專利名稱：由硅材料制成的等離子室陰極和外環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及由硅材料制成的等離子室陰極和外環(huán)。更具體地 說(shuō)，本發(fā)明涉及由硅材料制成的等離子室陰極和外環(huán)，其中在構(gòu)造在半 導(dǎo)體晶片的等離子體處理中使用的陽(yáng)極和陰極(即，電壓器件)時(shí)，將 陰極構(gòu)造成容易根據(jù)陽(yáng)極的變形而變形，從而降低工件的缺陷比例并提 高生產(chǎn)效率。
背景技術(shù)：
以下將介紹現(xiàn)有技術(shù)。韓國(guó)專利申請(qǐng)No.l0-2005-0014324公開(kāi)了一 種陰極基板以及制造該陰極基板的方法，在該陰極基板中，陰極電極層、 絕緣層以及門電極層依次疊置在基板上，在絕緣層中形成的孔的底部處 形成有碳基(石墨)發(fā)射器，并且在門電極層中形成有門孔單元。
門孔單元包括面積均小于絕緣層的孔的開(kāi)口面積的多個(gè)開(kāi)口。各個(gè) 孔密集地(優(yōu)選均勻且密集地)恰好形成在絕緣層的孔上，以與碳基(石 墨)發(fā)射器相對(duì)。
也就是說(shuō)，在半導(dǎo)體晶片的蝕刻處理中使用的陰極材料包括通過(guò)彈 性體結(jié)合(elastomer-bonded)的石墨和硅。石墨包括碳。碳本身具有增 大電流的特性，但卻用作晶片表面上的顆粒。因此，碳不僅增大了缺陷 比例并降低了生產(chǎn)成品率，而且也使通過(guò)陽(yáng)極和陰極的等離子體的數(shù)量 和品質(zhì)下降。
優(yōu)選的是陰極僅由硅制造。但是硅的特性是柔性較低并且不容易變 形。因此，當(dāng)與硅相連的陽(yáng)極由于氣體壓力而變形時(shí)，陰極并不與陽(yáng)極 協(xié)同變形。聯(lián)接到陽(yáng)極和陰極上的螺栓可能會(huì)偏移而斷裂，結(jié)果使陰極 損壞。
因此，急需對(duì)陰極進(jìn)行改進(jìn)，使其可以容易地與陽(yáng)極的變形協(xié)同變形，同時(shí)利用不會(huì)產(chǎn)生顆粒的硅形成陰極。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題而作出了本發(fā)明。通常， 陰極材料包括通過(guò)彈性體結(jié)合的硅和石墨。石墨和彈性體導(dǎo)致在晶片的 表面上產(chǎn)生顆粒。因此，降低了成品率，并且使通過(guò)陰極的等離子體的 品質(zhì)變差。為了僅使用硅形成陰極并且彌補(bǔ)單一硅材料由于彈性較低而不變形 的缺陷，在陰極中形成圓形板槽和環(huán)槽。將板和環(huán)插入板槽和環(huán)槽內(nèi)， 使得在槽與板以及槽與環(huán)之間形成空間部。陰極由于該空間部而可以與 通過(guò)螺栓聯(lián)接到陰極上的陽(yáng)極的變形協(xié)同變形。因此，本發(fā)明的目的是通過(guò)在保持彈性的同時(shí)消除顆粒產(chǎn)生的可能 來(lái)提高晶片處理的成品率。有益效果本發(fā)明涉及一種由單一硅材料制成的等離子室陰極和外環(huán)。在半導(dǎo) 體晶片的等離子體處理中使用的陰極和外環(huán)中，現(xiàn)有的陰極和外環(huán)由與 晶片不同的石墨制成。這導(dǎo)致在晶片表面上產(chǎn)生顆粒。因此，成品率降 低，并且使通過(guò)陰極的等離子體的品質(zhì)變差。然而，在本發(fā)明中，陰極僅由硅形成，并且在該陰極中形成有圓形 槽。板和外環(huán)插入這些槽中，以在槽與板以及槽與環(huán)之間限定預(yù)定間隙。 因此，不僅使所述陰極和所述環(huán)具有彈性，而且可以降低顆粒產(chǎn)生的可 能。因而，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其可以提高半導(dǎo)體晶片處理的成品率。


