专利名称：一种腔室的衬的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种用于半导体 加工/处理工艺中的腔室的衬。
背景技术：
众所周知，半导体制造技术包括金属、介质及其他半导体材料的 沉积、上述材料的刻蚀以及光阻掩膜层的去除等工艺。其中，刻蚀工 艺包括栅刻蚀、介质刻蚀以及金属刻蚀等，在这些刻蚀工艺中广泛采 用了等离子体刻蚀技术。上述半导体制造和处理过程通常需要在半导体处理室中进行。 典型的半导体处理室包括腔室、等离子体产生与控制装置、工艺气体 输送装置、用于硅片固定的硅片卡盘以及工艺组件。其中，工艺组件 用于控制及限定气体流动和等离子体的存在区域，以及避免刻蚀产物 吸附沉积在不易进行拆装清洗的腔室内壁等。在低压下，反应气体受射频功率的激发，产生电离形成等离子 体，等离子体由带电的电子和离子组成。处理室腔室中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量而形成大量的活性反应 基团。活性反应基团与被刻蚀物质表面产生化学反应并形成挥发性的 反应生成物。最终，该反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系 统抽出腔体。进入处理室腔室的工艺气体被激发而产生等离子体，以刻蚀晶 片表面的材质。然而，若上述工艺气体在处理室腔室内部分布不均匀， 将导致在腔室内部的晶片表面上的刻蚀速率有较大变化，并影响刻蚀均匀性。特别是，目前晶片的尺寸逐渐增大，已从100ram增加到300mm， 相应地，处理室腔室的体积也随之不断增大。这样便使得在处理室腔 室内提供均匀的气体分布变得更加困难。
通常，从晶片的中央到其边缘处的刻蚀速率和均匀性有很大变 化的主要原因之一，就是工艺气体在处理室腔室内部分布不均匀。而 且，大量的生产/研发数据表明，在半导体制造工艺过程中，实现硅 片表面均匀稳定的气流分布是实现稳定的气态等离子技术的一个关 键要素。在半导体制造工艺过程中，在处理室腔室内实施等离子体刻蚀 等加工/处理工艺一段时间之后，因刻蚀产物吸附沉积而会在处理室 的壁上生成薄膜。这种薄膜累积物至少可以造成下述两方面问题之 一第一，该薄膜可使壁面剥落，并且剥落物的颗粒会渗入到处理室 内，进而影响加工/处理的结果。而且，随着集成度的提高以及半导 体器件尺寸的不断减小，加工/处理工艺中已经越来越难以允许这样 的颗粒存在。第二，该薄膜可改变射频接地路径，并因此影响所获得 的晶片等被加工器件的质量。可见，这两方面的问题都将影响半导体 器件的加工/处理结果。鉴于此，必须采取措施来避免在处理室的壁面上生成上述薄膜 累积物，或者及时清除该薄膜累积物。现有技术中提供了一种湿式清 洁处理方式，也就是采用物理方法擦净处理室的壁面，以去除其上的 薄膜累积物。然而，上述湿式清洁处理方式在半导体的商业制造中并不是首 选的。这是因为这种方式需要离线处理，并因此而降低产量。为此，人们又尝试采用其他方法来避免在处理室的壁面上生成 上述薄膜累积物。例如，人们为处理室的壁面设置内衬，以此来保护 处理室的壁面。这样，当该内衬上沉积有薄膜累积物时，可以在最短 的停工时间内替换和清洗内衬，从而避免长时间离线处理，由此确保 该处理室进行连续有效的生产，而不致降低产量。图1就示出了这样一种半导体处理室所采用的内衬。该内衬为公开号为CN1333917、发明名称为"一种用于半导体制造的处理室和用于半导体处理室的室衬"的中国专利所公开。该内衬包括具有多个孔隙128的等离子约束屏116c，外侧壁116b从等离子约束屏116c 向上延伸。外法兰116a从外侧壁116b向外延伸使得外法兰116a延 伸至室外并伸入大气压力下的空间。此外，该内衬还包括从等离子约 束屏116c向上延伸的内侧壁116d。等离子约束屏116c、内及外侧壁(分别为116d及116b)和外法兰116a最好互相联成一整体。尽管上述中国专利所述的内衬能够减少甚至避免在处理室的内 壁上生成薄膜累积物，进而有效保护处理室的内壁并减少颗粒污染，但是其存在下述缺陷其一，这种内衬结构保护的范围过窄，无法有效地保护石英窗以下的调整支架以及屏蔽板以下的抽气腔室，无法最大程度的避免颗粒的产生，从而造成晶片上的污染；其二，这种内衬 结构所提供的处理室腔室内的流场，尤其是硅片表面的流场的均匀性 也有一定的局限性，从而限制了硅片表面流场均匀性的进一步提高；其三，更为重要的是，这种结构的内衬只适用于下抽型或者侧下抽型 半导体处理室，而不适用于侧抽型半导体处理室。