本发明专利技术提供一种电感耦合等离子反应器，其中，包括封闭壳体，其中所述封闭壳体的至少部分顶板由绝缘材料制成的绝缘材料窗。基片支撑装置，设置于所述封闭壳体中的所述绝缘材料窗的下方。射频功率发射装置位于所述绝缘材料窗上方，以发射射频功率穿过所述绝缘材料窗进入到所述封闭壳体中。多个气体注入器均匀分布在所述基片支撑装置上方，以提供处理气体到所述封闭壳体。环形挡板，设置于所述封闭壳体内以及所述基片支撑装置的上方和所述多个气体注入器的下方，以引导所述处理气体的流动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子反应器，特别是涉及电感耦合反应器中的气体均一分布的设计。
技术介绍
等离子反应器或反应腔在现有技术中是公知的，并广泛应用于半导体集成电路、平板显示器，发光二极管（LED），太阳能电池等的制造工业内。在等离子腔中通常会施加一个射频电源以产生并维持等离子于反应腔中。其中，有许多不同的方式施加射频功率，每个不同方式的设计都将导致不同的特性，比如效率、等离子解离、均一性等等。其中，一种设计是电感耦合（ICP）等离子腔。在电感耦合等离子处理腔中，一个通常是线圈状的天线用于向反应腔内发射射频能量。为了使来自天线的射频功率耦合到反应腔内，在天线处放置一个绝缘材料窗口。反应腔可以处理各种基片，比如硅晶圆等，基片被固定在夹盘上，等离子在基片上方产生。因此，天线被放置在反应器顶板上方，使得反应腔顶板是由绝缘材料制成或者包括一个绝缘材料窗口。在等离子处理腔中，各种气体被注入到反应腔中，以使得离子和基片之间的化学反应和/或物理作用可被用于在所述基片上形成各种特征结构，比如刻蚀、沉积等等。在许多工艺流程中，一个很重要的指数是晶圆内部的加工均一性。也就是，一个作用于基片中心区域的工艺流程应和作用于基片边缘区域的工艺流程相同或者高度相近。因此，例如，当执行工艺流程时，晶圆中心区域的刻蚀率应与晶圆边缘区域的刻蚀率相同。一个有助于获得较好工艺均一性的参数是在反应腔内均匀分布的r>处理气体。要获得这样的均一性，许多反应腔设计采用安装在晶圆上方的气体喷淋头，以均匀的注入处理气体。然而，如上所述，在电感耦合（ICP）反应腔顶板必须包括一个使射频功率从天线发射到反应腔中的绝缘窗。因此，ICP的结构中并没有给气体喷淋头留出相应的空间来实现其气体均匀注入的功能。图1示出了现有电感耦合反应腔设计的截面图。ICP反应腔100包括基本呈圆筒状的金属侧壁105和绝缘顶板107，构成可被抽真空器125抽真空的气密空间。基座110支撑夹盘115，所述夹盘115支撑待处理的基片120。来自射频功率源145的射频功率被施加到呈线圈状的天线140。来自气源150的处理气体通过管线155被供应到反应腔内，以点燃并维持等离子，并由此对基片120进行加工。在标准电感耦合反应腔中，气体通过在反应腔周围的注入器/喷头130和中间的喷头135之一或者两者一同注入来供应到真空容器内的。从图1可知，来自外围喷头130的气体被大量抽出了120的表面。因此，从外围喷头130注入的大量气体可能实现对晶圆边缘区域的处理，但是几乎没有能达到晶圆120的中心区域，这会导致不均一性。相反地，中心喷头135注入的大量气体集中在晶圆中心并没有到达边缘区域，也会造成不均一性。因此，业内需要一种改进电感耦合反应腔设计，可以优化反应腔内的气体分布以改进加工工艺的均一性。
技术实现思路
本专利技术的
技术实现思路
只提供一个对本专利技术部分方面和特点的基本理解。其不是对本专利技术的广泛概述，也不是用于特别指出本专利技术的关键要素或者示意专利技术的范围。其唯一的目的是简化的呈现本专利技术的一些概念，为后续详细的描述本专利技术作铺垫。根据本专利技术的一个方面，提供了一种等离子反应器，其包括封闭壳体，绝缘窗，设置在绝缘窗上方的射频天线，多个气体注入器（gasinjectors）向所述封闭壳体内供气，设置于所述封闭壳体内的挡板，其用于限制或引导从气体注入器中的气体流动。根据本专利技术的一个方面，提供了一个电感耦合等离子反应器，其中，包括封闭壳体，其中所述封闭壳体顶板的至少一部分构成一个绝缘材料窗。基片支撑装置设置于所述封闭壳体内和所述绝缘材料窗的下方。射频功率发射装置设置于所述绝缘材料窗上，以发射射频功率并使其穿过所述绝缘材料窗到封闭壳体内。多个气体注入器均匀分布在所述基片支撑装置上方，以提供处理气体到所述封闭壳体内。设置于封闭壳体内的环形挡板，其位于所述基片支撑装置上方和多个气体注入器下方，以引导处理气体流动。根据本专利技术的另一个方面，所述挡板可由由导体或绝缘材料制成。比如挡板可由阳极化的铝，陶瓷，石英等制成。根据本专利技术的另一个方面，挡板可为带中心开口的环形隔板。所述挡板也可包括分布在中心开口周围的次级开口。