專利名稱：排氣裝置及包含該排氣裝置的反應(yīng)腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅片加工設(shè)備部件，尤其涉及一種等離子刻蝕設(shè)備的反應(yīng)腔室 及其排氣裝置。
背景技術(shù)：
等離子刻蝕設(shè)備是半導(dǎo)體硅片加工設(shè)備中的常用設(shè)備，用于對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行刻蝕加 工，該生產(chǎn)流程稱之為千法刻蝕。 一般而言，干法刻蝕需要在反應(yīng)腔室內(nèi)形成等離子體， 因此需要在反應(yīng)腔室上部介質(zhì)窗施加射頻，使得進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)的工藝氣體激發(fā)成等離子 體，對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行刻蝕加工。由于反應(yīng)腔室的組成材料一般為鋁，盡管反應(yīng)腔室表面 己經(jīng)做了表面處理(一般為陽(yáng)極氧化處理)，仍然會(huì)與反應(yīng)氣體等離子體反應(yīng)，造成設(shè)備 零件的損壞或者聚合物的沉積。因此，需要在刻蝕過(guò)程中將等離子體限制在某一定區(qū)域 內(nèi)，將真空與等離子體分離。另外，為了使硅片上不同部分的刻蝕效果相同，需要使等離 子體在硅片的上方均勻分布。
限制等離子體分布的方法一種是增加電子的壽命，以增加等離子效率， 一般這種方法
在RIE (活性離子刻蝕機(jī))刻蝕設(shè)備中使用，但是該方法由于功率較大，仍然會(huì)對(duì)反應(yīng)腔造 成損壞。
因此，目前設(shè)備中主要采用添加一個(gè)排氣環(huán)的方法，將等離子體限制在某一定區(qū)域內(nèi)。
如圖1所示，現(xiàn)有的等離子體刻蝕裝置，包括反應(yīng)腔體9，保護(hù)腔體的內(nèi)襯4，在反應(yīng) 腔體9內(nèi)部有靜電卡盤8，用來(lái)支撐待處理的半導(dǎo)體硅片，通過(guò)與內(nèi)襯4連接的排氣環(huán)5將反 應(yīng)腔體9內(nèi)部分為兩部分，即反應(yīng)腔室10和抽氣腔室11。排氣環(huán)5通過(guò)內(nèi)襯與反應(yīng)腔體9連接 接地，使得等離子體限制在區(qū)域10內(nèi)。
如圖2所示，是現(xiàn)有技術(shù)中的一種排氣環(huán)的結(jié)構(gòu)，排氣環(huán)上開(kāi)有排氣孔3，排氣孔3在 環(huán)形平面上均勻分布，氣體由反應(yīng)腔室10通過(guò)排氣孔3進(jìn)入抽氣腔室11，這樣的排氣環(huán)的結(jié) 構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)等離子屏蔽。但是由于真空抽氣腔室11設(shè)置于反應(yīng)腔室10的一側(cè)，由于抽氣腔 室11的作用，會(huì)使反應(yīng)腔室10內(nèi)的氣體流動(dòng)不均勻，并使等離子體在硅片的上方分布不均 勻。改進(jìn)的方式一般為將部分排氣孔3為盲孔，但是由于盲孔的存在，阻擋氣體的流動(dòng)，依然會(huì)使反應(yīng)腔室10內(nèi)的氣體流動(dòng)不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)的等離子體進(jìn)行屏蔽，又能使反應(yīng)腔室內(nèi) 的氣體流動(dòng)均勻的排氣裝置及包含該排氣裝置的反應(yīng)腔室。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-
本發(fā)明的排氣裝置，為平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上開(kāi)有多個(gè)上下相通的排氣孔，所述的排氣 裝置一側(cè)的多個(gè)排氣孔的總導(dǎo)通面積大于排氣裝置另一側(cè)的多個(gè)排氣孔的總導(dǎo)通面積。
所述的排氣裝置自一側(cè)到另一側(cè)，排氣孔的分布密度逐漸減小；和/或，排氣孔的橫 截面面積逐漸減小。
所述的排氣孔的橫截面的形狀為圓形或橢圓形或長(zhǎng)條形或多邊形。
所述的排氣孔的縱向截面的形狀為矩形或梯形或漏斗形。
