[發明專利]反應腔室以及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201410092873.X
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104916564B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 彭宇霖;邢濤
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683;H01L21/687
• 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

本發明涉及半導體加工技術領域，具體地，涉及一種反應腔室以及等離子體加工設備。

背景技術

隨著微電子技術的快速發展，生產企業間的競爭越來越激烈，這就要求生產企業不斷地提高其產品質量以應對激烈的市場競爭。例如，在利用等離子體加工設備進行等離子體刻蝕工藝的過程中，刻蝕均勻性是影響產品質量的主要因素之一，而且，進入32～22納米技術代后，刻蝕工藝對刻蝕均勻性的要求越來越高，特別是進入22nm以下技術代，要求在反應腔室的腔室壓力較低的前提下，同時具有較大的氣體流量，這就需要通過優化反應腔室的結構設計來實現上述目標。

圖1為現有的等離子體加工設備的剖視圖。如圖1所示，等離子體加工設備包括反應腔室4，在反應腔室4內設置有靜電卡盤7以及用于支撐靜電卡盤7的基座8，襯底5借助工藝組件6固定在靜電卡盤7上；介質窗1通過調整支架2固定在反應腔室4的頂部，并且在介質窗1的中心位置處設置有進氣口11，以供工藝氣體流入反應腔室4內，以及在反應腔室4的底部設置有出氣口41，以供刻蝕反應后的氣體排出反應腔室4。此外，在反應腔室4內，且位于介質窗1與工藝組件6之間設置有內襯3，該內襯3環繞反應腔室4的內側壁設置，用于將等離子體限制在其內部的特定區域內，以起到限制等離子體的分布及屏蔽的作用。并且，在內襯3的底端設置有環形擋板31，如圖2所示。在該環形擋板31上還按一定間隔分布有若干通孔311，用以供刻蝕反應后的氣體通過。通孔311可以為圓孔，也可以為方孔，如圖3A和3B所示。在進行工藝的過程中，工藝氣體經由進氣口11流入反應腔室4內，并被激發形成等離子體，等離子體被內襯3限制在圖1所示的區域，以對襯底5進行刻蝕；刻蝕反應后的氣體經由環形擋板31上的通孔311流入反應腔室4的下部，并自出氣口41排出。

然而，由于環形擋板31上的通孔311均屬于“點狀”通孔，這種“點狀”通孔之間的間隙會對刻蝕反應后的氣體起到較大的阻擋作用，從而導致反應腔室的腔室壓力較大，而刻蝕反應后的氣體通過通孔311的流量較小，進而無法滿足在反應腔室的腔室壓力較低的前提下，同時具有較大的氣體流量的要求，而且，通過實驗發現，上述阻擋作用也對等離子體的分布對稱性和均勻性帶來了一定的不良影響。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種反應腔室以及等離子體加工設備，其不僅可以滿足在反應腔室的腔室壓力較低的前提下，同時具有較大的氣體流量的要求，而且還可以提高等離子體的分布對稱性和均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種反應腔室，包括設置在所述反應腔室內部的承載裝置，以及環繞在所述反應腔室的內側壁上部的上內襯，在所述上內襯的底端設置有環繞在所述反應腔室的內側壁與所述承載裝置之間的環形擋板，其特征在于，在所述環形擋板上表面上均勻分布有多個貫穿其厚度的條狀通孔。

其中，所述多個條狀通孔被均勻劃分為多組環狀的通孔組，所述多組通孔組沿所述環形擋板的徑向彼此間隔且相互嵌套；每組通孔組中的多個條狀通孔沿所述環形擋板的周向間隔設置。

優選的，在相鄰的兩組通孔組中，其中一組通孔組中的相鄰兩個條狀通孔之間的間隙與對應地其中另一組中的相鄰兩個條狀通孔之間的間隙交錯設置。

其中，所述條狀通孔在所述環形擋板上表面上的投影形狀為長條形，且所述長條形的長度方向上的中心線在所述環形擋板的徑向上延伸；并且，多個所述條狀通孔沿所述環形擋板的周向間隔設置。

優選的，相鄰的兩個長條形的長度方向上的中心線之間的中心角為3～4°。

優選的，所述長條形的寬度為8～12cm。

優選的，相鄰的兩個條狀通孔之間的間隙在所述環形擋板的周向上的最小寬度為1～2cm。

優選的，在每組通孔組中，相鄰的兩個條狀通孔之間的間隙的寬度為1～2cm。

優選的，相鄰的兩組通孔組之間的間隙的寬度為1～2cm。

優選的，所述反應腔室還包括下內襯，所述下內襯覆蓋所述反應腔室的內側壁下部以及反應腔室的底部。

其中，所述承載裝置包括用于承載被加工工件的卡盤及用于支撐所述卡盤的基座；在所述反應腔室內設置有基座支撐件，所述基座支撐件的一端與所述反應腔室固定連接；所述基座支撐件的另一端與所述基座固定連接；并且在所述基座支撐件上設置有擾流板，所述擾流板覆蓋所述基座支撐件的上表面和兩個側表面，并且，所述擾流板的分別與兩個側表面相對應的兩個下端向上翹曲。

作為另一個技術方案，本發明還提供一種等離子體加工設備，其包括反應腔室，所述反應腔室采用了本發明提供的上述反應腔室。