过程中能够被充分解离。
[0032]请参考图3a，其所示为本发明一实施例的气体导流组件的俯视图。本实施例中，气体导流组件包括板状主体231和一个环形的导流结构232，该导流结构为环状狭缝。环形狭缝232贯穿板状主体231的上下表面，因此将板状主体231划分为边缘和中心两部分，边缘部分和中心部分均固定于真空处理腔室的内壁，例如边缘部分两端与侧壁固定连接、中心部分则与顶板固定连接。环形狭缝232的中线在垂直方向上径向向外倾斜大于0小于等于30度，因此环形狭缝中线与板状主体轴线的夹角ct为0< a <30°。为了进一步确保反应气体喷射到达侧壁，环形狭缝232的缝隙应较为狭窄，较佳的缝隙宽度d为0.05?5_。环形狭缝232的纵向截面形状可以是矩形，即其侧壁垂直于板状主体的平面；但也可以是上大下小的锥形，以增加反应气体喷出的流速。
[0033]图3b为本发明另一实施例的气体导流组件的俯视图。本实施例中，气体导流组件包括板状主体231和一个环形的导流结构232，该导流结构为由环状分布的多个通孔组成的通孔圈。这些通孔是均匀分布形成一圈，每个通孔贯穿板状主体231的上下表面，且其轴线在垂直方向上径向向外倾斜大于0小于等于30度，因此通孔轴线与板状主体轴线的夹角a为0< a <30°。同样的，为了进一步确保反应气体以合适的流速喷射到达侧壁，每个通孔的孔径d较佳为0.1?5mm。通孔的纵向截面形状可以是矩形，也可以是上大下小的锥形；横截面形状可以是圆形，椭圆形或其他形状。
[0034]请继续参考图4a和图4b，气体导流组件包括板状主体和多个环形的导流结构。这些导流结构从板状主体的边缘处向中心方向同心分布，这些导流结构可以都是环形狭缝，或者都是通孔圈，或者可以是通孔圈和环形狭缝的组合。
[0035]进一步的，对于这些环形的导流结构来说，其径向向外倾斜的夹角沿板状主体径向向内增加，从而改善不同导流结构喷出的气体流速场分布的均匀性。具体来说，最外侧也即是最靠近板状主体边缘的导流结构，不论导流结构是通孔圈或环状狭缝，通孔轴线或环状狭缝中线在垂直方向上径向向外倾斜的角度最小，接近于0度。之后沿着板状主体向中心的方向，导流结构的倾斜夹角逐渐增大，直到最内侧的导流结构，通孔轴线或环状狭缝中线在垂直方向上径向向外倾斜的角度最大。通孔或环状狭缝可以是整体为一段，轴线或中线径向向外倾斜，如图4a所示；也可以是由两段或多段组成，如图4b所示，通孔或环状狭缝在垂直方向上具有上段和与之连通的下段，其中上段是垂直于板状主体的平面，而下段则径向向外倾斜。在其他实施例中，通孔还可以是阶梯斜孔，具有上段、水平段和径向向外倾斜的下段；同样的环状狭缝也可以分为上段、水平段和下段三部分。通过将通孔或环状狭缝设计成多段，可以有效防止等离子体在导流结构中被点燃。
[0036]需要注意的是，等离子体产生区域的高度应满足等离子体产生后有足够的空间使其扩散并均匀分布至基板表面，较佳的，等离子体产生区域位于基座上方2?12英寸。图2和图5分别是本发明的等离子体处理装置的两种实施方式，在图2所示的实施例中，真空处理腔室由等离子体产生容器20a和处理容器20b组成，处理容器20b在等离子体产生容器20a的下方并与之连通。等离子体产生容器20a为圆筒状，其外周等间隔地卷绕感应线圈24。保持基板W的基座26位于处理容器20b中，等离子体产生容器20a中产生的反应气体的等离子体向下扩散至基板W表面对其实施等离子体处理。在图5所示的实施例中，真空处理腔室20整体为圆筒形，基座26容纳于其中。真空处理腔室20的侧壁外周从靠近气体导流组件23处向下的一部分卷绕感应线圈24，感应线圈24下端与基座之间保持能使等离子体充分均匀扩散的适当高度。通过射频源25向感应线圈24施加电力在基座26上方2?12英寸处形成等离子体产生区域。
[0037]图6a和图6b分别是利用现有技术和本发明的等离子体处理装置进行等离子体刻蚀工艺后得到的结果对比图，可以看到在同样时间内，图6b的刻蚀深度要明显大于图6a的刻蚀深度，经计算图6b的刻蚀速率为15.8um/min，大于现有技术得到的刻蚀速率13.5um/min。
