[发明专利]一种均匀对称布置且同步开合的离子源挡板

说明书

本发明公开了一种均匀对称布置且同步开合的离子源挡板，包括n块n等分挡板，n≥2；n块n等分挡板大小形状相同，均位于同一个竖向平面内，且以离子源挡板中心点为对称中心，呈均匀对称分布；n块n等分挡板均能在对应驱动机构的作用下，以离子源挡板中心点为圆心，沿径向进行同步往返滑移；当n块n等分挡板向着离子源挡板中心点滑移并拼合后，能将离子源栅网进行完全遮挡；当n块n等分挡板向着背离离子源挡板中心点滑移时，能使离子源栅网无遮挡。本发明能使晶圆的中部和边缘均能同时均匀地接受离子束的轰击，保证挡板在完全脱离离子源栅网之前晶圆的表面接受相同的刻蚀程度，提高了晶圆成品的刻蚀均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体器件及芯片等制造领域，特别是一种均匀对称布置且同步开合的离子源挡板。

背景技术

在半导体器件及芯片等的制造工艺中，刻蚀工艺是众多工艺中最频繁被采用和出现的。IC制造的刻蚀工艺中，会部分或者全部刻蚀，从而去除掉芯片上的某些材料。在所有的刻蚀工艺中，等离子体刻蚀以及离子束刻蚀（IBE）工艺越来越重要，尤其是随着芯片集成度提高，关键尺寸缩小，高选择比以及精确的图形转移等工艺需求的提高，更突显了等离子体刻蚀和离子束刻蚀的优点。

随着芯片关键结构从平面转向3D结构（例如：逻辑器件中的FinFET结构）和先进存储器结构（例如：磁存储器（MRAM）和阻变存储器（ReRAM），因而，对刻蚀工艺要求的精确度、重复性及工艺质量的要求，也越来越高。

离子束刻蚀是利用具有一定能量的离子轰击材料表面，使材料原子发生溅射，从而达到刻蚀目的。把Ar，Kr或Xe之类的惰性气体充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面撞击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理过程。离子束刻蚀具有如下方向的优点：

1、方向性好，各向异性，陡直度高；分辨率高，可达到0.01µm。

2、不受刻蚀材料限制（金属和化合物，无机物和有机物，绝缘体和半导体即可）。

3、刻蚀过程中可改变离子束入射角θ来控制图形轮廓。

4、由于离子束刻蚀对材料无选择性，对于那些无法或者难以通过化学研磨、电介研磨难以减薄的材料，可以通过离子束来进行减薄。

5、由于离子束能逐层剥离原子层，所以具有的微分析样品能力，并且可以用来进行精密加工。

如图1所示，在离子束刻蚀系统中，为了防止晶圆3在尚未到达工艺位置时，离子束对晶圆和电极的伤害，因而通常会在离子源与晶圆之间设置一个普通挡板4。然而，在电极2和晶圆3到达指定工艺位置之前，离子束已经开始发散，但受到普通挡板的阻拦，不会轰击到电极及晶圆表面。而当电极载片达到工艺位置时，普通挡板需要从当前阻挡位置（也即图2中的上极限位置101）慢慢落下至下极限位置100，直至离子源栅网完全暴露出来。由于普通挡板降落需要几秒钟时间，在该过程中，只有部分未被普通挡板遮住的区域发散出离子束，该部分离子束轰击晶圆表面，导致在这几秒的过程中晶圆的边缘相对于晶圆的中心区域遭受更多的离子束刻蚀，导致最终晶圆表面的刻蚀结果不均匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种均匀对称布置且同步开合的离子源挡板，该均匀对称布置且同步开合的离子源挡板能使晶圆的中部和边缘均能同时均匀地接受离子束的轰击，保证挡板在完全脱离离子源栅网之前晶圆的表面接受相同的刻蚀程度，提高了晶圆成品的刻蚀均匀性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种均匀对称布置且同步开合的离子源挡板，离子源挡板设置在位于离子源与晶圆之间的刻蚀反应腔体内，用于阻挡离子源射向晶圆的离子束；离子源挡板的中心点与晶圆中心点和离子源中心点位于同一水平直线上；晶圆能沿自身轴线旋转。