发明内容为解决上述技术问题，本发明提供一种腔室的衬，其适用于侧 抽型半导体处理室，并能够减少甚至避免在处理室内壁上生成薄膜累 积物，从而有效地保护处理室内壁以及减少颗粒污染，进而提高晶片 等半导体器件的加工/处理质量。为此，本发明提供了一种腔室的衬，用于内衬在半导体处理室 中，所述衬包括侧壁，该侧壁的形状和尺寸与半导体处理室内壁的形 状和尺寸相适配。而且，在所述衬的侧壁上设置有屏蔽孔隙。优选地， 所述屏蔽孔隙均匀分布。其中，所述屏蔽孔隙呈槽状、方孔状、圆孔状、菱形孔状。优 选地，所述屏蔽孔隙呈槽状，并且，所述槽状屏蔽孔隙为水平槽和/ 或竖直槽和/或倾斜槽。其中，在所述侧壁的靠下位置处设置有传片口，用于将半导体 器件从所述处理室之外传递到处理室内，和/或将所述半导体器件从 所述处理室内传递到处理室之外。其中，所述传片口设置在所述屏蔽孔隙的相对侧。其中，所述衬的侧壁为闭合的筒状，其围绕所述半导体处理室
的整个内壁；或者所述衬的侧壁为非闭合状，其围绕所述半导体处理 室的部分内壁。优选地，所述衬的侧壁为闭合的筒状。其中，所述衬的侧壁向外延伸形成侧壁法兰，借助于所述侧壁 法兰将所述衬安装在所述半导体处理室内。或者，也可以不设置侧壁 法兰，而仅借助于紧固件将所述衬安装在所述半导体处理室内。优选地，所述衬的侧壁上还设置有观察口。相对于现有技术，本发明提供的腔室的衬具有下述有意效果 其一，本发明提供的腔室的衬通过内衬于半导体处理室中，来减少甚至避免在处理室的内壁上生成薄膜累积物，进而有效地保护处 理室的内壁并减少颗粒污染，从而提高晶片等半导体器件的加工/处 理质量。其二，本发明提供的腔室的衬具有与半导体处理室内壁的形状 和尺寸相适配的侧壁，并且在该侧壁上设置有屏蔽孔隙。由于屏蔽孔 隙是设置在腔室的衬的侧壁壁面上，而不是如现有技术那样，设置在 位于处理室内衬的靠下位置处的约束屏上。这样，进入处理室的工艺 气体等在处理室腔室内完成反应后，经由设置在侧壁上的屏蔽孔隙而 排出处理室腔室。因此，具有这种结构的衬可以适用于侧抽型的处理 室。其三，由于本发明提供的腔室的衬不具有约束屏，该衬的侧壁 可以沿着处理室腔室的内壁而向上、向下延伸以及围绕处理室腔室的 内壁周面而延伸，也就是说，本发明提供的腔室的衬可以覆盖处理室 腔室的部分或者全部内壁，优选地覆盖全部内壁。因此，本发明提供 的腔室的衬对处理室腔室内壁的保护范围较大，可以最大程度地避免 产生颗粒，进而避免对晶片等半导体器件产生污染。另外，在本发明的一个优选实施例中，腔室的衬的侧壁上所具 有的屏蔽孔隙呈槽状，这可以增加气流通过的面积，即提高屏蔽筛孔 隙率，从而改善硅片等半导体器件表面的流场均匀性，进而提高晶片 等半导体器件的加工/处理质量。
图1为现有技术提供的一种处理室内衬的结构示意图； 图2为本发明第一实施例中腔室内衬的结构示意图； 图3为图2所示的腔室内衬沿A-A方向的剖面示意图； 图4为本发明第二实施例中腔室内衬的结构示意图。
具体实施方式
为使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合 附图对本发明提供的腔室的衬进行详细描述。请同时参阅图2和图3，本发明第一实施例提供的腔室的衬116 包括圆筒状的外侧壁116b、从外侧壁116b的上边缘向外延伸的外法 兰116a、开设在外侧壁116b上的传片口 126以及在外侧壁116b上 的与传片口 126相对的位置处开设的屏蔽孔116c。其中，传片口 126作为晶片等半导体器件进/出该处理室的入口 /出口，其设置在外侧壁116b上的靠下位置处。外法兰116a大致垂直于外侧壁116b，通过该外法兰116a可以 将该腔室内衬安装到处理室内。事实上，外法兰116a的设置位置和 设置方式并不局限于图中所示的由外侧壁116b的上边缘向外延伸并 且大致垂直于外侧壁U6b，而是可以采用能够与处理室配合安装的 任何设置位置和设置方式。设置在外侧壁116b上的屏蔽孔116c呈垂直槽状，用于在反应 后将处理室内的气体由此排出。所述屏蔽孔116c设置在该腔室内衬 的外侧壁116b的壁面上，而不是如现有技术那样，设置在位于处理 室内衬的靠下位置处的约束屏上。因此，具有这样的结构的衬可以适 用于侧抽型的处理室。需要指出的是，尽管本实施例中所提供的衬的外侧壁为闭合的 圆筒状，但是在实际应用中，其也可以根据处理室腔室的形状而设置 为与之相适配的形状，例如，设置为端面呈方形、菱形的筒状结构。 当然，该衬的外侧壁也可以不为闭合的，也就是说，该内衬的周长短 于处理室腔室内壁的周长，因而该处理室腔室的内壁上只是部分地覆 盖有内衬，而不是全部被内衬覆盖。这样，覆盖有内衬的处理室腔室
