[發明專利]腔室上蓋及包含該上蓋的反應腔室

有效

• 申請號: 200610165461.X
• 申請日: 2006-12-20
• 公開（公告）號: CN101207034A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 張風港
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/00;C23F4/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;郭宗勝

技術領域

本發明涉及一種半導體加工設備部件，尤其涉及一種半導體晶片加工腔室及其上蓋。

背景技術

半導體加工設備中的等離子體刻蝕機主要是利用等離子體對晶片的物理及化學反應而對晶片進行刻蝕的，晶片刻蝕的均勻性是刻蝕工藝的一個極其重要的指標，而與該指標密切相關的是化學氣體進入反應腔室后形成的氣流場。該氣流場相對于晶片中心的對稱是刻蝕工藝的要求，也是刻蝕機反應腔室整體設計必須考慮的關鍵技術

進入反應腔室的工藝氣體被激活產成的等離子體刻蝕晶片表面的材質。在反應腔室內部的非均勻性氣體分布將導致在腔室內部的晶片表面上的刻蝕速率和均勻性有較大的變化。而且目前的晶片的尺寸從100mm增加到300mm。反應腔室的體積也相應的增大，這使得要想提供更加均勻的氣體分布更加困難。

如圖1所示的反應室腔室，是目前半導體刻蝕設備中普遍采用的結構，反應腔室1的上部設有上蓋2，上蓋2一般為石英蓋，上蓋2上設有進氣口4，進氣口4一般為單一的進氣口，設在上蓋2的中部，工藝氣體通過上蓋2中部的進氣口4進入反應腔室1后覆蓋面積太小，會使反應腔室1內部的中心區域與邊緣區域的氣體分布不均勻。另外，在此系統中抽氣裝置通過出氣口5抽出反應腔室1內的氣體，使反應腔室內形成低壓。由于抽氣裝置的影響，反應氣體通過進氣口4進入反應腔室4后在靜電卡盤3表面上方的分布不具有軸對稱性，氣體在靜電卡盤表面上變化較大，致使形成的等離子體與被刻蝕物質表面發生的化學反應速度差異較大，最終導致刻蝕速率的不均勻性。

發明內容

本發明的目的是提供一種腔室上蓋及包含該上蓋的反應腔室，所述腔室上蓋能改善進入反應腔室內的氣體分布的均勻性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的腔室上蓋，它的上部設有進氣口，它的下部設有多個氣孔，所述進氣口與多個氣孔相通，使腔室上蓋的上方空間與下方空間相通。

所述的腔室上蓋的內部設有空腔，所述進氣口通過空腔與多個氣孔相通。

所述的氣孔分布在進氣口縱向軸線的周圍。

所述的進氣口縱向軸線一側的氣孔分布密度小于進氣口縱向軸線另一側的氣孔分布密度；和/或

所述的進氣口縱向軸線一側的氣孔的直徑小于進氣口縱向軸線另一側的氣孔的直徑。

靠近進氣口縱向軸線處的氣孔分布密度小于遠離進氣口縱向軸線處的氣孔分布密度；和/或

靠近進氣口縱向軸線處的氣孔的直徑小于遠離進氣口縱向軸線處的氣孔的直徑。

所述的氣孔與進氣口的縱向軸線平行布置。

所述的氣孔與進氣口的縱向軸線呈1～89°的夾角。

所述夾角的大小按照氣孔距進氣口縱向軸線的距離，由近而遠逐漸加大。

本發明的反應腔室，反應腔室的上口設有上述的腔室上蓋，并可通過腔室上蓋上的進氣口及氣孔向反應腔室注入工藝氣體。

所述反應腔室開有出氣口，所述出氣口開在進氣口縱向軸線氣孔分布密度和/或氣孔直徑較大的一側。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的腔室上蓋及包含該上蓋的反應腔室，由于腔室上蓋的上部設有進氣口、下部設有多個氣孔。工藝氣體通過進氣口注入反應腔室時，首先經過多個氣孔進行分流。使得反應腔室內部氣體的分布更加均勻，從而得到滿意的刻蝕效果。尤其適用于半導體晶片加工設備的反應腔室，也適用于其它的腔室。

附圖說明

圖1為現有技術中的反應腔室及其上蓋的結構示意圖；

圖2為本發明的反應腔室及其上蓋的結構示意圖；

圖3為本發明具體實施例的腔室上蓋下部的氣孔分布示意圖一；

圖4為本發明具體實施例的腔室上蓋下部的氣孔分布示意圖二；

圖5為本發明具體實施例的腔室上蓋下部的氣孔分布示意圖三。

具體實施方式

本發明的腔室上蓋，主要用于半導體晶片加工設備的反應腔室上蓋，也可以用于其它的腔室。

其較佳的具體實施例，如圖2所示，腔室上蓋2設于反應腔室1的上部，腔室上蓋2上設有進氣口4，反應腔室1的壁上設有出氣口5，反應腔室1的內部設有靜電卡盤3，靜電卡盤3上可設置晶片，工藝氣體通過進氣口4進入反應腔室1內對晶片進行加工，之后通過出氣口5排出。

進氣口4一般設在腔室上蓋2的中心軸線位置，本發明中，腔室上蓋2分為上下兩部分，進氣口4設在它的上部，腔室上蓋2下部設有多個氣孔6，所述進氣口4與多個氣孔6相通，使腔室上蓋的上方空間與下方空間相通。工藝氣體通過進氣口4進入反應腔室1的內部時，首先經過多個氣孔6進行分流，使進入反應腔室內的氣體分布均勻