CN101740340A - 反应腔室及半导体加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应腔室及半导体加工设备，反应腔室中，下电极盒体通过多条通道支撑在腔室壁上，下电极盒体的内部空腔通过多条通道与反应腔室的外部相通；多条通道绕反应腔室的纵向轴线周向均匀分布；腔室壁的下部设有抽气口。一方面，在抽气气路上形成中心对称的分布结构，使气流分布均匀；另一方面，可以通过多条通道设置各种气体管路、电气线路、冷却管路以及射频线路等，结构简单、布置灵活。可用于各种不同的半导体等离子体处理加工过程，如刻蚀、沉积等。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种半导体加工的反应腔室。
背景技术
在半导体加工过程中，反应腔室为半导体基片的加工提供真空环境，通过向反应腔室中供应工艺气体，并通过射频电源将气体激发成等离子态，对基片表面进行相应的材料腐蚀或沉积等加工工艺。
对于半导体基片加工来说，整个基片表面处理的均匀性是工艺的一个重要指标，工艺气体进入反应腔室后形成气流场，该气流场相对于基片中心的对称性是基片表面处理的均匀性的关键，而对称的反应腔结构是实现均匀气体分布的前提条件之一。
现有技术一的反应腔室，如图1所示：
是一种侧下抽气的反应腔室，包括介质窗1和腔室壁3，二者之间形成的空腔为处理基片的真空腔室，基片由窗口4送入反应腔室内部，放置于静电卡盘5之上，反应气体通过进气口2进入反应腔内部，并被激发成等离子体，对基片进行加工工艺，工艺后的气体被真空泵从抽气腔6抽走。
现有技术二的反应腔室，如图2所示：
是一种下抽气的反应腔室，抽气口6、进气口2及静电卡盘5同轴布置，实现了进气抽气结构上的对称分布，静电卡盘5靠反应腔室侧面安装的悬空的支撑臂支撑。
上述现有技术至少存在以下缺点：
现有技术一中，由于抽气口位于侧面，为非对称布置，导致基片表面位置上气流的分布不均匀；
现有技术二中，为了保证能够有足够的强度，以及足够的空间来提供冷却装置、射频装置及电气线路等的安装，悬空支撑臂的尺寸不能太小，由于悬臂支撑的存在导致了气流通路的不对称，从而导致了气流分布的不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种气流分布均匀的反应腔室及半导体加工设备。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的反应腔室，包括腔室壁，该反应腔室的内部空腔中设有下电极盒体，所述下电极盒体通过多条通道支撑在所述腔室壁上，所述下电极盒体的内部空腔通过所述通道与该反应腔室的外部相通；
所述多条通道绕该反应腔室的纵向轴线周向均匀分布；
所述腔室壁的下部设有抽气口。
本发明的半导体加工设备，该半导体加工设备设有上述的反应腔室。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的反应腔室及半导体加工设备，由于反应腔室中，下电极盒体通过多条通道支撑在所述腔室壁上，下电极盒体的内部空腔通过多条通道与反应腔室的外部相通；多条通道绕反应腔室的纵向轴线周向均匀分布；腔室壁的下部设有抽气口。一方面，在抽气气路上形成中心对称的分布结构，使气流分布均匀；另一方面，可以通过多条通道设置各种气体管路、电气线路、冷却管路以及射频线路等，结构简单、布置灵活。
附图说明
图1为现有技术一的反应腔室的结构示意图；
图2为现有技术二的反应腔室的结构示意图；
图3为本发明的反应腔室的具体实施例一的结构示意图；
图4为本发明中的下电极盒体的具体实施例的结构示意图；
图5为本发明中的下电极盒体的具体实施例的立体结构示意图；
图6为本发明中的通道的具体实施例的结构示意图；
图7为本发明中的通道的具体实施例的立体结构示意图；
图8为本发明的反应腔室的具体实施例二的结构示意图。
具体实施方式
本发明的反应腔室，其较佳的具体实施例一，如图3所示，包括腔室壁3，该反应腔室的内部空腔中设有下电极盒体9，下电极盒体9通过多条通道10支撑在腔室壁3上，下电极盒体9的内部空腔通过通道10与该反应腔室的外部相通；腔室壁3的下部设有抽气口6。
通道10可以有2～8条，如3条或4条等。多条通道10可以绕该反应腔室的纵向轴线周向均匀分布，形成中心对称的布置结构。
具体的结构可以是，反应腔室由腔室壁3、介质窗1以及介质窗支撑8等包围的空间构成基片加工的真空环境，在介质窗1(通常为陶瓷或者石英材料)的中心安装设有进气口2，例如，可以安装气体分配板、喷嘴等，当然可以加工在其他位置，基片通过窗口4送入腔室内部，放于静电卡盘5上并通过静电吸力固定，在介质窗1的上方安装有连接射频电源的线圈11，其将能量通过介质窗1耦合至腔室内部，将其中的工艺气体激发成等离子体，从而对静电卡盘5上的基片(图中未示出)进行加工工艺，工艺后的气体通过内衬7上的屏蔽孔经抽气口6抽离反应腔室。