[0038]综上所述，本发明的等离子体处理装置通过气体导流组件的设置，使反应气体经环形导流结构朝向等离子体处理装置侧壁喷射，而更多地到达感应线圈附近，从而能够被充分解离，获得较高的等离子体密度，最终提高等离子体工艺的处理效率。
[0039]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1.一种等离子体处理装置，包括: 真空处理腔室，其具有侧壁和顶板；所述顶板具有用于引入反应气体的进气口 ；所述侧壁的外周沿长度方向卷绕有感应线圈； 射频源，用于向所述感应线圈供给电力以在所述真空处理腔室内形成等离子体产生区域；以及 气体导流组件，设于所述真空处理腔室内，水平邻设于所述顶板下方且固定于所述顶板和/或侧壁，其包括: 板状主体； 至少一个环形的导流结构，其靠近所述板状主体边缘处，贯穿所述板状主体的上下表面且与所述进气口连通；所述导流结构为由环状分布的多个通孔组成的通孔圈或环状狭缝，所述通孔或环状狭缝在垂直方向上至少下段径向向外倾斜以引导由该进气口引入的反应气体朝向所述侧壁喷射。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述导流结构为多个从所述板状主体边缘处向中心方向同心分布，所述多个导流结构均为所述通孔圈或均为所述环状狭缝或为所述通孔圈和所述环状狭缝的组合。3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，对于所述多个导流结构，所述径向向外倾斜的夹角沿所述板状主体径向向内增加。4.根据权利要求1或3所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述径向向外倾斜的夹角的范围为大于0度且小于等于30度。5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，每一所述通孔或环状狭缝在垂直方向上具有上段和与之连通的所述下段，所述上段垂直于所述板状主体的平面。6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述通孔的孔径为0.1?5mm ο7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述环状狭缝的缝隙宽度为 0.05 ?5mm。8.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述导流结构与所述侧壁的距离为0?3Ctam。9.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述真空处理腔室内设有用于保持基板的基座，所述基座位于所述等离子体产生区域下方2?12英寸。10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述真空处理腔室包括筒状等离子体产生容器和位于该筒状等离子体产生容器下方与之连通的处理容器，所述基座位于所述处理容器中，所述感应线圈卷绕于所述等离子体产生容器的侧壁的外周。
【专利摘要】本发明公开了一种等离子体处理装置，包括真空处理腔室，其具有侧壁和顶板，侧壁的外周卷绕有感应线圈，通过向感应线圈供给电力在真空处理腔室内形成等离子体产生区域。气体导流组件平邻设于顶板下方且固定于顶板和/或侧壁，其包括板状主体和靠近板状主体边缘处的至少一个环形的导流结构。导流结构为由环状分布的多个通孔组成的通孔圈或为环状狭缝，其中通孔或环状狭缝在垂直方向上至少下段径向向外倾斜以引导反应气体朝向侧壁喷射。本发明能够有效提高反应气体的解离度及产生的等离子体的密度。
【IPC分类】H01J37/32, H01L21/687
【公开号】CN105448633
【申请号】CN201410417964
【发明人】李俊良, 余东洋
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月22日