[实用新型]反应腔室及半导体加工设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种反应腔室及半导体加工设备。

背景技术

在半导体处理刻蚀工艺的过程中，必须严格控制等离子反应室的大量参数以保持高质量的刻蚀结果。在刻蚀工艺中，腔室内部结构的优化设计对设备本身的工艺性能及工艺刻蚀结果有着决定性的作用。

目前，刻蚀机通常在腔室内部增加内衬，主要用于改善腔室内部等离子体的有效流动性，同时能够约束等离子体，保护腔室内壁与底部不被刻蚀，在此基础上增加内衬更便于机台腔室的维护。现有的内衬环绕设置在反应腔室的侧壁内侧，且内衬的上端接地，内衬的下端设置有向其内侧弯折的水平弯折部和自该水平弯折部竖直向上弯折的竖直弯折部，其中，竖直弯折部环绕在基座的周围，用于改变基座及其周围环境的阻抗模型，增强了基座边缘处的电场强度，从而可以提高晶片边缘的刻蚀效率，进而增大晶片的刻蚀均匀性。水平弯折部用于防止等离子体自内衬与基座之间的间隙通过，进入腔室底部。

上述内衬在实际应用中不可避免地存在以下问题：

由于仅内衬的上端接地，导致在射频环境中内衬的回路较长，呈现较大的电感的特性，同时上述竖直弯折部与基座之间形成电容特性，从而内衬等价形成了如图1示出的等价模型。该等价模型的谐振频率的公式为：

其中，f为谐振频率；L为等效电感，由内衬的弯折结构产生；C为等效电容，由上述竖直弯折部与基座产生。在射频环境的频率接近系统的谐振频率时，系统产生谐振，从而造成射频环境的直流自偏压突变，如图2所示，直流自偏压突然降低，出现异常曲线，从而影响工艺稳定性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室及半导体加工设备，其可以避免系统产生谐振，从而可以增强工艺稳定性。

为实现本实用新型的目的而提供一种反应腔室，在所述反应腔室的内部设置有基座，且在所述反应腔室的侧壁内侧设置有内衬，所述内衬的上端通过所述反应腔室的侧壁接地，所述反应腔室还包括边缘环和遮挡环，其中，

所述边缘环环绕在所述基座的周围，所述边缘环的下端通过所述基座接地，且在所述边缘环的内周壁与所述基座的外周壁之间设置有介质环；

所述遮挡环设置在所述内衬的下端与所述边缘环的外周壁之间。

优选的，所述遮挡环与所述内衬为一体式结构。

优选的，所述遮挡环与所述边缘环为一体式结构。

优选的，所述内衬、所述遮挡环和所述边缘环为一体式结构。

优选的，所述边缘环的下端位于所述遮挡环的下方。

优选的，所述边缘环的上端与所述介质环的上端相平齐；所述边缘环的下端与所述介质环的下端相平齐。

优选的，所述基座包括由上而下依次设置的基座本体、隔离层和金属接口盘，其中，所述金属接口盘接地；

所述边缘环的下端通过与所述金属接口盘电导通而接地。

优选的，所述金属接口盘包括相对于所述隔离层的外周壁凸出的第一凸台；

在所述边缘环的下端设置有相对于所述边缘环的外周壁凸出的第二凸台，所述第二凸台与所述第一凸台相互叠置，且二者通过螺钉固定连接。

优选的，在所述第二凸台与所述第一凸台相接触的两个表面之间设置有导电层，用于使所述第二凸台与所述第一凸台接触良好。

优选的，所述导电层采用电镀的方式设置在所述第二凸台与所述第一凸台相接触的两个表面中的至少一个表面上。

作为另一个技术方案，本实用新型还提供一种半导体加工设备，包括本实用新型提供的上述反应腔室。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的反应腔室，其包括边缘环和遮挡环，其中，边缘环环绕在基座的周围，且该边缘环的下端通过该基座接地，并且在边缘环的内周壁与基座的外周壁之间设置有介质环。遮挡环设置在内衬的下端与边缘环的外周壁之间，用于防止等离子体自二者之间的间隙通过。由于边缘环的下端通过基座接地，因此，仅靠该边缘环与基座产生的电容无法产生谐振。此外，边缘环与内衬之间产生的电容的量级远小于边缘环与基座产生的电容，同时由于上述边缘环的下端接地，使得内衬产生的电感较小，从而根据谐振频率的公式可知，系统的谐振频率大大增加，使得射频环境的频率很难接近系统的谐振频率，进而避免了系统产生谐振，从而可以增强工艺稳定性。

本实用新型提供的半导体加工设备，其通过采用本实用新型提供的上述反应腔室，可以避免系统产生谐振，从而可以增强工艺稳定性。

附图说明