[發明專利]反應腔室及半導體加工設備

在審

• 申請號: 201310587135.8
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104658944A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 李國榮
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明屬于半導體設備制造領域，具體涉及一種反應腔室及半導體體加工設備。

背景技術

半導體加工設備是應用比較廣泛的加工設備，主要借助等離子體對基片等的被加工工件進行鍍膜、刻蝕等工藝。在刻蝕工藝中，刻蝕均勻性是影響工藝質量的重要因素。

圖1為現有的半導體加工設備的反應腔室的結構示意圖。圖2為采用圖1所示的反應腔室的被加工工件的刻蝕深度測繪圖。請一并參閱圖1和圖2，反應腔室10包括承載裝置11、進氣裝置12、感應線圈13和與之電連接的射頻電源14。其中，承載裝置11設置在反應腔室10的底部，且與設置在反應腔室10外部的偏壓電源15電連接，用于采用靜電引力的方式將被加工工件S吸附在其上表面上；進氣裝置12包括用于接收氣體的輸入口以及與反應腔室10連通的至少一個輸出口，自進氣裝置的輸入口進入的工藝氣體經由至少一個輸出口輸送至反應腔室10內；感應線圈13設置在反應腔室10的頂壁上方，用以在射頻電源14開啟時將反應腔室10內的工藝氣體激發形成等離子體16，以實現等離子體16對被加工工件S進行刻蝕工藝，且通常感應線圈13包括分別用于激發位于反應腔室10的中心區域和邊緣區域內的工藝氣體的內圈和外圈。

在刻蝕的工藝過程中，往往由于多種因素造成被加工工件的刻蝕均勻性不能滿足實際要求，從而造成工藝質量差和良品率低。為此，目前主要通過調節感應線圈13的內圈和外圈輸出的電流比、承載裝置的溫度等方法來改善被加工工件S的刻蝕均勻性，但由于受硬件結構的限制，使得上述調節方式適用于被加工工件的刻蝕深度測繪圖為中心對稱的情況，即，該調節方式不適用于單獨對被加工工件的任意一個位置處進行調節。

然而，在實際應用中，由于反應腔室10中存在固定不變的不均勻的靜磁場，往往會導致被加工工件S的刻蝕深度測繪圖為不中心對稱，如圖2所示，僅存在區域17內的刻蝕深度過低，因此，現有的調節方法不能實現單獨地對區域17進行調節，因而也就是不能滿足被加工工件S的刻蝕均勻性的要求；從而更不能滿足隨著被加工工件的尺寸逐漸增大和關鍵尺寸（例如，晶體管尺寸）逐漸減小帶來的對刻蝕要求越來越高的均勻性。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種反應腔室及半導體加工設備，可以提高調節被加工工件刻蝕均勻性的靈活性，從而可以提高被加工工件的刻蝕均勻性，進而可以提高工藝質量。

本發明提供一種反應腔室，包括承載裝置和進氣裝置，所述承載裝置設置在所述反應腔室內，用于承載被加工工件；所述進氣裝置包括用于接收氣體的輸入口以及與所述反應腔室連通的至少一個輸出口，所述反應腔室還包括進氣板，所述進氣板設置在所述進氣裝置的輸出口與所述承載裝置之間，且所述進氣板上設置有多個通孔，自所述進氣裝置的輸出口流出的工藝氣體經由所述通孔輸送至所述反應腔室內；根據所述承載裝置承載的被加工工件上不同區域的刻蝕速率的差異，設定所述進氣板上與被加工工件各個區域相對應的區域內的通孔的通氣面積和/或分布密度，以使被加工工件上不同區域的刻蝕速率趨于均勻。

其中，所述多個通孔在所述進氣板的不同半徑的圓周上均勻排布。

其中，所述多個通孔的直徑相等，并且所述進氣板所在平面包括沿其徑向自內向外依次劃分的中心區域、中間區域和邊緣區域，其中，分別位于所述中心區域和邊緣區域內的通孔的分布密度大于位于所述中間區域內的通孔的分布密度。

其中，在分別位于所述中心區域和邊緣區域內的通孔中，任意相鄰的兩個通孔之間的中心距的范圍在3～7mm。

其中，在位于所述中間區域的通孔中，任意相鄰的兩個通孔之間的中心距的范圍在8～12mm。

其中，每個所述通孔的通氣截面的輪廓形狀包括圓形、橢圓形、方形、三角形或者多邊形。

其中，所述進氣板采用絕緣材料制成。

其中，所述絕緣材料包括石英或者陶瓷。

其中，還包括感應線圈和與之電連接的射頻電源，所述感應線圈設置在所述反應腔室的頂壁上方，用以在所述射頻電源開啟時將所述反應腔室內的工藝氣體激發形成等離子體。

本發明還提供一種半導體加工設備，包括反應腔室，所述反應腔室采用本發明提供的反應腔室。

本發明具有下述有益效果：