所述的排氣裝置的上表面上設(shè)有絕緣涂層。
所述的絕緣涂層的厚度為50—350 y m。
所述的絕緣涂層是三氧化二釔Y203或者三氧化二鋁A1203。
所述的排氣裝置的表面采用陽(yáng)極氧化處理。
本發(fā)明的反應(yīng)腔室，反應(yīng)腔室的下部設(shè)有上述排氣裝置，排氣裝置的下方靠近排氣孔 的總導(dǎo)通面積較小的一側(cè)設(shè)有抽氣腔室。
所述的排氣裝置設(shè)有絕緣涂層的一面靠近反應(yīng)腔室。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的排氣裝置及包含該排氣裝置的 反應(yīng)腔室，由于排氣裝置一側(cè)的排氣孔的總導(dǎo)通面積大于另一側(cè)的排氣孔的總導(dǎo)通面積， 排氣裝置兩側(cè)排氣面積不同即氣流的流導(dǎo)不同，可以通過(guò)減少靠近抽氣腔室側(cè)的排氣裝置 的導(dǎo)通面積，提高反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體流動(dòng)的均勻性，從而提高硅片刻蝕的均與性。
主要適用于半導(dǎo)體硅片等離子刻蝕設(shè)備的反應(yīng)腔室，也適用于其它類似的腔室。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中的刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的排氣環(huán)的平面結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的排氣裝置的具體實(shí)施例一的平面結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的排氣裝置的具體實(shí)施例二的平面結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明中的排氣孔的縱向截面示意圖一；
圖6是本發(fā)明中的排氣孔的縱向截面示意圖二；
圖7是本發(fā)明中的排氣孔的縱向截面示意圖三。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的排氣裝置為平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上開(kāi)有多個(gè)上下相通的排氣孔3，
其較佳的具體實(shí)施方式
是，所述的排氣裝置一側(cè)的多個(gè)排氣孔3的總導(dǎo)通面積大于排氣裝置另一側(cè)的多個(gè)排氣孔3的總導(dǎo)通面積。
具體實(shí)施例一如圖3所示，所述的排氣裝置沿箭頭方向自一側(cè)到另一側(cè)，排氣孔3的分布密度逐漸減小。
在排氣孔3大小不變的情況下，調(diào)整排氣裝置左右方向的排氣孔3的布置，使得排氣裝 置左右兩側(cè)排氣面積不同即氣流的流導(dǎo)不同，如左側(cè)相鄰排氣孔3沿圓周分布間隔為10°， 右側(cè)沿圓周分布間隔為15°。即減少右側(cè)的導(dǎo)通面積。
具體實(shí)施例二如圖4所示，所述的排氣裝置沿箭頭方向自一側(cè)到另一側(cè)，排氣孔3的橫 截面面積逐漸減小。
在排氣孔3位置不變的情況下，調(diào)節(jié)排氣孔的大小，使得排氣裝置左右兩側(cè)的排氣面 積不同即氣流的流導(dǎo)不同，比如左側(cè)排氣孔直徑為5mm，右側(cè)排氣孔直徑為3mra。即減少右 側(cè)的導(dǎo)通面積。
也可以自一側(cè)到另一側(cè)，排氣孔3的分布密度及排氣孔3的橫截面面積同時(shí)逐漸減小。 所述的排氣孔3的橫截面的形狀可以為圓形或橢圓形或長(zhǎng)條形或多邊形，或其它需要 的形狀。
如圖5、圖6、圖7所示，所述的排氣孔3的縱向截面的形狀可以為矩形或梯形或漏斗 形，或其它需要的形狀。
所述的排氣裝置的上表面上設(shè)有絕緣涂層。所述的絕緣涂層的厚度最好為50 — 350 um。所用的材料可以是Y203 (三氧化二釔)或者A1203 (三氧化二鋁)。
也可以將排氣裝置的表面采用陽(yáng)極氧化處理。由于噴涂絕緣涂層的成本較高，而陽(yáng)極 氧化處理的成本較低。因此， 一般采用陽(yáng)極氧化處理時(shí)，將排氣裝置的整個(gè)表面都進(jìn)行處 理；而噴涂絕緣涂層時(shí)，只將靠近等離子體的表面進(jìn)行噴涂就可以了。
