[实用新型]一种内衬及应用该内衬的等离子装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路的制造，尤其涉及一种应用于半导体行业中的等离子反应室(Chamber)的内衬及应用该内衬的等离子装置。

背景技术

等离子装置广泛地应用于集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中。其中一个显著的用途就是电感耦合等离子体(ICP)装置。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和衬底相互作用使材料表面发生各种物理和化学反应，从而使材料表面性能获得变化。在基于半导体装置的制造中，可以将多层材料交替地沉积到衬底表面并从衬底表面刻蚀该多层材料。

众所周知，在半导体处理刻蚀工艺的情况下，必须严格控制等离子反应室的大量参数以保持高质量的结果。随着半导体晶片直径的增大，内衬对等离子体的分布限制、屏蔽作用对工艺参数至关重要，同时工艺的不断发展，特别是进入65/45nm技术代，对等离子体装置的大流量低压力(工艺气体流量大而且要求压力低)提出更高的要求。

目前，如图1所示，常规的等离子装置通常由：绝缘材料窗1、调整支架2、内衬3、反应室4、衬底(Wafer)5、工艺组件6、静点卡盘7及基座8组成。工艺气体从绝缘材料窗1的进气口A进入等离子体装置。工艺气体进入装置后被激发为等离子体状态，等离子体被内衬3限制在一定区域内，起到限制等离子体分布及屏蔽的作用。反应后的气体通过内衬上的孔隙进入装置的下部，进而从反应腔4的出气口B排出等离子体装置。

上述的结构存在如下缺点：

1、内衬3是直筒结构，底部与筒壁之间是垂直连接，无论是一体结构还是两体结构，在反应腔等不变的条件下，内衬3只能在底部开孔，无法满足对反应装置大流量低压力的要求；

2、如图2、图3a、图3b所示，内衬3底部通常采用圆孔或者方孔的形式，由于孔与孔之间的隔挡太多，不能充分做到等离子的对称均匀分布。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种内衬及应用该内衬的等离子装置，能够满足对反应装置大流量低压力的要求。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种内衬包括：筒壁和底部，筒壁和底部之间具有曲面过渡段，在所述曲面过渡段和底部上均设置有贯通口。

优选地，所述曲面过渡段为圆角过渡段或非圆角过渡段。

优选地，所述非圆角过渡段为椭圆面过渡段、抛物线面过渡段或渐开线面过渡段。

优选地，所述长条形通风孔沿所述底部和圆角过渡段的径向延伸，并在周向上以适当的距离均匀分布。

优选地，所述长条形通风孔沿所述底部和圆角过渡段的周向延伸，并沿径向间隔适当的距离。

优选地，所述间隔适当的距离为3～5mm。

本实用新型还提供了一种等离子体装置，包括内部设置基片夹持装置的反应腔室、真空获得系统，所述反应腔室内设置有如上所述的内衬。

本实用新型通过在筒壁和底部之间设置曲面过渡段，并在曲面过渡段上开设用于流通反应气体的贯通孔，从而增加了气体的流量，满足了对反应装置大流量低压力的要求。另外，本实用新型通过将常规的圆孔或方孔设计为沿周向或是径向延伸的长条形通风孔，使得通风孔之间的隔挡的数量大大减少，不仅提高了等离子体的对称性及均匀性，而且隔挡的减少也使得孔隙率得到增加，从而达到大流量低压力的要求。

附图说明

图1为现有常规的等离子装置的结构示意图；

图2为图1中的内衬的俯视示意图；

图3a为图2中的内衬采用圆孔的局部放大示意图；图3b为图2中的内衬采用方孔的局部放大示意图；

图4为使用本实用新型内衬的等离子装置的结构示意图；

图5a图4中采用沿径向延伸的长条形通风孔的内衬的局部放大示意图；图5b为图4的采用沿径向延伸的长条形通风孔的内衬半剖结构示意图；

图6a为图4中采用沿周向延伸的长条形通风孔的内衬的俯视示意图；图6b为图4的采用沿周向延伸的长条形通风孔的内衬的半剖结构示意图。

具体实施方式

如图4、图5a、图5b所示，本实用新型的内衬9包括：筒壁91和底部93，在筒壁91和底部93之间采用曲面过渡段为圆角过渡段92连接。在圆角过渡段92和底部93上均设置有贯通口10，如图所示，这里的贯通口10采用沿径向延伸的长条形通风孔，贯通口10在周向上以适当的距离均匀分布。