反应腔室以及等离子体设备制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种反应腔室以及等离子体设备，反应腔室包括：腔室本体、内衬、支撑组件和升降驱动装置；内衬包括：第一内衬和第二内衬；第二内衬同轴外套或内套于第一内衬上，在第一内衬与第二内衬之间具有间隙，升降驱动装置用于驱动第二内衬上升或下降；在对晶圆进行工艺处理时，第一内衬和第二内衬的重叠部分的长度为预定长度，使得晶圆位于由第一内衬和第二内衬围成的工艺区域内。本发明专利技术的反应腔室以及等离子体设备，可以在工艺处理过程中将等离子体限定在一定的工艺区域内，同时能够保护腔室本体的内壁不被刻蚀，提高了工艺过程中的气流均匀性，能够保证工艺长时间稳定，使晶圆中心到边缘的刻蚀结果有较好的一致性，提高产品良率。

【技术实现步骤摘要】
反应腔室以及等离子体设备
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种反应腔室以及等离子体设备。
技术介绍
等离子体设备广泛用于当今的半导体、太阳能电池、平板显示等制作工艺中。在目前的制造工艺中，已经使用等离子体设备类型有多种，例如电容耦合等离子体、电感耦合等离子体以及电子回旋共振等离子体等类型。目前这些类型的放电被广泛应用于物理气相沉积、等离子体刻蚀以及等离子体化学气相沉积等。图1是现有的一种常见的用于半导体干法刻蚀设备的反应腔结构。工艺气体通过进气通道02流入反应腔09内部，上部电极射频天线01产生的高频能量透过介质窗03将介质窗03下方的工艺气体电离成等离子体04，等离子体04通过物理轰击或者化学反应的方式对晶圆06上的目标区域进行刻蚀。反应腔09内部的内衬05将等离子体04限定在一定区域，同时能够保护反应腔09内壁不被刻蚀。工艺过程产生的刻蚀副产物通过内衬05底部的排气通道08排到压力控制器010，最终被抽气泵011抽走。内衬05侧面上的传片口015用于刻蚀工艺开始前传入晶圆06以及刻蚀工艺完成后传出晶圆06。刻蚀工艺开始前，内门013在内门驱动器012的作用下下降，门阀014打开，晶圆06被传入反应腔，然后门阀014关闭，内门013在内门驱动器012的作用下上升，然后开始刻蚀工艺。申请人发现现有的反应腔结构存在如下缺陷：由于相对运动部件之间不能产生摩擦的设计要求以及内衬05、内门013的加工及安装误差，内门013与内衬05之间不可避免会存在间隙，一般会有1-2mm，反应腔09内部等离子体的分布会在内门处产生突变，进而影响刻蚀结果的均匀性。专利技术内容有鉴于此，本专利技术实施例提供一种反应腔室以及等离子体设备，能够至少部分地解决现有技术中存在的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种反应腔室，包括：腔室本体、内衬、用于支撑晶圆的支撑组件和升降驱动装置；所述内衬和所述支撑组件设置在所述腔室本体内；所述内衬包括：第一内衬和第二内衬；所述第一内衬与所述腔室本体固定连接，所述第二内衬同轴外套或内套于所述第一内衬上，在所述第一内衬与所述第二内衬之间具有间隙，所述升降驱动装置用于驱动所述第二内衬上升或下降；其中，在对晶圆进行工艺处理时，所述升降驱动装置驱动所述第二内衬下降并位于预设的第一位置，所述第一内衬和所述第二内衬的重叠部分的长度为预定长度，所述晶圆位于由所述第一内衬和所述第二内衬围成的工艺区域内。可选地，所述升降驱动装置包括：可伸缩的升降波纹管；所述升降波纹管与所述第二内衬连接，通过所述升降波纹管的伸缩驱动所述第二内衬升降。可选地，所述升降驱动装置包括：气缸组件；其中，通过所述气缸组件驱动所述升降波纹管伸缩。可选地，所述气缸组件包括：气缸、连接件和活动轴；所述气缸与所述升降波纹管的上端与所述腔室本体连接；所述升降波纹管的底端与设置在所述升降波纹管中的所述活动轴连接，所述气缸的气缸轴通过所述连接件与所述活动轴连接，所述第二内衬通过内衬安装件与所述升降波纹管连接。可选地，在所述第二内衬的底部设置有多个排气孔；其中，在所述工艺区域内产生的刻蚀副产物通过所述排气孔排出。可选地，所述腔室本体设置有传片口；其中，在进料或取料时，所述升降驱动装置驱动所述第二内衬上升并位于预设的第二位置，使所述第二内衬位于所述传片口的上方。可选地，所述间隙d=1m-2mm；所述预定长度与所述间隙的比值大于7:1。根据本专利技术的另一方面，提供一种等离子体设备，包括反应腔室，其特征在于，所述反应腔室采用如上所述的反应腔室。本专利技术的反应腔室以及等离子体设备，可以在工艺处理过程中将等离子体限定在一定的工艺区域内，同时能够保护腔室本体的内壁不被刻蚀，提高了工艺过程中的气流均匀性，能够保证工艺长时间稳定，使晶圆中心到边缘的刻蚀结果有较好的一致性，提高产品良率。