整个静电卡盘5固定于下电极盒体9上，盒体9底部开有多个圆孔，优选为四个，分别与四个通道10连接，通道10固定于腔室壁3上，这四者两两之间可以通过0型圈密封，以保证反应腔与外部的真空隔绝，同时内衬7、下电极盒体9、通道10与腔室壁3两两之间电气导通接地。
腔室壁3的上部可以为柱形面，柱形面的下部至抽气口6之间可以通过锥形面12过渡，柱形面与锥形面12之间的夹角可以为100～160°，如120°、150°等。通道10可以固定在柱形面，也可以固定在锥形面12上。
如图4、图5所示，下电极盒体9的结构，其形状为一圆柱筒状，设有下底，在筒状的上部设有翻边13，用于保证安装时与静电卡盘5密封并与内衬7导通，其下底开有四个圆孔14，安装时可以分别与四个通道10对齐连接。
如图6、图7所示，通道10可以包括竖向部分15、横向部分16等，竖向部分15与横向部分16的夹角可以为90～170°，如110°、150°等。
安装时，竖向部分15可以与下电极盒体9固定连接；横向部分16可以与腔室壁3固定连接。
横向部分16的开口部位可以设有凸缘18，安装时，凸缘18可以紧贴于腔室壁3的外表面上，用于保证通道10与腔室壁3之间的密封。
通道10中的孔可以是圆孔、方孔等，通道10分成竖向部分15和横向部分16两段的目的，一方面可以方便加工；另一方面，可以根据需要选择两段之间的角度，方便为气体管路、电气线路、冷却管路以及射频线路等与外界的连通。
安装过程中，当凸缘18与腔室外壁贴合紧密之后，应保证面17为水平，便于在面17上安装下电极盒体9。
在所有的配线及管路等安装完毕后，通道10与外界的开口19可以用射频屏蔽罩封闭，以屏蔽射频。
本发明的反应腔室，其较佳的具体实施例二，如图8所示，通道10为直角形，这种结构形式加工方便、定位更加准确。
本发明的半导体加工设备，其较佳的具体实施方式是，该半导体加工设备设有上述的反应腔室。
本发明中，反应腔室具有结构上的对称性，为反应气体的流通提供了对称的通道，从而为基片表面的气流均匀分布提供了条件。且结构简单、布置灵活，可用于各种不同的半导体等离子体处理加工过程，如刻蚀、沉积等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反应腔室，包括腔室壁，该反应腔室的内部空腔中设有下电极盒体，其特征在于，所述下电极盒体通过多条通道支撑在所述腔室壁上，所述下电极盒体的内部空腔通过所述通道与该反应腔室的外部相通；
所述多条通道绕该反应腔室的纵向轴线周向均匀分布；
所述腔室壁的下部设有抽气口。
2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述通道包括竖向部分、横向部分，所述竖向部分与所述下电极盒体固定连接；所述横向部分与所述腔室壁固定连接；
所述竖向部分与所述横向部分的夹角为90～170°。
3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述横向部分的开口部位设有凸缘，所述凸缘紧贴于所述腔室壁的外表面上。
4.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述通道有2～8条。
5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述通道有3～4条。
6.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述腔室壁的上部为柱形面，所述柱形面的下部至所述抽气口之间通过锥形面过渡，所述通道固定在所述柱形面或所述锥形面上。
7.根据权利要求6所述的反应腔室，其特征在于，所述柱形面与所述锥形面之间的夹角为100～160°。
8.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，所述柱形面与所述锥形面之间的夹角为150°。
9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述通道与外部的开口处设有射频屏蔽罩。
10.一种半导体加工设备，其特征在于，该半导体加工设备设有权利要求1至9任一项所述的反应腔室。
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