[發(fā)明專利]反應(yīng)腔室內(nèi)襯及包含該內(nèi)襯的反應(yīng)腔室

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610164984.2
• 申請(qǐng)日: 2006-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN101202206A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊盟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L21/00
• 分類號(hào): H01L21/00;H01L21/3065;H01L21/205;H01L21/67;C23C16/00;C23F4/00;H01J37/32;H05H1/00
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙鎮(zhèn)勇;郭宗勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體加工設(shè)備部件，尤其涉及一種反應(yīng)腔室及其內(nèi)襯。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體晶片加工包括金屬層、介電層和半導(dǎo)體材料層的化學(xué)氣相沉積(CVD)，這樣的沉積處理包括對(duì)這些層的刻蝕、光刻膠掩膜層的拋光等等。在刻蝕的情況中，等離子體刻蝕通常用于刻蝕金屬層、介電層和半導(dǎo)體材料。平行板式的等離子體反應(yīng)器一般包括反應(yīng)腔室，對(duì)硅晶片的刻蝕在反應(yīng)腔室內(nèi)完成，刻蝕氣體進(jìn)入反應(yīng)腔室后被電極電離成等離子體，等離子體刻蝕反應(yīng)腔室內(nèi)的晶片。

在等離子體刻蝕過(guò)程期間，通過(guò)向處于較低壓力的氣體加入大量的能量而使氣體電離以形成等離子體。通過(guò)調(diào)節(jié)晶片的電位，等離子體被導(dǎo)向以便垂直地沖撞到晶片上，使晶片上無(wú)掩膜區(qū)域的材料被移走。

半導(dǎo)體加工系統(tǒng)用來(lái)加工半導(dǎo)體晶片，從而制造集成電路。特別是在刻蝕、氧化、化學(xué)氣相沉積(CVD)等過(guò)程中通常使用基于等離子體的半導(dǎo)體加工。傳統(tǒng)的等離子加工系統(tǒng)通常控制等離子加工腔內(nèi)的氣流或者等離子體流，以便為加工晶片提供最佳的環(huán)境。

反應(yīng)腔室內(nèi)的處理氣體的不均勻分布會(huì)對(duì)等離子體的均勻分布產(chǎn)生不利影響。

為了得到整個(gè)晶片表面上均勻的刻蝕速率，希望在晶片表面上能均勻的分布等離子體。目前一般是通過(guò)改進(jìn)反應(yīng)腔室的進(jìn)氣方式來(lái)提高腔室內(nèi)等離子體的均勻性，例如應(yīng)用各種形狀的氣體分配板、噴嘴等。反應(yīng)腔室內(nèi)的刻蝕氣體的不均勻分布會(huì)對(duì)等離子體的均勻分布產(chǎn)生不利影響。反應(yīng)腔室的排氣口與真空泵相連，其位置、孔徑、軸向等也會(huì)對(duì)腔室內(nèi)等離子體的均勻性產(chǎn)生影響。

常見的反應(yīng)腔室結(jié)構(gòu)如圖1所示，由絕緣窗體2、腔室側(cè)壁3、腔室底壁16等組成反應(yīng)腔室11，內(nèi)設(shè)靜電卡盤7(或者機(jī)械卡盤)，靜電卡盤7上可放置晶片8。排氣口6與真空裝置(干泵等，圖中未示出)連接，將反應(yīng)腔室11制造成真空環(huán)境，工藝氣體由中央進(jìn)氣口4(或周邊進(jìn)氣口5，或者二者組合)進(jìn)入反應(yīng)腔室11，絕緣窗體2上方的線圈1通以射頻能量，通過(guò)絕緣窗體2耦合，在反應(yīng)腔室11中形成等離子體，對(duì)靜電卡盤7上的晶片8進(jìn)行刻蝕。等離子體刻蝕晶片8的同時(shí)也會(huì)刻蝕腔室側(cè)壁3及腔室底壁16，這會(huì)對(duì)刻蝕機(jī)械壽命、晶片刻蝕質(zhì)量等產(chǎn)生不利影響。

一般在反應(yīng)腔室11內(nèi)放置內(nèi)襯以保護(hù)腔室側(cè)壁3及腔室底壁16，如圖1所示，反應(yīng)腔室11中的內(nèi)襯包括側(cè)壁內(nèi)襯9、底面內(nèi)襯10，使得腔室側(cè)壁3及腔室底壁16不再直接接觸等離子體，免受等離子體的轟擊，并且使清洗和更換更為方便。

排氣口6可以設(shè)置在反應(yīng)腔室11的正下方或者側(cè)下方等位置。進(jìn)行工藝處理(刻蝕等)時(shí)，腔室進(jìn)氣口提供工藝氣體，同時(shí)啟動(dòng)排氣口6末端的真空泵(圖中未示出)以保持反應(yīng)腔室11內(nèi)壓力恒定并清除刻蝕顆粒。

為了得到整個(gè)晶片表面上均勻的刻蝕速率，希望在晶片表面上能均勻的分布等離子體。而現(xiàn)有的反應(yīng)腔室中，由于氣體注入和抽氣方式的設(shè)計(jì)，氣流在腔室內(nèi)必須經(jīng)歷流速和方向的改變，這樣造成局部氣體壓力的不穩(wěn)定。為了不影響工藝過(guò)程，抽氣口6的截面積一般比較大，反應(yīng)腔室內(nèi)離抽氣口遠(yuǎn)近不同的位置，氣體流動(dòng)也不一致，造成內(nèi)部壓力不均勻，等離子體分布不均勻，影響刻蝕工藝結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種既能保護(hù)腔室壁、又能使腔室內(nèi)的氣體分布均勻的反應(yīng)腔室內(nèi)襯，及包含該內(nèi)襯的反應(yīng)腔室。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的反應(yīng)腔室內(nèi)襯，包括側(cè)面內(nèi)襯、底面內(nèi)襯，所述的側(cè)面內(nèi)襯分兩層，分別為里層內(nèi)襯和外層內(nèi)襯，

所述里層內(nèi)襯和外層內(nèi)襯的上緣相互連接；下緣分別與底面內(nèi)襯連接，里層內(nèi)襯與外層內(nèi)襯之間形成封閉空間；

所述里層內(nèi)襯開有多個(gè)氣孔；

所述外層內(nèi)襯開有內(nèi)襯進(jìn)氣開口和內(nèi)襯排氣開口。

所述的里層內(nèi)襯上的多個(gè)氣孔為不均勻分布，

靠近外層內(nèi)襯上內(nèi)襯進(jìn)氣開口和內(nèi)襯排氣開口位置處的氣孔分布密度較小；

遠(yuǎn)離外層內(nèi)襯上內(nèi)襯進(jìn)氣開口和內(nèi)襯排氣開口位置處的氣孔分布密度較大。

所述的里層內(nèi)襯上的多個(gè)氣孔的直徑不同，

靠近外層內(nèi)襯上內(nèi)襯進(jìn)氣開口和內(nèi)襯排氣開口位置處的氣孔直徑較小；

遠(yuǎn)離外層內(nèi)襯上內(nèi)襯進(jìn)氣開口和內(nèi)襯排氣開口位置處的氣孔直徑較大。

所述的多個(gè)氣孔相互平行。

所述的氣孔的兩端分別設(shè)有倒角。

本發(fā)明的反應(yīng)腔室，包括側(cè)壁和底壁，反應(yīng)腔室的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)氣口、排氣口，其特征在于，所述反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)有上述反應(yīng)腔室內(nèi)襯，

所述進(jìn)氣口與內(nèi)襯進(jìn)氣開口相對(duì)應(yīng)；