界面。
23.圖中：1、反應腔；2、上電極；3、下電極；4、第一上射頻電源；5、第二上射頻電源；6、下射頻電源；
24.1.1、反應空間；1.2、進氣口；1.3、出氣口。
具體實施方式
25.為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
26.需要說明的是，本發明實施例中所使用「第一」和「第二」的表述均是為了區分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見「第一」、「第二」僅為了表述的方便，不應理解為對發明實施例的限定，後續實施例對此不再一一說明。
27.本發明實施例提供一種刻蝕裝置，包括：反應腔、設置在反應腔內的上電極和下電極、通信器、控制器。
28.如圖1所示，反應腔1限定出反應空間1.1，上電極2和下電極3均設置在反應空間1.1中。上電極2設置在反應腔1的頂壁，下電極3設置在反應腔1的底壁。反應腔1的頂壁上形成進氣口1.2，與氣源設備連接，用於向反應空間1.1中通入刻蝕反應氣體。反應腔1的底壁上形成出氣口1.3，與抽氣設備連接，用於排出反應空間1.1中的氣體。上電極2主要用於在射頻功率的作用下使刻蝕反應氣體發生電離，下電極3主要用於承載待測樣片。在反應空間1.1達到一定的真空度後，向反應空間1.1中通入刻蝕氣體，上電極2和下電極3加載一定的射頻，刻蝕氣體會發生電離，產生的等離子會在射頻偏壓作用下，加速轟擊，等離子中的自由基會自由擴散到樣片表面，與樣片發生化學反應，形成刻蝕圖案。
29.下電極3與下射頻電源6連接，下電極3上放置待測樣片。下射頻電源6與下電極3連接。
30.上電極2與至少兩個輸出不同功率範圍的上射頻電源連接，通信器分別與各上射頻電源信號連接。
31.示例性地，如圖1所示，上電極2連接兩個上射頻電源，分別為第一上射頻電源4和第二上射頻電源5，其中第一上射頻電源4提供的最大電源功率高於第二上射頻電源5提供
的最大電源功率，例如：第一上射頻電源4的最大電源功率為3000w，第二上射頻電源5的最大電源功率為200w。上電極2連接兩個輸出不同功率電源的上射頻電源，在刻蝕時，可快速切換第一上射頻電源4或者第二上射頻電源5與上電極2連通，實現單反應腔1配置兩個不同功率的射頻電源，有利於實現射頻電源的實時切換，避免調控刻蝕速率時由於切換反應腔1造成刻蝕中斷。
32.本實施例公開的刻蝕裝置還包括控制器，控制器與通信器信號連接。控制器發送電源切換信號至通信器，通信器將切換信號發送至各上射頻電源，控制各上射頻電源與上電極2的通斷，以達到切換電源功率的目的。
33.本發明提供的刻蝕裝置，為單反應腔1配置了至少兩個上射頻電源，各上射頻電源與通信器以及控制器連接，控制器可向上射頻電源發送控制信號，切換反應空間1.1中運行的上射頻電源，進而改變等離子的轟擊速率。
34.圖2提供了控制器與上射頻電源信號連接的連接結構示例。如圖2所示，上射頻電源採用的ae射頻電源，通信器採用rs485，控制器採用三菱q系列plc，具有串口通訊模塊qj71c24。
35.在一個實施例中，通信器包括至少兩個支持不同通信方式的通信單元。例如：rs232、ethercat、profibus、devicenet等通訊方式。不同的通訊方式可適應不同的控制器，提高本發明公開技術方案的適用性。如圖3所示ch2為plc與上射頻電源的rs485通訊參數，通訊器與上射頻電源的通訊參數必須設置一致才能通訊成功。
36.在一個實施例中，刻蝕裝置還包括：顯示器，與控制器連接用於顯示和設定通訊器與上射頻電源的通訊參數。
37.示例性地，如3所示為顯示器顯示的通訊參數。顯示器可顯示兩個上射頻電源的通訊項目，兩個上射頻電源獨立控制。通訊參數分別為：動作設置、數據位、奇偶校驗位、停止位、和校驗代碼、run中寫入、設置更改、通信速度、通信協議、站號設置等。
38.刻蝕裝置運行時，控制器通過通信器採集上射頻電源提供電源的功率值，將實時採集的功率值與預設的功率值比較，若採集到的功率值與預設的功率值不符，則通過通信器發送切換信號，控制上射頻電源與上電極2通斷。
39.以上對本技術所提供技術方案，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本技術的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本技術的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本技術的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本技術的限制。
40.以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。