[發明專利]反應腔室及等離子體加工設備

在審

• 申請號: 201310749858.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104746042A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 李國榮;楊盟;邢濤;符雅麗
• 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: C23C16/452
• 分類號: C23C16/452;H05H1/46
• 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

本發明屬于半導體設備制造技術領域，具體涉及一種反應腔室及等離子體加工設備。

背景技術

等離子體加工設備是應用比較廣泛的加工設備，主要借助等離子體對基片等的被加工工件進行鍍膜、刻蝕等工藝。在刻蝕工藝中，刻蝕均勻性是影響工藝質量的重要因素。

圖1為現有的等離子體加工設備的反應腔室的結構示意圖。請參閱圖1，反應腔室10包括承載裝置11、進氣裝置12、內襯13、排氣裝置14、感應線圈15和與之電連接的射頻電源16。其中，承載裝置11設置在反應腔室10內，且與設置在反應腔室10外部的偏壓電源17電連接，用于采用靜電引力的方式將被加工工件吸附在其上表面上；承載裝置11還與設置在反應腔室10外部的冷卻器18相連接，用于對位于承載裝置11上的被加工工件進行冷卻；在承載裝置11的側壁外側與反應腔室10的內側壁之間設置有懸臂19，懸臂19為空心結構，用以作為其與偏壓電源17、冷卻器18和加熱裝置等其他裝置向連接的通道；進氣裝置12設置在反應腔室10的頂部，與外部的工藝氣源相連通，用于向反應腔室10內輸送工藝氣體；感應線圈15設置在反應腔室10的頂壁上方，用以在射頻電源16開啟時將反應腔室10內的工藝氣體激發形成等離子體，以實現等離子體對被加工工件進行刻蝕工藝；排氣裝置14設置在反應腔室10的底部，包括控制閥141和排氣泵142，通過控制控制閥141的打開或者關閉來控制排氣泵142與反應腔室10的連通或者斷開，排氣泵142用于在控制閥141打開時將反應腔室10內的氣體由上至下排出反應腔室10；內襯13沿反應腔室10的內周壁設置，且與承載裝置11的外周壁相連接，如圖1所示，用于限定反應腔室10內氣體的分布，并且，阻擋氣體由上至下排出的內襯13上設置有排氣孔，以使排氣裝置14將工藝氣體經由排氣孔由上至下排出反應腔室10。

然而，采用上述圖1所述的反應腔室在實際應用中不可避免的會存在以下問題：如圖2、圖3、圖4和圖5所示，位于懸臂19處的氣流下降，且有氣體分子與懸臂19碰撞后被彈回，造成反應腔室10內的氣流場不均勻，從而造成被加工工件的靠近懸臂19位置處（即，7點位置處）的刻蝕速率較小，且被加工工件的靠近其右側的位置處（即，5點和6點位置處）的刻蝕速率較大，即，造成被加工工件的刻蝕速率測繪圖為非中心對稱圖形；而現有的通過調節感應線圈15內外圈的電流比例和被加工工件的內外圈溫度等的方式僅適用被加工工件的刻蝕速率測繪圖為中心對稱圖形的情況，其并不能實現對被加工工件的刻蝕速率測繪圖為非中心對稱圖形進行調節。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種反應腔室及等離子體加工設備，其可以提高反應腔室內的氣流場的均勻性和對稱性，因而可以使得被加工工件的刻蝕速率測繪圖為中心對稱圖形，從而可以采用現有的調節方式調節被加工工件的刻蝕均勻性，進而可以提高工藝質量。

本發明提供一種反應腔室，包括承載裝置，所述承載裝置設置在反應腔室內，用于承載被加工工件，在所述承載裝置的側壁外側和所述反應腔室的內側壁之間設置有一個懸臂，在所述承載裝置的側壁外側和所述反應腔室的內側壁之間還設置有至少一個輔助裝置，至少一個所述輔助裝置和所述懸臂沿所述承載裝置的周向間隔且均勻設置，并且阻擋所述反應腔室氣體流動的每個所述輔助裝置和所述懸臂的上表面相同。

其中，每個所述輔助裝置的結構與所述懸臂的結構相同。

其中，每個所述輔助裝置包括輔助板和固定件，所述固定件固定在所述承載裝置的側壁外側和所述反應腔室的內側壁上的對應位置，用于支撐所述輔助板；所述輔助板設置在所述固定件上，且阻擋所述反應腔室內氣體流動的所述輔助板和所述懸臂的上表面相同。

其中，每個所述輔助裝置的上表面與所述懸臂的上表面在同一水平面上。

其中，每個所述輔助裝置的上表面的形狀與所述懸臂的上表面的形狀相同。

其中，還包括進氣裝置，所述進氣裝置設置在所述反應腔室的頂部，且與設置在所述反應腔室外部的工藝氣源相連通，用于向所述反應腔室內提供工藝氣體。

其中，還包括排氣裝置，所述排氣裝置設置在所述反應腔室的底部，用于將位于所述反應腔室內的氣體由上至下排出所述反應腔室。

其中，在所述反應腔室內還設置有內襯，所述內襯沿所述反應腔室的內周壁設置，且與所述承載裝置的外周壁相連接，用于限定所述反應腔室內氣體的分布，并且阻擋所述氣體由上至下排出的所述內襯上設置有排氣口，以使所述排氣裝置將氣體經由所述排氣口由上至下排出所述反應腔室。