[發明專利]一種半導體加工設備

有效

• 申請號: 201911032893.7
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110797245B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李興存;張受業
• 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: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/305;H01L21/67
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

本發明涉及一種半導體加工設備。在本發明的一實施例中，該半導體加工設備包含反應腔室，其內設置有用以承載待加工工件的基座；第一等離子體產生腔，與反應腔室連通設置，用于沿第一方向向待加工工件提供離子束；第二等離子體產生腔，該第二等離子體產生腔與反應腔室連通設置，且第二等離子體產生腔的出口距所述基座的距離大于預設距離，以實現沿第二方向向待加工工件提供自由基；其中，第一方向與第二方向呈一定角度。

技術領域

本發明大體上涉及半導體領域，尤其涉及一種半導體加工設備。

背景技術

以碳化硅(SiC)為代表的第三代半導體材料正在迅速崛起。憑借其優異特性，SiC材料可應用于Si、GaAs、InP等傳統材料難以勝任的場合，為器件性能帶來突破。在廣泛應用的SiC刻蝕工藝中，需要提高等離子體密度以獲得高刻蝕速率。

然而，高密度等離子體對SiC材料存在加熱作用，其熱源來自于三個方面：一是離子轟擊加熱，二是化學反應熱，三是輻射熱。高密度等離子體的上述加熱作用將不利地導致晶圓表面溫度迅速升高、鍵合結構遭到破壞，并最終導致生產過程終止。因此，現有技術在等離子體密度與溫度之間存在一對矛盾關系，導致現有技術難以在高刻蝕速率與低晶圓溫度之間取得平衡。

發明內容

本發明公開了一種半導體加工設備以解決背景技術中的問題，以同時實現高刻蝕速率與低晶圓溫度，并實現對刻蝕過程的靈活控制。

根據本發明的一實施例，揭露一種半導體加工設備，該半導體加工設備包含反應腔室，其內設置有用以承載待加工工件的基座；第一介質筒，與所述反應腔室連通設置，用于沿第一方向向所述待加工工件提供離子束；第二介質筒，所述第二介質筒與所述反應腔室連通設置，且所述第二等離子體產生腔的出口距所述基座的距離大于預設距離，以實現沿第二方向向所述待加工工件提供自由基；其中，所述第一方向與所述第二方向呈一定角度。

本發明采用兩個獨立的等離子體源來分別產生對待加工工件刻蝕所需的離子和自由基，能夠使離子密度和自由基密度獨立可控，突破了單一等離子體產生源中離子密度和自由基密度的比例固化對待加工工件尤其是諸如SiC半導體晶圓刻蝕速率所造成的限制。并且，由于本發明中產生離子的等離子體源不與晶圓發生直接接觸，且產生自由基的等離子體源為遠程等離子體源，因此兩個獨立的等離子體源的等離子體輻射加熱效應將明顯降低，從而有效降低晶圓表面溫度。

附圖說明

圖1是依據本發明一實施例的半導體加工設備示意圖。

圖2是依據本發明一實施例的第一介質筒及過濾柵的結構俯視圖。

圖3是依據本發明一實施例的過濾柵的結構側視圖。

圖4是依據本發明一實施例的第二介質筒出口截面圖。

具體實施方式

以下揭示內容提供了多種實施方式或例示，其能用以實現本揭示內容的不同特征。下文所述之組件與配置的具體例子系用以簡化本揭示內容。當可想見，這些敘述僅為例示，其本意并非用于限制本揭示內容。舉例來說，在下文的描述中，將一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些實施例其中所述的第一與第二特征彼此直接接觸；且也可能包括某些實施例其中還有額外的組件形成于上述第一與第二特征之間，而使得第一與第二特征可能沒有直接接觸。此外，本揭示內容可能會在多個實施例中重復使用組件符號和/或標號。此種重復使用乃是基于簡潔與清楚的目的，且其本身不代表所討論的不同實施例和/或組態之間的關系。

再者，在此處使用空間上相對的詞匯，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及與其相似者，可能是為了方便說明圖中所繪示的一組件或特征相對于另一或多個組件或特征之間的關系。這些空間上相對的詞匯其本意除了圖中所繪示的方位之外，還涵蓋了裝置在使用或操作中所處的多種不同方位。可能將所述設備放置于其他方位(如，旋轉90度或處于其他方位)，而這些空間上相對的描述詞匯就應該做相應的解釋。