本發(fā)明的反應(yīng)腔室，其較佳的實(shí)施方式是，反應(yīng)腔室的下部設(shè)有上述排氣裝置，排氣 裝置的下方靠近排氣孔的總導(dǎo)通面積較小的一側(cè)設(shè)有抽氣腔室。即排氣孔3的分布密度或橫 截面面積較小的一側(cè)設(shè)有抽氣腔室。
由于靠近抽氣腔室的一側(cè)的抽氣速度塊，反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體流動(dòng)均勻性下降。使用本 發(fā)明的排氣裝置兩側(cè)排氣面積不同即氣流的流導(dǎo)不同，通過(guò)減少靠近抽氣腔室側(cè)的導(dǎo)通面積，提高反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體流動(dòng)的均勻性，從而提高硅片刻蝕的均與性。
所述的排氣裝置設(shè)有絕緣涂層的一面靠近反應(yīng)腔室，即靠近等離子體，可以有效的防止等離子體對(duì)排氣裝置的損壞。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種排氣裝置，為平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上開(kāi)有多個(gè)上下相通的排氣孔，其特征在于，所述的排氣裝置一側(cè)的多個(gè)排氣孔的總導(dǎo)通面積大于排氣裝置另一側(cè)的多個(gè)排氣孔的總導(dǎo)通面積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣裝置，其特征在于，所述的排氣裝置自一側(cè)到另一側(cè)， 排氣孔的分布密度逐漸減??；和/或，排氣孔的橫截面面積逐漸減小。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣裝置，其特征在于，所述的排氣孔的橫截面的形狀 為圓形或橢圓形或長(zhǎng)條形或多邊形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣裝置，其特征在于，所述的排氣孔的縱向截面的形 狀為矩形或梯形或漏斗形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣裝置，其特征在于，所述的排氣裝置的上表面上設(shè) 有絕緣涂層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣裝置，其特征在于，所述的絕緣涂層的厚度為50 — 350 um。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣裝置，其特征在于，所述的絕緣涂層是三氧化二釔Y203 或者三氧化二鋁A1203。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣裝置，其特征在于，所述的排氣裝置的表面采用陽(yáng) 極氧化處理。
9、 一種反應(yīng)腔室，其特征在于，反應(yīng)腔室的下部設(shè)有上述排氣裝置，排氣裝置的下 方靠近排氣孔的總導(dǎo)通面積較小的一側(cè)設(shè)有抽氣腔室。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的排氣裝置設(shè)有絕緣涂層的 一面靠近反應(yīng)腔室。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種排氣裝置及包含該排氣裝置的反應(yīng)腔室，排氣裝置一側(cè)的排氣孔的總導(dǎo)通面積大于另一側(cè)的排氣孔的總導(dǎo)通面積，由于排氣裝置兩側(cè)排氣面積不同即氣流的流導(dǎo)不同，可以通過(guò)減少靠近抽氣腔室側(cè)的排氣裝置的導(dǎo)通面積，提高反應(yīng)腔室內(nèi)的氣體流動(dòng)的均勻性，從而提高硅片刻蝕的均與性。主要適用于半導(dǎo)體硅片等離子刻蝕設(shè)備的反應(yīng)腔室，也適用于其它類似的腔室。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101207001SQ20061016956
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者趙夢(mèng)欣 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司