[發明專利]等離子體反應腔

在審

• 申請號: 201210438566.3
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103811258A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 聶淼
• 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: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種等離子體反應腔。

背景技術

隨著半導體技術的飛速發展，襯底的尺寸越來越大，由原來的200mm逐步發展到450mm，而關鍵尺寸卻變得越來越小，為了提高產品的良率，保證各器件之間的一致性，對工藝環境的要求就更苛刻。刻蝕均勻性是衡量刻蝕工藝在整張襯底上、襯底與襯底之間或者批次與批次之間刻蝕能力的參數，也是一種衡量刻蝕設備工藝性能的重要參數。在刻蝕工藝中，氣體流場的分布是影響刻蝕均勻性的一個重要參數。

目前，通常采用等離子體反應腔實現對襯底的刻蝕工藝。圖1為現有技術中等離子體反應腔的結構示意圖，圖2為圖1中內襯的俯視圖，如圖1和圖2所示，該等離子體反應腔包括：腔體1、內襯、卡盤2、進氣裝置10和支架11，內襯位于腔體1的內部，內襯包括底壁3、側壁4和邊沿結構8，邊沿結構8固定于腔體1的頂部以使內襯架設于腔體1內，底壁3上設置有底壁開孔5，卡盤2位于腔體1的內部，進氣裝置10設置于腔體1上方的支架11上。其中，卡盤2用于放置襯底7，進氣裝置10用于向腔體1內部輸入反應氣體。反應氣體在腔體1內被激發為等離子體的形式，呈放射狀擴散至襯底7的表面，并與襯底7發生反應。為滿足刻蝕工藝均勻性的要求，可在腔體1的底部可安裝抽真空裝置，抽真空裝置可通過底壁開孔5將反應后的剩余氣體及反應副產物從腔體1內抽出，以使腔體1內的氣體流場達到一個平衡狀態，從而維持氣體流場在襯底表面分布的均勻性。其中，反應后的剩余氣體為未發生反應的反應氣體。

現有技術中，由于僅在內襯的底壁上設置有底壁開孔，因此在對腔體進行抽氣處理時反應后的剩余氣體及反應副產物僅能從底壁開孔中被抽出，使得反應氣體在襯底表面上的擴散面積較小，降低了襯底表面氣體流場分布的均勻性，從而降低了刻蝕工藝的均勻性。

發明內容

本發明提供一種等離子體反應腔，用以提高襯底表面氣體流場分布的均勻性，從而提高刻蝕工藝的均勻性。

為實現上述目的，本發明提供了一種等離子體反應腔，包括：腔體、內襯、卡盤和進氣裝置，所述內襯位于所述腔體的內部，所述內襯包括底壁和側壁，所述側壁與所述腔體之間具有一定距離，所述底壁上設置有底壁開孔，所述側壁上設置有側壁開孔，所述卡盤位于所述腔體的內部且用于放置襯底，所述進氣裝置用于向所述腔體內部輸入反應氣體以產生等離子體，反應后的剩余氣體及反應副產物通過所述底壁開孔和所述側壁開孔從所述腔體內被抽出。

可選地，所述內襯還包括：設置于所述側壁上且向所述側壁外側延伸的邊沿結構；

所述邊沿結構設置于所述腔體的頂部，以使所述內襯架設于所述腔體上。

可選地，所述底壁、所述側壁和所述邊沿結構一體成型。

可選地，所述側壁與所述底壁之間呈設定角度布置。

可選地，所述設定角度為90度。

可選地，所述側壁為筒狀結構。

可選地，所述設定角度大于90度且小于180度。

可選地，所述側壁開孔的形狀包括圓形或者方形。

可選地，所述側壁開孔在所述側壁上以多行多列的排列方式均勻排布。

可選地，所述底壁的中心部位形成一中空結構，所述底壁套在所述卡盤的外部以使所述卡盤位于所述中空結構中。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的等離子體反應腔的技術方案中，由于側壁上設置有側壁開孔，在對腔體進行抽氣處理時側壁方向也會對腔體內的氣體進行抽氣處理，因此在對腔體進行抽氣處理時反應后的剩余氣體及反應副產物可以從底壁開孔和側壁開孔中被抽出，使得反應氣體在襯底表面上的擴散面積增大，提高了襯底表面氣體流場分布的均勻性，從而提高刻蝕工藝的均勻性。

附圖說明

圖1為現有技術中等離子體反應腔的結構示意圖；

圖2為圖1中內襯的俯視圖；

圖3為本發明實施例一提供的一種等離子體反應腔的結構示意圖；

圖4為圖3中內襯的俯視圖；

圖5為圖3中內襯的立體結構示意圖；

圖6為本發明中反應氣體的氣體流場的縱向截面圖；

圖7為圖6中氣體流場的橫向截面圖；

圖8為本發明實施例二提供的一種等離子體反應腔的結構示意圖。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的等離子體反應腔進行詳細描述。

圖3為本發明實施例一提供的一種等離子體反應腔的結構示意圖，