[發明專利]感性耦合反應器及其工作方法

在審

• 申請號: 202010733754.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111769062A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 吳堃;楊猛
• 申請（專利權）人: 上海邦芯半導體設備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種感性耦合反應器及其工作方法，感性耦合反應器包括：反應腔主體；位于所述反應腔主體上方的感性耦合射頻單元；所述感性耦合射頻單元包括：屏蔽罩；位于所述屏蔽罩內部的反應室介質管，所述反應室介質管的側壁傾斜且反應室介質管的頂部橫截面小于底部橫截面；位于所述屏蔽罩內部且分布于所述反應室介質管側部的射頻天線，所述射頻天線包括有效射頻天線，所述有效射頻天線的高度可調。所述感性耦合反應器能加強對等離子體分布的控制能力。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種感性耦合反應器及其工作方法。

背景技術

在半導體制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的設備和工藝來完成的。其中，刻蝕工藝是半導體制造中一種重要的工藝，如等離子體刻蝕工藝。等離子體刻蝕工藝是利用反應氣體在獲得能量后產生等離子體，包含離子、電子等帶電粒子以及具有高度化學活性的中性原子、分子及自由基，通過物理和化學的反應對刻蝕對象進行刻蝕。

然而，在等離子體刻蝕過程中，晶圓邊緣的刻蝕條件和晶圓中心的刻蝕條件差別較大，所述刻蝕條件包括：等離子體密度分布、射頻電場、溫度分布等。其中等離子體密度分布是非常重要的一個刻蝕條件。例如，一般情況下，在晶圓中心區域上方分布的等離子體密度大于晶圓邊緣區域上方分布的等離子體密度，且這種分布難以進行調節。

因此，需要提出一種對等離子體分布進行可控調節的感性耦合反應器，以滿足需要。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種感性耦合反應器及其工作方法，能夠加強對等離子體分布的控制能力。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種感性耦合反應器，包括：反應腔主體；位于所述反應腔主體上方的感性耦合射頻單元；所述感性耦合射頻單元包括：屏蔽罩；位于所述屏蔽罩內部的反應室介質管，所述反應室介質管的側壁傾斜且反應室介質管的頂部橫截面小于底部橫截面；位于所述屏蔽罩內部且分布于所述反應室介質管側部的射頻天線，所述射頻天線包括有效射頻天線，所述有效射頻天線的高度可調。

可選的，所述反應室介質管的縱向剖面形狀呈梯形。

可選的，所述射頻天線和所述有效射頻天線一致；所述感性耦合射頻單元還包括：位于所述屏蔽罩內部的天線高度調節器，所述天線高度調節器適于在縱向調節所述射頻天線的位置。

可選的，所述射頻天線環繞所述反應室介質管且具有多匝連續的線圈；所述射頻天線具有第一天線終端和第二天線終端；所述感性耦合射頻單元還包括：射頻源；射頻匹配器，所述射頻匹配器的一端與所述射頻源連接，所述射頻匹配器的另一端與所述第一天線終端連接；電壓平衡電容，所述電壓平衡電容的一端與所述第二天線終端連接，所述電壓平衡電容的另一端接地。

可選的，所述射頻天線環繞所述反應室介質管且具有多匝連續的線圈；所述射頻天線具有第一天線終端和第二天線終端以及位于所述第一天線終端和第二天線終端之間的多個中間連接端；所述第一天線終端為所述有效射頻天線的輸入端，第二天線終端或者任一中間連接端為所述有效射頻天線的輸出端。

可選的，所述感性耦合射頻單元還包括：射頻源；射頻匹配器，所述射頻匹配器的一端與所述射頻源連接，所述射頻匹配器的另一端與所述第一天線終端連接；電壓平衡電容，所述電壓平衡電容的一端與所述第二天線終端連接或者與所述多個中間連接端中任一中間連接端連接，所述電壓平衡電容的另一端接地。

可選的，所述第一天線終端高于所述第二天線終端；或者，所述第二天線終端高于所述第一天線終端。

可選的，還包括：位于所述反應腔主體內底部的晶圓夾持平臺；所述有效射頻天線用于在所述反應室介質管內部產生等離子體，所述等離子體適于通過所述反應室介質管進入所述晶圓夾持平臺和所述反應室介質管之間。

可選的，所述感性耦合射頻單元還包括：位于所述反應室介質管頂部的進氣通道，所述進氣通道適于通入刻蝕晶圓的刻蝕氣體至所述反應室介質管中。