[发明专利]一种反应腔室及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种反应腔室及等离子体加工设备。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，以下简称PECVD）技术是被广泛用于沉积高质量薄膜的一种方法，该方法是将基片置于真空的反应腔室中的间隔设置且相互平行的两个电极板之间，两个电极板中的其中一个电极板与射频电源连接，其中另一个电极板接地，而且，向两个电极板之间通入工艺气体，在射频电源开启之后，工艺气体被激发而在两个电极板之间形成等离子体，等离子体会与基片发生反应，从而在基片表面形成工艺所需的薄膜。

图1为现有的一种PECVD设备。请参阅图1，其包括反应腔室10，在反应腔室10内设置有接地的基座11，其作为下电极板且用以承载多个基片12；在反应腔室10内的顶部设置有与基座11间隔平行设置的上电极板13，其与设置在反应腔室10外的射频电源14电连接，用以激发基座11与上电极板13之间的工艺气体形成等离子体21，且上电极板13借助固定装置15与反应腔室10的顶壁16固定连接，具体地，固定装置15采用闭合的环形结构，且套制在上电极板13的外周壁上，并与反应腔室10的顶壁16固定连接；并且，在上电极板13与基座11之间设置有均流板17，均流板17与上电极板13形成匀流腔室18，且在均流板17上均匀分布有多个出气口19，用以将匀流腔室18和反应腔室10连通；而且，反应腔室10还包括中央进气口20，其下端依次贯穿顶壁16和上电极板13，并与匀流腔室18相连通，在进行工艺时，工艺气体经由中央进气口20流入匀流腔室18，再经由多个出气口19流入反应腔室10内。

在实际应用中，在使用上述PECVD设备时，反应腔室10内产生的反应副产物会在反应腔室10的腔室内壁、匀流板17的下表面以及固定装置15的下表面等的部件沉积，这些反应副产物在累积一定的厚度之后会掉落污染颗粒，导致基片12被污染，从而降低了产品质量。为此，就需要在完成预定次数的薄膜沉积工艺之后进行一次清洗工艺，以清除沉积在反应腔室10内的部件外表面的反应副产物。目前，清洗工艺通常采用远程等离子体法，即，在反应腔室10的外部将清洗气体激发形成等离子体，再将其经由中央进气口20输送至反应腔室10内。

然而，上述PECVD设备不可避免地存在以下问题，即：在进行清洗工艺的过程中，为了保证沉积在基片12上的薄膜均匀，通常使上电极板13下表面的面积大于基座11上表面的面积，这会使得暴露在反应腔室10内的固定装置15的下表面位于形成于上电极板13与基座11之间的电场之外，而且，被输送至反应腔室10内的等离子体因不受该电场的影响而很难到达固定装置15的下表面附近，从而无法对沉积在该下表面上的反应副产物22进行清洗，进而导致在完成清洗工艺之后，反应腔室10的清洁度仍然很差，从而降低了工艺质量。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种反应腔室及等离子体加工设备，其可以减少甚至避免反应副产物附着在固定装置的暴露在反应腔室内的表面上，从而可以提高反应腔室的清洁度，进而可以提高工艺质量。

本发明提供一种反应腔室，包括上电极板和固定装置，所述固定装置包括装置本体，所述装置本体采用闭合的环形结构，且套置在所述上电极板的外周壁上，并且所述装置本体与所述反应腔室的顶壁固定连接，以将所述上电极板固定在所述反应腔室内的顶部，其特征在于，所述反应腔室还包括保护气体源，并且在所述装置本体内形成有进气通道，所述进气通道的进气口与所述保护气体源连通，所述进气通道的出气口分布在暴露在所述反应腔室内的装置本体的下表面上，且与所述反应腔室的内部连通；所述保护气体源用于在工艺时经由所述进气通道向所述反应腔室内提供保护气体，以使其在所述装置本体的下表面周围形成阻挡反应副产物的保护气层。

其中，所述出气口均匀分布在所述装置本体的下表面上。

其中，所述出气口的分布密度小于1个/立方厘米。

优选地，所述出气口的分布密度为0.2个/立方厘米。

其中，每个所述出气口的直径小于5mm。

优选地，每个所述出气口的直径为1mm。

其中，所述固定装置还包括两个环形挡板，所述两个环形挡板的上端均固定在所述装置本体的下表面上，且分别位于所述装置本体的下表面的内缘和外缘，用以阻挡自所述出气口流出的保护气体横向流动。