的内壁可以受到保护。请参阅图4，本发明第二实施例所提供的腔室的衬116与图2所示第一实施例类似，其同样包括外侧壁116b、从外侧壁116b的上边 缘向外延伸的外法兰116a、开设在外侧壁116b上的传片口 126以及 在外侧壁116b上的与传片口 126相对的位置处开设的屏蔽孔116c。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，第一实施例中的屏蔽 孔116c的形状呈垂直的槽状，而第二实施例中的屏蔽孔116c的形状 呈水平的槽状。屏蔽孔116c呈槽状，可以增加气流通过的面积，即 提高屏蔽筛孔隙率，从而改善均匀性。需要指出的是，尽管前述实施例中所述的屏蔽孔116c为水平槽 状或垂直槽状，但是在实际应用中，其也可以为相对于水平方向或垂 直方向具有一定角度的倾斜槽状。当然，屏蔽孔116c的形状也可以不必局限于槽状，而是可以为圆孔、方孔、菱形孔等形状。进一步需要指出的是，尽管前述实施例中所述的腔室的衬均具有 从外侧壁向外延伸的外法兰，并且借助于该法兰可以将该衬安装固定 到处理室中。但是在实际应用中，该衬也可以不带有外法兰，而是通 过其他安装固定方式而安装到处理室中，例如，可以在该衬的外侧壁 和处理室的内壁上开设安装孔，并借助于对应的紧固件而将该衬安装 到处理室内。另外，本发明提供的腔室的衬不仅可以应用于前述实施例所述的 等离子体刻蚀设备，而且也可以应用于其他适合的半导体加工/处理 设备。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采 用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普 通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出 各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种腔室的衬，用于内衬在半导体处理室中，所述衬包括侧壁，该侧壁的形状和尺寸与半导体处理室内壁的形状和尺寸相适配，其特征在于，在所述衬的侧壁上设置有屏蔽孔隙。
2. 根据权利要求l所述的腔室的衬，其特征在于，所述屏蔽孔 隙呈槽状、方孔状、圆孔状、菱形孔状。
3. 根据权利要求2所述的腔室的衬，其特征在于，所述槽状屏 蔽孔隙为水平槽和/或竖直槽和/或倾斜槽。
4. 根据权利要求l所述的腔室的衬，其特征在于，所述屏蔽孔 隙均匀分布。
5. 根据权利要求l所述的腔室的衬，其特征在于，在所述侧壁 的靠下位置处设置有传片口，用于将半导体器件从所述处理室之外传 递到处理室内，和/或将所述半导体器件从所述处理室内传递到处理 室之外。
6. 根据权利要求5所述的腔室的衬，其特征在于，所述传片口 设置在所述屏蔽孔隙的相对侧。
7. 根据权利要求l所述的腔室的衬，其特征在于，所述衬的侧 壁为闭合的筒状，其围绕所述半导体处理室的整个内壁；或者所述衬 的侧壁为非闭合状，其围绕所述半导体处理室的部分内壁。
8. 根据权利要求1所述的腔室的衬，其特征在于，所述衬的侧 壁向外延伸形成侧壁法兰，借助于所述侧壁法兰将所述衬安装在所述 半导体处理室内。
9. 根据权利要求1所述的腔室的衬，其特征在于，借助于紧固 件将所述衬安装在所述半导体处理室内。
10. 根据权利要求1至9中任意一项所述的腔室的衬，其特征 在于，所述衬的侧壁上设置有观察口。
全文摘要
本发明提供了一种腔室的衬，用于内衬在半导体处理室中。所述衬包括侧壁，该侧壁的形状和尺寸与半导体处理室内壁的形状和尺寸相适配，而且，在所述衬的侧壁上设置有屏蔽孔隙。本发明提供的腔室的衬适用于侧抽型半导体处理室，并能够减少甚至避免在处理室内壁上生成薄膜累积物，从而有效地保护处理室内壁以及减少颗粒污染，进而提高晶片等半导体器件的加工/处理质量。
文档编号C23F1/08GK101399197SQ20071017553
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者盛 林 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司