[发明专利]一种腔室和等离子体处理装置

说明书

本发明提供一种腔室和等离子体处理装置，通过在匀流腔内设置由多个栅板组成的栅型结构，令栅型结构与匀流腔的顶壁之间的第一间距d1与匀流腔内压力p的乘积、栅型结构与匀流腔的底壁之间的第二间距d2与匀流腔内压力p的乘积、相邻栅板之间的第三间距d3与匀流腔内压力p的乘积均小于1.33pa*m或均大于13.3pa*m，从而避免在匀流腔内产生放电现象；即使射频功率较大或气压较高时，该栅型结构仍然可以正常工作，因此可以扩大工艺窗口和适用范围，尤其适用于高气压、高功率的工艺条件。

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，具体涉及一种腔室和等离子体处理装置。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)是采用等离子体技术制备薄膜的重要手段之一。它是借助等离子体离化反应气体，使反应气体产生的自由基、离子等活性物质在气相或者基片表面产生化学反应，最终在基片上沉积薄膜的一种方法。在PECVD装置中，平板电容耦合放电由于具有大面积基片承载、薄膜生长均匀性好等优点被广泛应用于半导体、光伏等工业领域。

图1为一种现有的PECVD腔室结构。该PECVD腔室包括匀流腔1和反应腔2，匀流腔1的腔室壁与反应腔2的腔室壁通过介质绝缘件303实现高压隔离。匀流腔1的顶壁和侧壁作为高压极上极板，与射频电源201相连，匀流腔1的底壁上设置有多个与反应腔2连通的进气孔，气体供给系统101与高压极上极板相连，用于向匀流腔1内输送工艺气体，工艺气体经匀流腔1匀流后，经由进气孔进入下方的反应腔2。匀流腔1的侧壁开设有出气通道501，出气通道501分别与反应腔2和匀流腔1相连通，可以降低匀流腔1与反应腔2之间的压力差，通过控制出气通道501的尺寸，使得该出气通道501的尺寸小于2倍鞘层的厚度，可以避免在匀流腔1和出气通道501内产生放电现象(即起辉现象)。

虽然出气通道501可以在一定程度上减少匀流腔1内的放电现象，但是，出气通道501的尺寸是一定的，当PECVD腔室的反应条件变化时，例如，当功率或者气压增加时，反应腔2内等离子体密度增加，鞘层的厚度减小，此时出气通道501将失去屏蔽等离子体的作用，在匀流腔1和出气通道501内仍然会产生放电现象，降低匀流腔1内反应气体的稳定性，并产生颗粒，容易堵塞进气孔。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种腔室和等离子体处理装置，用以解决匀流腔内放电的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种腔室，包括匀流腔，在所述匀流腔内容置有由多个栅板组成的栅型结构，其中，

所述栅型结构与所述匀流腔的顶壁之间具有第一间距d1；

所述栅型结构与所述匀流腔的底壁之间具有第二间距d2；

相邻所述栅板之间具有第三间距d3；以及

所述d1、d2、d3分别与所述匀流腔内压力p的乘积，均小于1.33Pa*m或均大于13.3Pa*m。

优选的，所述d1、所述d2、所述d3均小于2mm。

优选的，所述栅型结构为圆形。

优选的，所述栅板呈环形，各所述栅板的半径不同，且同心套置。

优选的，相邻所述栅板之间的所述第三间距d3均相同。

优选的，所述栅板的高度大于所述d3的七倍。

进一步的，所述栅型结构还包括至少一个支撑梁，所述支撑梁沿所述栅板的径向设置，并连接各所述栅板。

优选的，所述支撑梁包括连接部，所述连接部设置在所述支撑梁邻近最外侧的所述栅板的自由端，并与所述匀流腔的侧壁或顶壁连接。