圖1是表示傳統(tǒng)陰極的修改的剖視圖；圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的剖視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的陰極的優(yōu)選聯(lián)接狀態(tài)的立體圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的外環(huán)的優(yōu)選聯(lián)接狀態(tài)的立體圖；圖5是表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的立體圖；以及 圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的另一類型的外環(huán)的結(jié)構(gòu)的立體圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
130:小槽
具體實(shí)施例方式
下面將描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作。
在本發(fā)明中，在陰極10的頂部上形成有多個(gè)圓形的板槽和環(huán)槽。板
60和環(huán)70插入板槽和環(huán)槽中，使得在陰極10的槽、環(huán)槽與板60及環(huán) 70之間形成空間部。因此，陰極10能夠根據(jù)通過(guò)螺栓110聯(lián)接到陰極 10上的陽(yáng)極120的變形而容易地變形，且不會(huì)產(chǎn)生顆粒。
圖1是表示傳統(tǒng)陰極的修改的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu) 選實(shí)施方式的剖視圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的陰極的優(yōu)選聯(lián)接狀態(tài)的 立體圖。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的外環(huán)的優(yōu)選聯(lián)接狀態(tài)的立體圖。圖5 是表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的立體圖。圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的 另一類型的外環(huán)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明。
參照?qǐng)D1，普通蝕刻處理包括向腔室內(nèi)供應(yīng)H.F氣體，通過(guò)向用螺 栓110 (未示出)聯(lián)接的陽(yáng)極120和陰極10的上電極和下電極施加電壓 而形成穿過(guò)陽(yáng)極120和陰極10的通孔40的等離子體，利用該等離子體 選擇性地去除晶片表面的期望部分。陰極10由粘合在一起的硅10a和石 墨10b形成。石墨由于具有良好的電性能而用作陰極10的材料，但缺點(diǎn) 是由于在晶片表面上形成顆粒而使成品率低，缺陷比例高且生產(chǎn)率低。
10:陰極
30:板槽 50:螺栓槽 70:環(huán)
20:環(huán)槽 40:通孔 60:板 80:外環(huán)
90:外環(huán)板槽 110:螺栓
100:外環(huán)板 120:陽(yáng)極陰極IO僅由硅形成。如圖1所示，陽(yáng)極120的主要材料是鋁。鋁具 有即使在低壓低溫下也容易彎曲的機(jī)械性能。如果盤狀陰極僅由硅形成， 則陽(yáng)極120會(huì)根據(jù)流到腔室內(nèi)的H.F氣體的壓力而波動(dòng)。通過(guò)螺栓110聯(lián)接到陽(yáng)極120底部的陰極10由于硅的特性而具有非 常低的彈性系數(shù)，因此不會(huì)與陽(yáng)極120協(xié)同變形。因此，聯(lián)接到陽(yáng)極120 和陰極10的螺栓110會(huì)斷裂或產(chǎn)生孔隙。結(jié)果損壞陽(yáng)極120或陰極10。為了克服上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，在陰極10的頂部上形成有板槽 30和多個(gè)環(huán)槽20，其中在由單晶材料制成的圓形硅板中以預(yù)定距離密集 地布置多個(gè)通孔40，如圖3所示。各環(huán)槽20和板槽30具有預(yù)定的寬度 和深度，并且各通孔40具有恒定的直徑和厚度。這是因?yàn)槿绻陉帢O頂部上形成環(huán)槽和板槽，那么由于在環(huán)與環(huán)槽 以及板與板槽之間限定的空間，陰極10能夠在陽(yáng)極120彎曲時(shí)容易地彎 曲。然而，在蝕刻處理中，腔室內(nèi)的真空要求嚴(yán)格。