本专利技术实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：图1为现有技术中的反应腔室的结构示意图；图2为根据本专利技术的反应腔室的一个实施例的第二内衬在低位的结构示意图；图3为图2中的a区域的局部放大示意图；图4为根据本专利技术的反应腔室的一个实施例的第二内衬在高位的结构示意图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合图和实施例对本专利技术的技术方案进行多方面的描述。下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致。下文中的“第一”、“第二”等，仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。如图2所示，本专利技术提供一种反应腔室，包括：腔室本体11、内衬、用于支撑晶圆17的支撑组件和升降驱动装置，内衬和支撑组件设置在腔室本体11内。内衬包括第一内衬20和第二内衬18，第一内衬20与腔室本体11连接，第二内衬18同轴外套或内套于第一内衬20上。为了保证在第二内衬18的运动过程中第二内衬18不与第一内衬20发生刮蹭，在第一内衬20与第二内衬18之间具有间隙，升降驱动装置用于驱动第二内衬18上升或下降。在对晶圆17进行工艺处理时，升降驱动装置驱动第二内衬18下降并位于预设的第一位置，第一内衬20和第二内衬18的重叠部分的长度为预定长度，使得晶圆17位于由第一内衬和第二内衬围成的工艺区域内。第一位置和预定长度可以通过实验、调试确定。位于腔室本体11内部的第一内衬20和第二内衬18可以将等离子体19限定在一定的工艺区域内，同时能够保护腔室本体11的内壁不被刻蚀。如图3所示，第一内衬20与第二内衬18之间的间隙d可以为d=1m-2mm。为了保证工艺过程中，等离子体19不会通过第一内衬20与第二内衬18之间的间隙逃逸到第一内衬20的外部，第一内衬20和第二内衬18的重叠部分的预定长度H满足H:d>7:1。在一个实施例中，反应腔室包括上电极射频电线1和介质窗3。介质窗3与腔室本体11的顶部连接，介质窗3位于第一内衬20和第二内衬18的上方，上电极射频电线1位于介质窗3的上方，介质窗3设置有进气通道2。在对晶圆17进行工艺处理时，上电极射频电线1用于向工艺区域内的气体施加射频能量。支撑组件包括下电极16，晶圆17位于下电极16的上方。工艺气体通过进气通道2流入腔室本体11的内部，上部电极射频天线1产生的高频能量透过介质窗3将介质窗3下方的、位于工艺区域内的工艺气体电离成等离子体19，等离子体19通过物理轰击或者化学反应的方式对晶圆17上的目标区域进行刻蚀。在第二内衬18的底部设置有多个排气孔14，工艺过程中在工艺区域内产生的刻蚀副产物通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应腔室，其特征在于，包括：腔室本体、内衬、用于支撑晶圆的支撑组件和升降驱动装置；所述内衬和所述支撑组件设置在所述腔室本体内；所述内衬包括：第一内衬和第二内衬；所述第一内衬与所述腔室本体固定连接，所述第二内衬同轴外套或内套于所述第一内衬上，在所述第一内衬与所述第二内衬之间具有间隙，所述升降驱动装置用于驱动所述第二内衬上升或下降；其中，在对晶圆进行工艺处理时，所述升降驱动装置驱动所述第二内衬下降并位于预设的第一位置，所述第一内衬和所述第二内衬的重叠部分的长度为预定长度，所述晶圆位于由所述第一内衬和所述第二内衬围成的工艺区域内。

【技术特征摘要】
1.一种反应腔室，其特征在于，包括：腔室本体、内衬、用于支撑晶圆的支撑组件和升降驱动装置；所述内衬和所述支撑组件设置在所述腔室本体内；所述内衬包括：第一内衬和第二内衬；所述第一内衬与所述腔室本体固定连接，所述第二内衬同轴外套或内套于所述第一内衬上，在所述第一内衬与所述第二内衬之间具有间隙，所述升降驱动装置用于驱动所述第二内衬上升或下降；其中，在对晶圆进行工艺处理时，所述升降驱动装置驱动所述第二内衬下降并位于预设的第一位置，所述第一内衬和所述第二内衬的重叠部分的长度为预定长度，所述晶圆位于由所述第一内衬和所述第二内衬围成的工艺区域内。2.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述升降驱动装置包括：可伸缩的升降波纹管；所述升降波纹管与所述第二内衬连接，通过所述升降波纹管的伸缩驱动所述第二内衬升降。3.如权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述升降驱动装置包括：气缸组件；其中，通过所述气缸组件驱动所述升降波纹管伸缩。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11