[发明专利]内衬装置及半导体加工设备

说明书

本发明实施例提供一种内衬装置及半导体加工设备，该内衬装置包括内衬组件和排气通道结构，排气通道结构的进气口与工艺腔室的内部连通；排气通道结构的出气口与工艺腔室的排气口连通；内衬组件包括沿工艺腔室的径向由中心向边缘依次嵌套的第一金属衬环、绝缘衬环和第二金属衬环；其中，排气通道结构的进气口位于第一金属衬环的内周壁上；第一金属衬环的轴向长度被设置为能够覆盖绝缘衬环的内周壁位于指定高度位置以上的区域，以防止薄膜沉积在绝缘衬环的内周壁上。本发明实施例提供的内衬装置及半导体加工设备，可以在实现工艺腔室内部气体排出的前提下，避免薄膜沉积在绝缘衬环的内周壁上，从而可以提高工艺结果的一致性和稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种内衬装置及半 导体加工设备。

背景技术

传统工艺一般使用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition， 简称PVD)方法沉积导电薄膜，例如，通过该PVD方法制得的TiN 薄膜具有很好的金属态性质，且阻挡能力强，但是随着线宽尺寸不断 缩小，PVD方法沉积的导电薄膜无法满足高深宽比(大于5:1)的孔 /槽的台阶覆盖率要求，而化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition， 简称CVD)方法具有良好的台阶覆盖率和工艺整合能力，因而逐渐 开始取代PVD方法沉积导电薄膜。

在采用CVD方法沉积导电薄膜(尤其是TiN薄膜)时，导电薄 膜的电阻率、方块电阻均匀性等工艺结果主要受射频场的稳定性影 响，而腔室环境的微小变化都可能会引起射频场的变化。导电薄膜作 为导体，主要沉积在晶圆表面，但仍有一少部分会沉积在腔室内部的 陶瓷内衬上，随着执行工艺片数的增多，陶瓷内衬上沉积的导电薄膜 越来越多，使得射频场的下电极面积逐渐增大，射频环境发生改变， 从而导致工艺结果的一致性和稳定性受到影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了 一种内衬装置及半导体加工设备，其可以在实现工艺腔室内部气体排 出的前提下，避免薄膜沉积在绝缘衬环的内周壁上，从而可以提高工 艺结果的一致性和稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种内衬装置，应用于半导体加工 设备的工艺腔室中，所述内衬装置包括内衬组件和设置在所述内衬组 件中的排气通道结构，所述排气通道结构的进气口与所述工艺腔室的 内部连通；所述排气通道结构的出气口与所述工艺腔室的排气口连 通，用以排出所述工艺腔室内部的气体；

所述内衬组件包括沿所述工艺腔室的径向由中心向边缘依次嵌 套的第一金属衬环、绝缘衬环和第二金属衬环；其中，所述排气通道 结构的进气口位于所述第一金属衬环的内周壁上；所述第一金属衬环 的轴向长度被设置为能够覆盖所述绝缘衬环的内周壁位于指定高度 位置以上的区域，以防止薄膜沉积在所述绝缘衬环的内周壁上。

可选的，在所述第一金属衬环的外周壁上设置有沿其周向间隔 分布的多个定位凸部，且在所述绝缘衬环的上表面上设置有多个定位 凹部，各个所述定位凸部一一对应地与各个所述定位凹部相配合，以 限定所述第一金属衬环的位置。

可选的，每个所述定位凹部的底面均为与所述工艺腔室的径向 呈夹角的第一斜面，且所述第一斜面的高度沿所述工艺腔室的径向由 中心向边缘逐渐增大；每个所述定位凸部的下表面为第二斜面，所述 第二斜面与对应的所述第一斜面接触配合，以使所述第一金属衬环与 所述绝缘衬环同轴。

可选的，所述夹角的取值范围为大于等于20°，且小于等于30 °。

可选的，所述第一斜面、所述第二斜面以及所述定位凹部和所 述定位凸部彼此相对的侧面均为经抛光处理后的表面，用以减小所述 定位凹部和所述定位凸部的摩擦系数。

可选的，在所述绝缘衬环的内周壁上还设置有环形凹槽，所述 第一金属衬环位于所述环形凹槽中，且所述第一金属衬环的内周壁与 所述绝缘衬环的内周壁相平齐；所述第一金属衬环的上表面与所述绝 缘衬环的上表面相平齐。