[发明专利]等离子体反应腔

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种等离子体反应腔。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，衬底的尺寸越来越大，由原来的200mm逐步发展到450mm，而关键尺寸却变得越来越小，为了提高产品的良率，保证各器件之间的一致性，对工艺环境的要求就更苛刻。刻蚀均匀性是衡量刻蚀工艺在整张衬底上、衬底与衬底之间或者批次与批次之间刻蚀能力的参数，也是一种衡量刻蚀设备工艺性能的重要参数。在刻蚀工艺中，气体流场的分布是影响刻蚀均匀性的一个重要参数。

目前，通常采用等离子体反应腔实现对衬底的刻蚀工艺。图1为现有技术中等离子体反应腔的结构示意图，图2为图1中内衬的俯视图，如图1和图2所示，该等离子体反应腔包括：腔体1、内衬、卡盘2、进气装置10和支架11，内衬位于腔体1的内部，内衬包括底壁3、侧壁4和边沿结构8，边沿结构8固定于腔体1的顶部以使内衬架设于腔体1内，底壁3上设置有底壁开孔5，卡盘2位于腔体1的内部，进气装置10设置于腔体1上方的支架11上。其中，卡盘2用于放置衬底7，进气装置10用于向腔体1内部输入反应气体。反应气体在腔体1内被激发为等离子体的形式，呈放射状扩散至衬底7的表面，并与衬底7发生反应。为满足刻蚀工艺均匀性的要求，可在腔体1的底部可安装抽真空装置，抽真空装置可通过底壁开孔5将反应后的剩余气体及反应副产物从腔体1内抽出，以使腔体1内的气体流场达到一个平衡状态，从而维持气体流场在衬底表面分布的均匀性。其中，反应后的剩余气体为未发生反应的反应气体。

现有技术中，由于仅在内衬的底壁上设置有底壁开孔，因此在对腔体进行抽气处理时反应后的剩余气体及反应副产物仅能从底壁开孔中被抽出，使得反应气体在衬底表面上的扩散面积较小，降低了衬底表面气体流场分布的均匀性，从而降低了刻蚀工艺的均匀性。

发明内容

本发明提供一种等离子体反应腔，用以提高衬底表面气体流场分布的均匀性，从而提高刻蚀工艺的均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了一种等离子体反应腔，包括：腔体、内衬、卡盘和进气装置，所述内衬位于所述腔体的内部，所述内衬包括底壁和侧壁，所述侧壁与所述腔体之间具有一定距离，所述底壁上设置有底壁开孔，所述侧壁上设置有侧壁开孔，所述卡盘位于所述腔体的内部且用于放置衬底，所述进气装置用于向所述腔体内部输入反应气体以产生等离子体，反应后的剩余气体及反应副产物通过所述底壁开孔和所述侧壁开孔从所述腔体内被抽出。

可选地，所述内衬还包括：设置于所述侧壁上且向所述侧壁外侧延伸的边沿结构；

所述边沿结构设置于所述腔体的顶部，以使所述内衬架设于所述腔体上。

可选地，所述底壁、所述侧壁和所述边沿结构一体成型。

可选地，所述侧壁与所述底壁之间呈设定角度布置。

可选地，所述设定角度为90度。

可选地，所述侧壁为筒状结构。

可选地，所述设定角度大于90度且小于180度。

可选地，所述侧壁开孔的形状包括圆形或者方形。

可选地，所述侧壁开孔在所述侧壁上以多行多列的排列方式均匀排布。

可选地，所述底壁的中心部位形成一中空结构，所述底壁套在所述卡盘的外部以使所述卡盘位于所述中空结构中。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的等离子体反应腔的技术方案中，由于侧壁上设置有侧壁开孔，在对腔体进行抽气处理时侧壁方向也会对腔体内的气体进行抽气处理，因此在对腔体进行抽气处理时反应后的剩余气体及反应副产物可以从底壁开孔和侧壁开孔中被抽出，使得反应气体在衬底表面上的扩散面积增大，提高了衬底表面气体流场分布的均匀性，从而提高刻蚀工艺的均匀性。

附图说明

图1为现有技术中等离子体反应腔的结构示意图；

图2为图1中内衬的俯视图；

图3为本发明实施例一提供的一种等离子体反应腔的结构示意图；

图4为图3中内衬的俯视图；

图5为图3中内衬的立体结构示意图；

图6为本发明中反应气体的气体流场的纵向截面图；

图7为图6中气体流场的横向截面图；

图8为本发明实施例二提供的一种等离子体反应腔的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的等离子体反应腔进行详细描述。

图3为本发明实施例一提供的一种等离子体反应腔的结构示意图，