[发明专利]一种双壁多结构石英筒装置

说明书

一种双壁多结构石英筒装置，属于离子束刻技术领域。具体包括石英筒外壁，石英筒外壁内设有至少一个石英筒内衬，且二者轴心线重合，石英筒内衬与石英筒外壁之间连接有石英筒内衬支撑。石英筒外壁与所述石英筒内衬的底部连接栅网，刻蚀副产物会通过栅网的空隙绝大部分溅射到石英筒内衬的内表面，较少的刻蚀副产物会附着在石英筒外壁的内壁上，因此射频整体回路受沾污影响大大降低，换而言之刻蚀速率受沾污影响大幅度减轻，增加了石英筒装置的使用寿命，减少了刻蚀成本，增加了离子束刻蚀的MTBC时间。

技术领域

本发明涉及离子束刻技术领域，具体的是一种双壁多结构石英筒装置。

背景技术

随着半导体器件的发展，晶片图形精度越来越高，常规的湿法腐蚀由于难以避免的横向钻蚀，已经不能满足高精度细线条图形刻蚀的要求，于是逐步发展了一系列干法刻蚀技术。应用比较普遍的有等离子刻蚀、反应离子刻蚀、二极溅射刻蚀、离子束刻蚀。等离子刻蚀和反应离子刻蚀都离不开反应气体，刻蚀不同材料需要不同的反应气体及组分，另外还需要不同的激励方式和激励条件。反应气体一般是氯化物或氟化物，还有的材料很难找到合适的反应气体，如Pt往往采用纯物理作用的二极溅射刻蚀或者离子束刻蚀。

离子束刻蚀是由一个离子源提供离子，离子能量低密度大，对基片损伤小，刻蚀速率快。由于离子束刻蚀对材料无选择性，特别适用于一些对化学研磨、电介研磨难以减薄的材料的减薄。另外，离子束刻蚀是各向异性腐蚀，所以图形转移精度高，细线条的线宽损失小，离子束刻蚀只使用氩气即可，不需要反应气体，工艺安全，对环境污染小，运转成本低，尤其适于采用化学方法难以刻蚀的材料及精密的超薄膜刻蚀。

离子束刻蚀机是一种高真空刻蚀设备，其采用物理刻蚀方式，利用专门的离子源产生离子束，经过加速的离子束可对任何材料实现各向异性刻蚀。材料基片用于刻蚀时，材料基片表面有一层掩膜材料，其上有已经光刻好的图形，材料基片上要去除部分的掩膜材料已去除，离子束将未被掩膜材料遮挡的部分轰击掉。离子束刻蚀机主要用于Au、铂Pt、NiCr 合金、铜Cu等金属薄膜进行干法刻蚀。

离子束刻束所用到的离子源一般由线圈、石英筒、离子源壳体、栅网组成，栅网由屏栅、加速栅、减速删构成，离子束刻蚀一般由栅网引出离子束，对载片台上晶圆进行刻蚀，由于离子束刻蚀主要用于金属薄膜刻蚀，此过程刻蚀副产物会通过栅网的空隙溅射到石英筒的内表面，使石英筒内表面形成沾污层，该沾污层由于多为金属，所以具有导电特性，随着刻蚀的逐渐进行，沾污层逐渐增厚，使得线圈在石英筒内产生的电场逐渐减弱，在石英筒内产生的等离子体密度逐渐降低，直至线圈施加高功率射频也无法将石英筒内点火成功，最终反映在晶圆刻蚀工艺的刻蚀速率逐渐降低，这将极大的缩短了石英筒的使用寿命，增加了刻蚀成本，减少了离子束刻蚀的MTBC时间。

发明内容

本发明提供了一种双壁多结构石英筒装置用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种双壁多结构石英筒装置，包括石英筒外壁，所述石英筒外壁内设有至少一个石英筒内衬，且二者轴心线重合，所述石英筒内衬与所述石英筒外壁之间连接有石英筒内衬支撑。

进一步地，所述石英筒外壁为筒状结构，包括筒壁和顶盖。

进一步地，所述顶盖的中心位置设有进气嘴。

进一步地，所述进气嘴上连接有匀气盘。

进一步地，相邻两个所述石英筒内衬之间设有一定的距离。

进一步地，所述石英筒内衬为折弯件，折弯角度与所述石英筒外壁相一致，且所述折弯件的折弯部分别与所述石英筒外壁的筒壁、顶盖相平行。

进一步地，所述折弯件的高度小于所述石英筒外壁的高度。

进一步地，所述石英筒外壁与所述石英筒内衬的底部连接栅网。