反应腔室及等离子体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体领域，具体涉及一种反应腔室及等离子体加工设备。
【背景技术】
[0002] 等离子体加工设备是应用比较广泛的加工设备，主要用于对基片等的被加工工件 进行镀膜、刻蚀等工艺。在超大规模集成电路的半导体器件的生产中，通常需要对被加工工 件表面上深宽比大的通道、沟槽或者通孔内沉积金属层，并且，反应腔室内等离子体中离子 浓度是影响深孔沉积能力的主要因素之一。
[0003] 图1为现有的反应腔室的结构示意图。图2为图1中I区域的局部放大图。请参 阅图1和图2,为提高反应腔室10内等离子体中离子浓度，通常在反应腔室10的侧壁外侧 环绕设置有感应线圈11，且感应线圈11与设置在反应腔室10外部的射频电源12通过匹配 器13电连接，用以在反应腔室10内产生交变磁场，借助交变磁场的能量将反应腔室10内 工艺气体激发形成等离子体，从而增强反应腔室10内等离子体的离子浓度。但是，在实际 应用中发现：在被加工工件S上沉积金属薄膜的同时，往往反应腔室10的腔室内壁上也会 沉积金属形成金属薄膜，由于腔室内壁上形成的金属薄膜相当于在反应腔室的侧壁内侧套 置有闭合的金属环，这会导致感应线圈11产生的交变磁场在该金属环内产生感应电流，从 而导致将感应线圈11产生的交变磁场屏蔽在反应腔室10外。为此，在反应腔室10内设置 有采用不导磁材料制成的法拉第屏蔽件14,如图3所示，为法拉第屏蔽件的结构示意图，法 拉第屏蔽件14采用环状结构，且在法拉第屏蔽件14上沿坚直方向设置有开缝15,法拉第屏 蔽件14套置在反应腔室10的侧壁内侧。容易理解，借助在法拉第屏蔽件14上沿坚直方向 设置有开缝15,可以使得在法拉第屏蔽件14的周向上不存在导电通路，从而可以避免感应 线圈11产生的交变磁场在该导电通路上产生感应电流。
[0004] 在实际应用中，具体地，环绕反应腔室10的内周壁设置有内衬16,内衬位于反应 腔室10的底部，内衬1通常采用金属材料制成，且接地；在内衬16的上表面上设置有采用 石英或者陶瓷等绝缘材料制成的绝缘环17,法拉第屏蔽件14叠置在绝缘环17的上表面上。 [0005] 然而，采用上述反应腔室10在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：在工艺 过程中，往往会在开缝15与绝缘环17上表面连接处沉积金属薄膜，这会使得法拉第屏蔽件 14的开缝15与绝缘环17的连接处与法拉第屏蔽件14相连通，从而形成导电通路，感应线 圈11会在该导电通路内产生感应电流，从而造成对反应腔室内的工艺产生影响，进而影响 反应腔室内工艺的稳定性。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种反应腔室及等离子体加 工设备，其不仅可以避免在开缝与绝缘环的连接处沉积金属薄膜；而且可以将在遮挡环的 内周壁上沉积的金属薄膜内感应的感应电流通过接地端释放掉，从而可以提高反应腔室内 工艺的稳定性，进而可以提高工艺质量。
[0007] 本发明提供一种反应腔室，包括套置在所述反应腔室的侧壁内侧的法拉第屏蔽件 和绝缘环，所述法拉第屏蔽件叠置在所述绝缘环上，沿所述法拉第屏蔽件的周向间隔设置 有至少一条开缝，且所述开缝沿所述法拉第屏蔽件的坚直方向设置，还包括采用不导磁的 金属材料制成的遮挡环，所述遮挡环环绕在所述法拉第屏蔽件与所述绝缘环连接处的内 侦牝且不与所述法拉第屏蔽件相接触，并接地；所述遮挡环用于遮挡所述反应腔室内的金属 离子沉积在所述开缝与所述绝缘环的连接处。
[0008] 其中，所述遮挡环的上端高于所述法拉第屏蔽件的下端，且所述遮挡环的下端低 于所述法拉第屏蔽件的下端，并且所述遮挡环的外周壁和与之相邻的所述法拉第屏蔽之间 在径向上的水平间距小于所述反应腔室内金属离子的平均自由程。
[0009] 其中，在所述遮挡环的上端形成有朝向所述法拉第屏蔽件延伸的环形凸起，且所 述环形凸起与所述法拉第屏蔽件相间隔；并且所述述环形凸起的靠近所述法拉第屏蔽件的 一端和与之相邻的所述法拉第屏蔽件之间在径向上的水平间距小于所述反应腔室内金属 离子的平均自由程。
[0010] 其中，所述遮挡环的下端坚直向下延伸至所述绝缘环的下端，并朝向靠近所述绝 缘环的方向延伸至所述绝缘环的底部。
[0011] 其中，在所述遮挡环的侧壁上设置有至少一个缝隙，且每个所述缝隙在所述遮挡 环的周向上的长度小于所述反应腔室内的金属离子的平均自由程。
[0012] 其中，还包括感应线圈和与之电连接的射频电源，所述感应线圈套置在所述反应 腔室的侧壁外侧，用以在所述射频电源开启时将反应腔室内的工艺气体激发形成等离子 体。
[0013] 其中，还包括内衬，所述内衬环绕所述反应腔室的内周壁设置，所述内衬位于所述 反应腔室的底部；所述绝缘环叠置在所述内衬上。
[0014] 其中，所述反应腔室还包括承载装置，所述承载装置位于所述反应腔室底部，用以 承载被加工工件。
[0015] 其中，还包括靶材和直流电源，所述靶材设置在所述反应腔室的顶部，所述直流电 源设置在所述反应腔室外部，且与所述靶材电连接，用以激发所述反应腔室内的工艺气体 形成等离子体。
[0016] 本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用本发明 提供的上述反应腔室。
[0017] 本发明具有下述有益效果：
[0018] 本发明提供的反应腔室，其借助环绕在法拉第屏蔽件与绝缘环连接处的内侧的采 用不导磁的金属材料制成的遮挡环，其不与法拉第屏蔽件相接触，并接地，来实现遮挡反应 腔室内的金属离子沉积在开缝与绝缘环的连接处，不仅可以避免在开缝与绝缘环的连接处 沉积金属薄膜，因而可以避免该金属薄膜与法拉第屏蔽件相连通而形成导电通路；而且，由 于遮挡环接地，这使得将在遮挡环的内周壁上沉积的金属薄膜内感应的感应电流通过接地 端释放掉，因而不会对反应腔室内的工艺产生影响，从而可以提高反应腔室内工艺的稳定 性，进而可以提高工艺质量。
[0019] 本发明提供的等离子体加工设备，其通过采用本发明提供的反应腔室，可以提高 反应腔室内工艺的稳定性，从而可以提高等离子体加工设备的稳定性，进而可以提高工艺 质量。
【附图说明】
[0020] 图1为现有的反应腔室的俯视图；
[0021] 图2为图1中I区域的局部放大图；
[0022] 图3为法拉第屏蔽件的结构示意图；
[0023] 图4为本发明第一实施例提供的反应腔室的结构示意图；
[0024] 图5为图4中法拉第屏蔽件、绝缘环和遮挡环的结构示意图；
[0025] 图6为本发明第二实施例提供的反应腔室的结构示意图；
[0026] 图7为图6中法拉第屏蔽件、绝缘环和遮挡环的结构示意图；
[0027] 图8为图6中遮挡环的立体图；以及
[0028] 图9为遮挡环的侧视图。
【具体实施方式】
[0029]