[实用新型]等离子体约束装置及利用该等离子体约束装置的等离子体处理装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种用来制造半导体芯片、平面显示器或者液晶显示器的等离子体处理装置，尤其涉及一种等离子体约束装置以及利用该等离子体约束装置的等离子体处理装置。

背景技术

等离子处理装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂或淀积源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来点燃和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。举例来说，电容性等离子体反应器已经被广泛地用来加工半导体基片和显示器平板，在电容性等离子体反应器中，当射频功率被施加到二个电极之一或二者时，就在一对平行电极之间形成电容性放电。

等离子体是扩散性的，虽然大部分等离子体会停留在一对电极之间的处理区域中，但部分等离子体可能充满整个工作室。举例来说，等离子体可能充满真空反应室下方的处理区外面的区域(比如，排气区域)。若等离子体到达这些区域，则这些区域可能随之发生腐蚀、淀积或者侵蚀，这会造成反应室内部的颗粒玷污，进而降低等离子处理装置的重复使用性能，并可能会缩短反应室或反应室零部件的工作寿命。如果不将等离子体约束在一定的工作区域内，带电粒子将撞击未被保护的区域，进而导致半导体基片表面杂质和污染。

因此，业界一直不断地致力于产生被约束在处理区的因而更为稳定的等离子体。现有的一种思路是使用约束环来约束等离子体，例如，美国专利5534751描述了一种腔室结构，该腔室通过紧密排列形成窄缝隙的由绝缘材料制成的约束环抑止等离子体扩散。这些窄缝隙被设置成具有相同大小的宽度和深度(因而也具有相同的深宽比)，以实现均匀地排气。当带电粒子，如离子或者电子通过窄缝隙时，他们中的大部分会撞击到约束环的表面进而防止等离子体的扩散。

此外，美国专利6178919公开了另外一种等离子体反应器中的多孔的等离子体密封环，该等离子体密封环由导电材料制成，环上设置有若干通孔以允许处理过程中的副产品气体通过这些通孔并被排出处理区，这些通孔具有相同的深宽比，并且各通孔的直径大小相同，以实现均匀地排气，此导电的密封环被设置成接地，在等离子体处理过程中可以使等离子体中的电子通过该接地的密封环被导入大地，使等离子体中的电子从处理反应器中移除，因而降低等离子体的密度，以增强处理区内的离子密度。

但是，由于在等离子体处理过程中，使用过的反应气体和副产品气体是通过等离子体约束装置上设置的通孔而被排出反应区域，因而，使用前述等离子体约束装置也会对工艺和生产效率产生一些不利的影响。由于等离子体约束装置为了实现将等离子体约束在反应腔内，必须使设置于其上的通孔具有一定的深宽比，但该具有一定的深宽比的狭长通孔却使得使用过的副反应气体在排出处理区时受狭长通孔的阻挡而速度被减慢，由此，大大降低了排气的效率，进而导致多余的作用过的副反应气体过多时间地留存在反应腔内，稀释了反应气体，降低工艺反应的效率，并且这些副反应气体也会在被处理的基片和反应腔室的零部件上产生沉积形成聚合物，影响被处理基片的器件功能和使反应腔产生污染，不可避免地增加清洁反应腔的时间，降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种等离子体约束装置和利用该等离子体约束装置的等离子体处理装置，该等离子体约束装置不仅能将等离子体约束在处理区域内，减少因等离子体扩散而引起的处理腔室污染问题，而且可以大大增加处理腔室的排气效率，减少使用过的反应气体和副产品气体停留在处理腔窒内的时间。

本实用新型是通过以下技术方法实现的：

本实用新型提供一种等离子体约束装置，设置于一等离子体处理装置的处理区域和排气区域之间，所述等离子约束装置包括相互间隔设置并形成若干个狭长通道的多个同心环，所述等离子约束装置包括靠近下电极的第一区域和远离下电极的第二区域，其特征在于：所述等离子约束装置的第一区域上所形成的若干狭长通道的宽度小于第二区域上所形成的若干狭长通道的宽度，并且所述等离子约束装置的第一区域上所形成的若干狭长通道的深宽比大于第二区域上所形成的若干狭长通道的深宽比。