因此，如果在陰極 10中形成環(huán)槽和板槽，則由于真空空間增大并且真空壓力降低而會(huì)使氣 體運(yùn)動(dòng)減速，并使等離子體的品質(zhì)變差。為了解決上述問(wèn)題，板60和環(huán)70形成為具有與在陰極中形成的板 槽和環(huán)槽一樣的形狀。在板60和環(huán)70的表面中形成與在陰極10的表面 中形成的通孔40 —樣的通孔，使得板60和環(huán)70插入被槽和環(huán)槽內(nèi)而安 置于其中。此外，如圖2和圖4所示，板60和環(huán)70的寬度和厚度比板槽和環(huán) 槽的寬度和厚度小。因此，盡管板60和環(huán)70插入板槽和環(huán)槽內(nèi)而安置 于其中，在板60與板槽之間以及環(huán)70與環(huán)槽之間也限定出預(yù)定空間部， 從而在陰極與陽(yáng)極協(xié)同彎曲時(shí)便于進(jìn)行彎曲。換言之，陽(yáng)極120和陰極IO通過(guò)螺栓IIO使用普通聯(lián)接方法聯(lián)接。 因而，陰極10由于其板槽和環(huán)槽的空間部而能夠與陽(yáng)極120的變形協(xié)同 地變形。此外，環(huán)70和板60插入并安置在由環(huán)槽20和板槽30形成的 空間中。因此，可以使現(xiàn)有腔室內(nèi)的最佳真空壓力的變動(dòng)最小。在陰極10的外周處布置有外環(huán)80，其用于將流過(guò)陽(yáng)極120的R.F 氣體引入陰極10并將該R.F氣體排向外部。外環(huán)80由單晶硅材料和多晶硅材料制成。在這種情況下，當(dāng)外環(huán)餅(pie)為400:x時(shí)難以使用多 晶硅材料形成盤狀外環(huán)。單晶硅材料一體形成，而聯(lián)接到陰極下部上的多晶硅材料分開(kāi)形成。 因此，將它們彼此聯(lián)接而形成環(huán)。形成外環(huán)80的部位具有圍繞陰極10 的外周的形狀。R.F氣體的壓力集中在陽(yáng)極120的中心上，使得在陽(yáng)極 120的中心處發(fā)生彎曲。另外，在位于陰極的外周處的外環(huán)80中發(fā)生彎 曲。因此，與陰極10的板60類似地在外環(huán)80的頂面上周向地形成多個(gè) 外環(huán)板槽卯，這些環(huán)形板槽90具有與陰極10的環(huán)槽20類似的整圓形狀。 外環(huán)板100插入外環(huán)板槽卯內(nèi)。如圖5所示，陰極10和外環(huán)80聯(lián)接到陽(yáng)極120。板60和環(huán)70插 入陰極10的槽內(nèi)，而外環(huán)80形成在陰極10的外周處。然而，外環(huán)板100 也插入并安置在外環(huán)80上，并且陽(yáng)極120安置在陰極10和外環(huán)80上。 因此，形成在陰極10和外環(huán)80中的螺栓槽50通過(guò)多個(gè)螺栓110而被牢 固地固定。通過(guò)上述處理，將H.F氣體注射到陽(yáng)極120中。為了解決陽(yáng)極120 因H.F氣體的壓力而引起的彎曲現(xiàn)象，僅由彈性非常低的硅制成的陰極 IO和外環(huán)80由于限定在陰極10和外環(huán)80的板與板槽之間以及環(huán)與環(huán)槽 之間的空間部而可以與陽(yáng)極120的變形協(xié)同地變形。限定在板與板槽之間以及環(huán)與環(huán)槽之間的空間部形成為不影響現(xiàn)有 腔室內(nèi)的真空壓力的程度。此外，如圖6所示，可以在外環(huán)80的頂面上連續(xù)地形成多個(gè)圓形小 槽130而不是在基板上形成槽和板，從而獲得相同的效果。由連續(xù)的小 槽130組成的組以彼此間隔開(kāi)預(yù)定距離的方式布置在外環(huán)頂面的圓周中 央處。因而，槽130由于小槽130的預(yù)定間隙而可變形，從而可以使腔 室內(nèi)的真空壓力的變動(dòng)最小。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明涉及由單一硅材料制成的等離子室的陰極和外環(huán)。在半導(dǎo)體晶片的等離子體處理中使用的陰極和外環(huán)中，現(xiàn)有陰極和外環(huán)的材料為 與晶片不同的石墨。其導(dǎo)致在晶片表面上產(chǎn)生顆粒。因而，成品率降低， 并且使穿過(guò)陰極的等離子體的品質(zhì)變差。
