CN202434478U - 一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，涉及刻蚀设备技术领域，本实用新型包括带有凸起锥形的托盘、且托盘均匀分布多个通孔，密封O型圈，玻璃基板盖板或者压环，所述凸起锥形的顶点为玻璃基板覆盖区域中心，所刻蚀玻璃基板固定于凸起锥形的托盘上并压紧，刻蚀过程中通孔通入冷却媒介气体。本实用新型解决了现有技术在刻蚀较薄玻璃基板上薄膜过程中，基片的制冷效果与刻蚀均匀性不可兼得的问题。

Description

一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘

技术领域

本实用新型涉及刻蚀设备技术领域，具体涉及一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘。 

背景技术

在半导体制造工艺中, 刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅表面去除不需要的材料, 在硅片或者玻璃基板上复制所需图形时最后图形转移的工艺步骤,可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。干法蚀刻各向异性可以实现细微图形的转换, 满足越来越小的尺寸要求, 已成为亚微米及以下尺寸最主要的蚀刻方式。干法刻蚀过程中，硅片或者玻璃基板薄膜刻蚀均匀性是刻蚀效果的一个重要指标。工艺中，一般通过调节设备电极功率，偏置电压，刻蚀气体等参数来调节薄膜刻蚀均匀性。 

在刻蚀过程中，由于大量离子的轰击作用，基片表面会产生大量热，如果热量来不及散开，则会对基片或者掩模用光刻胶产生影响，导致光刻胶受热碳化，影响下一步光刻胶除去，现有技术中采用如下方法解决问题。 

如图1所示：一般通过将设备托盘下表面通入He冷却，托盘表面采用导热良好的材料，比如Al、Cu金属或者石英材质，之后将硅片或者玻璃基板放入托盘表面，通过热传导冷却。然而，该方法因为需要基片紧贴冷却背板，实际过程不易操作，在真空环境中导热效果也较差，很容易导致冷却效果不佳，光刻胶碳化。 

如图2所示：可以通过在硅片或者玻璃基板背面直接通入He冷却，然而，这种方式尽管能获得良好的冷却效果，但是对于较薄玻璃基板而言，由于玻璃背面通入气体，导致工艺工程中，玻璃衬底由于He气压原因凸起，通过调节设备电极功率，偏置电压，刻蚀气体等参数也无法达到刻蚀均匀性要求。 

新型实用内容

本实用新型为了克服现有技术中存在的缺点与不足，提供一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，利用该托盘进行玻璃衬底薄膜刻蚀，能有效提高玻璃基板薄膜刻蚀均匀性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

所述一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘包括带有凸起锥形的托盘、密封O型圈、玻璃基板盖板或者压环，所述凸起锥形的顶点为玻璃基板覆盖区域中心。

所述带有凸起锥形的托盘开有通孔，且通孔均匀分布于玻璃基板覆盖区域。 

所述凸起锥形的底面积小于刻蚀玻璃基板面积，所述锥形高度优选1.5mm。 

所述托盘为铝、铜、石墨或碳化硅材料。 

所述玻璃基板盖板或者压环为石英、陶瓷或金属铝材料。 

所述密封O型圈为硅氟橡胶、氟橡胶或全氟橡胶材料质。 

所述冷却媒介为氦气或液氮。 

 本实用新型在托盘刻蚀玻璃基板覆盖区域边缘包括一圈O型圈，并配有盖板或者压环，用于压紧刻蚀玻璃基板来密封冷却媒介氦气，防止氦气泄露于工艺腔体中。 

本实用新型的有益效果是，通过在原有刻蚀托盘上设计锥形凸起结构，能有效达到干法刻蚀薄膜所要求的刻蚀均匀性，设计结构简单，成本低廉。 

附图说明

图1 为一般托盘设计结构图； 

图2 为现有托盘的剖视图；

图3 为本实用新型的结构图。

图中示出： 

1--托盘， 2--玻璃基板， 3--压环， 4--通孔， 5--锥形， 6--O型圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。 

如图3 所示，所述一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘包括带有凸起锥形5的托盘1、密封O型圈6、玻璃基板盖板或者压环3，所述凸起锥形5的顶点为玻璃基板2覆盖区域中心。 

所述带有凸起锥形5的托盘1开有通孔4，且通孔4均匀分布于玻璃基板2覆盖区域。 

所述凸起锥形5的底面积小于刻蚀玻璃基板2面积，所述锥形5高度优选1.5mm。 

所述托盘1为铝、铜、石墨或碳化硅材料。 

所述玻璃基板盖板或压环3为石英、陶瓷或金属铝材料。 

所述密封O型圈6为硅氟橡胶、氟橡胶或全氟橡胶材料。 

所述冷却媒介为氦气或液氮。 

实施例： 

    如下实施例中：托盘的凸起锥形5的锥形高度1.5 mm，锥形底部圆直径为150 mm；冷却媒介为氦气；玻璃基板2盖板为石英材料。

首先，在0.5 mm厚度玻璃上生长一SiO₂薄膜，玻璃大小为200 mm*200 mm，所用玻璃型号为Avan strate NA32R；SiO₂膜生长方式为等离子体增强气相沉积设备（PECVD），生长厚度为500 nm；SiO₂膜生长条件为沉积温度为250℃，沉积气体SiH₄/N₂O=4/300 sccm，工艺压力100 Pa，沉积功率 150 W； 

接着，采用感光光刻胶将上述SiO₂膜玻璃图案化；

接下来，将已图案化的SiO₂膜玻璃，放置于新型托盘上，用石英盖板压紧；

之后将上述放置好玻璃的托盘送入干法刻蚀设备进行刻蚀SiO₂膜；干法刻蚀设备发生方式为诱导耦合等离子方式（ICP），刻蚀时间100 s，上电极功率400 W，下电极功率300 W，基板He冷却压力为600 Pa，He冷却温度控制为20 ℃，刻蚀工艺气体Ar流量100 sccm，C₃F₈流量10 sccm，刻蚀工艺压力位为0.6 Pa；

最后除去残留的感光光刻胶，利用台阶仪测试在中间190 mm*190 mm玻璃基板范围内刻蚀均匀性，得到结果为9 %。

本实用新型主要应用于干法刻蚀设备托盘的设计，解决了由于通入He冷却使玻璃基板凸起而引起的刻蚀不均匀性。 

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 

Claims (5)

1.一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，其特征在于包括：带有凸起锥形的托盘、密封O型圈、玻璃基板盖板或者压环，所述凸起锥形的顶点为玻璃基板覆盖区域中心。

2.根据权利要求1所述的一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，其特征在于所述带有凸起锥形的托盘开有通孔，且通孔均匀分布于玻璃基板覆盖区域。

3.根据权利要求1所述的一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，其特征在于所述凸起锥形的底面积小于被刻蚀玻璃基板面积。

4.根据权利要求1所述的一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，其特征在于所述托盘为铝、铜、石墨或碳化硅材料。

5.根据权利要求1所述的一种提高干法刻蚀薄膜均匀性的托盘，其特征在于玻璃基板盖板或者压环为石英、陶瓷或金属铝材料；所述密封O型圈为硅氟橡胶、氟橡胶或全氟橡胶材料。