所述挡板可以包括从所述中心开口处开始延伸的延伸部。所述延伸部可以是圆筒形的也可以是圆锥形的，等等。所述挡板可集成进一个射频天线。所述挡板可以在所述基片支撑装置上方竖直上下移动，因而得以改变与基片之间的间隙。根据本专利技术的再一个方面，提供了一种在基片上制造半导体器件的方法，包括放置基片于等离子反应器中的基片支撑装置上，其中等离子反应器包括封闭壳体，其包括圆柱形的侧壁和顶板，其顶板的至少一部分构成一绝缘材料窗，位于所述绝缘材料窗上方的射频发射器，其用于发射射频功率并使其穿过所述绝缘材料窗到达所述封闭壳体内，多个在基片上方均匀分布的气体注入器；在封闭壳体内放置环形挡板，以使得所述挡板位于基片支撑装置上方和多个气体注入器的下方，从而在所述挡板和所述基片之间直接形成一个间隙；往气体注入器提供反应气体；施加射频功率到射频发射器。附图说明附图作为本专利技术说明书的一部分，例证了本专利技术的实施例，并与说明书一起解释和说明本专利技术的原理。附图用图解的方式来解释举例实施例的主要特征。附图不是用于描述实际实施例所有特征也不用于说明图中元素间的相对尺寸，也不是按比例绘出。图1是现有技术的电感耦合反应腔的截面图;图2是本专利技术实施例的电感耦合反应腔的截面图;图3是本专利技术第二实施例的电感耦合反应腔的截面图;图4是本专利技术第三实施例电感耦合反应腔的截面图；图5是本专利技术第四实施例电感耦合反应腔的截面图；图6是本专利技术第五实施例电感耦合反应腔的截面图；图7是本专利技术第六实施例电感耦合反应腔的截面图，目的在于克服径向不对称的问题；图8是根据本专利技术一实施例中具有可变直径开口的挡板结构示意图。具体实施方式本专利技术涉及电感耦合等离子体腔的实施例改进了均一性，特别是气体分布的均匀性。本专利技术实施例中的反应腔中添加了预设装置使喷头中流出的气体被重新引导流动方向，以改进反应腔中的气体分布，从而使得晶圆上的均一性得到了改善。下文将结合图2对本专利技术的一个实施例进行详细描述。图2示出根据本专利技术一个实施例的等离子处理装置200。除了2XX系列附图标记外，图2中示出的对应于图1中的要素具有相同的附图标记本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子反应器，包括：封闭壳体，其包括顶板，所述顶板构成一绝缘材料窗；基片支撑装置，设置于所述封闭壳体内的绝缘材料窗下方；射频功率发射装置，设置于所述绝缘材料窗上方，以发射射频能量到所述封闭壳体内；气体注入器，用于向所述封闭壳体内供应等离子体处理气体，挡板，设置于所述封闭壳体内以及所述基片支撑装置上方和所述气体注入器下方，以径向不均匀地限制等离子体处理气体的流动。
【技术特征摘要】
1.一种等离子反应器，包括：
封闭壳体，其包括顶板，所述顶板构成一绝缘材料窗；
基片支撑装置，设置于所述封闭壳体内的绝缘材料窗下方；
射频功率发射装置，设置于所述绝缘材料窗上方，以发射射频能
量到所述封闭壳体内；
气体注入器，用于向所述封闭壳体内供应等离子体处理气体，
挡板，设置于所述封闭壳体内以及所述基片支撑装置上方和所述
气体注入器下方，以径向不均匀地限制等离子体处理气体的流动。
2.根据权利要求1所述的等离子反应器，其特征在于：所述的挡
板包括一个有孔的隔板和一个沿所述隔板向所述顶板延伸的侧壁。
3.根据权利要求2所述的等离子反应器，其特征在于：所述的侧
壁在不同的径向位置具有不同的高度。
4.根据权利要求2所述的等离子反应器，其特征在于：所述侧壁
导致气流不均匀地分布。
5.根据权利要求4所述的等离子反应器，其特征在于：所述侧壁
具有若干个径向分布的孔。
6.根据权利要求5所述的等离子反应器，其特征在于：所述孔的
分布在径向上不均匀。
7.根据权利要求5所述的等离子反应器，其特征在于：所述孔大
小不同。
8.根据权利要求5所述的等离子反应器，其特征在于：所述孔形
状不同。
9.根据权利要求1所述的等离子反应器，其特征在于：所述挡板
包括导电材料。
10.根据权利要求1所述的等离子反应器，其特征在于：所述挡
板包括一埋设于其中的射频天线。
11.根据权利要求10所述的等离子反应器，其特征在于：所述挡
\t板包括一埋设有射频天线于内的绝缘圆盘，一个导体盘设置于所述挡
板的一侧以阻止射频辐射穿过所述挡板。
12.根据权利要求1所述的等离子反应器，其特征在于：所述的
挡板可竖直移动。
13.一种等离子反应器，包括：
封闭壳体，所述封闭壳体包括一圆柱形的侧壁和一顶板，所述顶
...
【专利技术属性】
技术研发人员：许颂临，石刚，倪图强，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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