然而在本發(fā)明中，陰極僅由硅形成，并且在陰極頂部上形成有環(huán)形 的環(huán)槽。板和環(huán)插入板槽和環(huán)槽中，以形成在板與板槽之間以及環(huán)與環(huán) 槽之間限定的預(yù)定間隙。因此，不僅陰極和環(huán)具有彈性，而且可以消除 顆粒產(chǎn)生的可能。因而，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其增加了半導(dǎo)體晶片處理的 成品率。
權(quán)利要求
1. 一種在半導(dǎo)體蝕刻處理中使用的僅由硅制成的陰極，該陰極包括以預(yù)定距離密集地形成在所述陰極的表面中的通孔(40)；以及形成在所述陰極的頂部上的板槽(30)和環(huán)形的環(huán)槽(20)，所述環(huán)槽和所述板槽僅由硅制成并緊密地聯(lián)接到陽(yáng)極上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的陰極，該陰極還包括分別插入并安置在所 述板槽(30)和所述環(huán)槽(20)中的板(60)和環(huán)(70)，其中，所述板(60)和所述環(huán)(70)具有緊密地形成于其中的通孔 (40)，且寬度和厚度小于所述板槽(30)和所述環(huán)槽(20)的寬度和厚 度，并且僅由硅一體地形成。
3、 一種用于陰極的外環(huán)，該陰極僅由硅制成并用在半導(dǎo)體蝕刻處理 中，所述外環(huán)包^T^以預(yù)定距離密集地形成在所述外環(huán)的表面中的通孔(40);以及 形成在所述外環(huán)中的外環(huán)板槽(90)，其中，所述外環(huán)具有預(yù)定直徑并且通過(guò)將分開(kāi)的多晶硅材料粘接到 由單晶硅材料制成的單個(gè)圓形板上而制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的外環(huán)，該外環(huán)還包括分別插入到所述外環(huán) 板槽(90)中的多個(gè)外環(huán)板(100)，所述外環(huán)板的寬度和厚度小于所述 外環(huán)板槽(90)的寬度和厚度，其中所述外環(huán)板(100)由單晶硅或多晶 硅制成。
5、 一種用于陰極的外環(huán)，該陰極僅由硅制成并用在半導(dǎo)體蝕刻處理中，所述外環(huán)包括以預(yù)定距離密集地形成在所述外環(huán)表面中的通孔(40);以及 形成在所述外環(huán)的頂面的圓周中央處的多組連續(xù)的圓形小槽(130)，所述外環(huán)按照以規(guī)則距離彼此間隔開(kāi)的方式聯(lián)接至陽(yáng)極，其中，所述外環(huán)具有預(yù)定直徑并且通過(guò)將分開(kāi)的多晶硅材料粘接到由單晶硅材料制成的單個(gè)圓形板上而制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的外環(huán)，其中，所述圓形的小槽(130)不 是寬面積的挖出槽而是線性形成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種僅由硅制成的等離子室陰極和外環(huán)。當(dāng)在半導(dǎo)體晶片的等離子體處理中使用的陽(yáng)極(即，電壓器件)由于R.F氣體的壓力而變形時(shí)，聯(lián)接至陽(yáng)極底部的陰極必須與陽(yáng)極協(xié)同變形。然而，陰極由通過(guò)彈性體結(jié)合的硅和石墨構(gòu)成。因此，由于陰極不會(huì)與陽(yáng)極的變形協(xié)同地柔性變形，聯(lián)接至陽(yáng)極的螺栓、陰極及外環(huán)斷裂和偏斜。石墨材料容易產(chǎn)生顆粒。為了解決該問(wèn)題，陰極僅由硅制成，并且在陰極的頂部上形成板槽和環(huán)槽。將板和環(huán)分別插入到板槽和環(huán)槽中，使得在板槽與板之間以及環(huán)槽與環(huán)之間限定空間部。因而，陰極可以容易地與陽(yáng)極的變形協(xié)同變形。因此可以防止出現(xiàn)顆粒。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101288160SQ200680038179
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者裵鐘植, 贊 許, 鄭在克 申請(qǐng)人:我得實(shí)工業(yè)貿(mào)易有限公司