[發明專利]一種腔室和等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201710120932.3
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN108538694B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李興存
• 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: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 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;劉悅晗

本發明提供一種腔室和等離子體處理裝置，通過在勻流腔內設置由多個柵板組成的柵型結構，令柵型結構與勻流腔的頂壁之間的第一間距d1與勻流腔內壓力p的乘積、柵型結構與勻流腔的底壁之間的第二間距d2與勻流腔內壓力p的乘積、相鄰柵板之間的第三間距d3與勻流腔內壓力p的乘積均小于1.33pa*m或均大于13.3pa*m，從而避免在勻流腔內產生放電現象；即使射頻功率較大或氣壓較高時，該柵型結構仍然可以正常工作，因此可以擴大工藝窗口和適用范圍，尤其適用于高氣壓、高功率的工藝條件。

技術領域

本發明涉及半導體設備制造技術領域，具體涉及一種腔室和等離子體處理裝置。

背景技術

等離子體增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)是采用等離子體技術制備薄膜的重要手段之一。它是借助等離子體離化反應氣體，使反應氣體產生的自由基、離子等活性物質在氣相或者基片表面產生化學反應，最終在基片上沉積薄膜的一種方法。在PECVD裝置中，平板電容耦合放電由于具有大面積基片承載、薄膜生長均勻性好等優點被廣泛應用于半導體、光伏等工業領域。

圖1為一種現有的PECVD腔室結構。該PECVD腔室包括勻流腔1和反應腔2，勻流腔1的腔室壁與反應腔2的腔室壁通過介質絕緣件303實現高壓隔離。勻流腔1的頂壁和側壁作為高壓極上極板，與射頻電源201相連，勻流腔1的底壁上設置有多個與反應腔2連通的進氣孔，氣體供給系統101與高壓極上極板相連，用于向勻流腔1內輸送工藝氣體，工藝氣體經勻流腔1勻流后，經由進氣孔進入下方的反應腔2。勻流腔1的側壁開設有出氣通道501，出氣通道501分別與反應腔2和勻流腔1相連通，可以降低勻流腔1與反應腔2之間的壓力差，通過控制出氣通道501的尺寸，使得該出氣通道501的尺寸小于2倍鞘層的厚度，可以避免在勻流腔1和出氣通道501內產生放電現象(即起輝現象)。

雖然出氣通道501可以在一定程度上減少勻流腔1內的放電現象，但是，出氣通道501的尺寸是一定的，當PECVD腔室的反應條件變化時，例如，當功率或者氣壓增加時，反應腔2內等離子體密度增加，鞘層的厚度減小，此時出氣通道501將失去屏蔽等離子體的作用，在勻流腔1和出氣通道501內仍然會產生放電現象，降低勻流腔1內反應氣體的穩定性，并產生顆粒，容易堵塞進氣孔。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供一種腔室和等離子體處理裝置，用以解決勻流腔內放電的問題。

本發明為解決上述技術問題，采用如下技術方案：

本發明提供一種腔室，包括勻流腔，在所述勻流腔內容置有由多個柵板組成的柵型結構，其中，

所述柵型結構與所述勻流腔的頂壁之間具有第一間距d1；

所述柵型結構與所述勻流腔的底壁之間具有第二間距d2；

相鄰所述柵板之間具有第三間距d3；以及

所述d1、d2、d3分別與所述勻流腔內壓力p的乘積，均小于1.33Pa*m或均大于13.3Pa*m。

優選的，所述d1、所述d2、所述d3均小于2mm。

優選的，所述柵型結構為圓形。

優選的，所述柵板呈環形，各所述柵板的半徑不同，且同心套置。

優選的，相鄰所述柵板之間的所述第三間距d3均相同。

優選的，所述柵板的高度大于所述d3的七倍。

進一步的，所述柵型結構還包括至少一個支撐梁，所述支撐梁沿所述柵板的徑向設置，并連接各所述柵板。

優選的，所述支撐梁包括連接部，所述連接部設置在所述支撐梁鄰近最外側的所述柵板的自由端，并與所述勻流腔的側壁或頂壁連接。