[發明專利]反應腔室及等離子體產生方法

在審

• 申請號: 201811542254.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN111328174A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 丁安邦;陳鵬;傅新宇;榮延棟
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H05H1/42;H05H1/46
• 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

本發明提供一種反應腔室及等離子體產生方法，包括腔室本體、上電極機構和等離子體輔助激發裝置，其中，等離子體輔助激發裝置包括誘導氣體容納部、進氣口和出氣口，誘導氣體容納部的兩端分別與進氣口和出氣口連通，且出氣口還與腔室本體內連通；等離子體誘導氣體能在誘導氣體容納部內起輝后流入腔室本體內，以輔助上電極機構使腔室本體內的工藝氣體起輝。通過進氣口向誘導氣體容納部內通入等離子體誘導氣體，并使等離子體誘導氣體起輝后經出氣口流入腔室本體內；開啟上電極機構，以使腔室本體內的工藝氣體起輝。本發明提供的反應腔室及等離子體產生方法能夠避免等離子體轟擊基片，從而避免損傷基片上的膜層，提高基片加工后的工藝效果。

技術領域

本發明涉及半導體工藝設備技術領域，具體地，涉及一種反應腔室及等離子體產生方法。

背景技術

目前，隨著集成電路工藝的發展，孔的尺寸逐漸減小，深寬比逐漸增大，在鎢填充工藝中，通常先在孔的內壁上生成一層薄的鎢核化層，隨后向反應腔室內通入輔助氣體，并激發輔助氣體形成等離子體，在孔口處的核化層上形成鈍化層，然后再將主體材料(Bluk)向孔內填充，由于鈍化層能夠抑制主體材料的沉積，使主體材料能夠優先填充至孔的底部，從而避免在填充之后，孔內出現空洞。

如圖1所示，現有技術中的反應腔室包括輸送輔助氣體的進氣管11、連接于反應腔室外壁的射頻源12和與基座13連接的射頻偏壓源14，在鈍化階段開始時，由于反應腔室內氣壓較低，射頻源12連接在反應腔室的外壁，向反應腔室內加載的射頻功率較弱，難以激發輔助氣體形成等離子體，因此，需先通過射頻偏壓源14向基座13加載射頻功率，使輔助氣體起輝，然后再通過射頻源12向反應腔室內加載射頻功率，直至射頻源12能夠維持等離子體的形成，再關閉射頻偏壓源14。

但是，在射頻偏壓源14向基座13加載射頻功率時，基座13會產生很大的負偏壓，吸引大量的高能等離子體轟擊放置在基座13上的基片15，破壞此前形成在孔內壁上的核化層，影響后續主體材料的填充。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種反應腔室及等離子體產生方法，其能夠避免等離子體轟擊基片，從而避免損傷基片上的膜層，提高基片加工后的工藝效果。

為實現本發明的目的而提供一種反應腔室，包括腔室本體和上電極機構，還包括等離子體輔助激發裝置，其中，

所述等離子體輔助激發裝置包括誘導氣體容納部、進氣口和出氣口，所述誘導氣體容納部的兩端分別與所述進氣口和所述出氣口連通，且所述出氣口還與所述腔室本體內連通；

所述等離子體誘導氣體能在所述誘導氣體容納部內起輝后流入所述腔室本體內，以輔助所述上電極機構使所述腔室本體內的工藝氣體起輝。

優選的，所述等離子體輔助激發裝置包括陰極部件和電源，所述陰極部件與所述電源的負極電連接；

所述陰極部件的一端開設所述進氣口，另一端開設所述出氣口；所述陰極部件的內部形成所述誘導氣體容納部。

優選的，所述陰極部件為陰極管，所述陰極管內部分填充有絕緣體，所述絕緣體在沿所述陰極管的軸向上形成有進氣通道，所述陰極管內未填充有所述絕緣體的部分形成空腔；

所述進氣通道和所述空腔相連通以形成所述誘導氣體容納部。

優選的，所述陰極部件的設有所述進氣口的一端固定在腔室壁上，所述陰極部件的設有所述出氣口的一端懸空在所述腔室本體內。

優選的，所述等離子體輔助激發裝置還包括位于所述腔室本體內部的陽極部件和絕緣連接件，其中，所述陽極部件通過所述絕緣連接件與所述陰極部件連接，且所述陽極部件接地。

優選的，所述反應腔室還包括第一進氣管和第二進氣管，所述第一進氣管用于向所述腔室本體內通入所述工藝氣體，所述第二進氣管用于向所述腔室本體內通入所述等離子體誘導氣體。