[發(fā)明專利]半導(dǎo)體工藝設(shè)備及刻蝕方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110795297.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN113555268A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林源為;袁仁志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/305
• 分類號(hào): H01J37/305;H01J37/32;H01L21/3065;B81C1/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

1.一種半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，包括工藝腔室、射頻線圈結(jié)構(gòu)和上射頻源，其中，所述工藝腔室包括工藝腔體和介質(zhì)腔體，所述介質(zhì)腔體位于所述工藝腔體的上方，且所述介質(zhì)腔體與所述工藝腔體密封連接；并且，所述介質(zhì)腔體的頂部設(shè)置有進(jìn)氣口，用以向所述工藝腔室中通入工藝氣體；所述介質(zhì)腔體的內(nèi)徑由上而下遞增；所述射頻線圈結(jié)構(gòu)環(huán)繞在所述介質(zhì)腔體周圍，并與所述上射頻源電連接；所述射頻線圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑由上而下遞增。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)腔體在其軸向截面上的正投影形狀為圓拱形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)腔體包括沿其軸向依次設(shè)置的多個(gè)圓柱形子腔體，且多個(gè)所述圓柱形子腔體的內(nèi)徑由上而下遞增。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述射頻線圈結(jié)構(gòu)包括一個(gè)立體螺旋線圈，所述立體螺旋線圈的輸入端與所述上射頻源電連接，所述立體螺旋線圈的輸出端接地；或者，

所述射頻線圈結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)立體螺旋線圈，兩個(gè)所述立體螺旋線圈的各匝線圈一一對(duì)應(yīng)地沿水平方向并排設(shè)置，并且兩個(gè)所述立體螺旋線圈相對(duì)于所述介質(zhì)腔體的軸向?qū)ΨQ，且電流方向相同；兩個(gè)所述立體螺旋線圈的輸入端均與所述上射頻源電連接；兩個(gè)所述立體螺旋線圈的輸出端均接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述立體螺旋線圈的匝數(shù)大于等于2，且小于等于20；相鄰的兩匝線圈之間的距離大于等于1mm，且小于等于150mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)腔體包括沿其軸向依次設(shè)置的多個(gè)圓柱形子腔體，且多個(gè)所述圓柱形子腔體的內(nèi)徑由上而下遞增；

每個(gè)所述圓柱形子腔體的頂部均設(shè)置有所述立體螺旋線圈的至少一匝線圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述射頻線圈結(jié)構(gòu)包括沿所述介質(zhì)腔體的軸向間隔設(shè)置的多個(gè)平面線圈組，且多個(gè)所述平面線圈組的最小內(nèi)徑由上而下遞增；

每個(gè)所述平面線圈組均包括一個(gè)平面線圈，所述平面螺旋線圈的輸入端與所述上射頻源電連接，所述平面螺旋線圈的輸出端接地；或者，

每個(gè)所述平面線圈組均包括兩個(gè)平面螺旋線圈，兩個(gè)所述平面螺旋線圈的各匝線圈沿水平方向相間設(shè)置，并且兩個(gè)所述平面螺旋線圈相對(duì)于所述介質(zhì)腔體的軸向?qū)ΨQ設(shè)置，且電流方向相同；兩個(gè)所述平面螺旋線圈的輸入端均與所述上射頻源電連接；兩個(gè)所述平面螺旋線圈的輸出端均接地。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)腔體包括沿其軸向依次設(shè)置的多個(gè)圓柱形子腔體，且多個(gè)所述圓柱形子腔體的內(nèi)徑由上而下遞增；

每個(gè)所述圓柱形子腔體的頂部均設(shè)置有一個(gè)所述平面線圈組。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)腔體的最小內(nèi)徑大于等于4mm，且小于等于6mm；所述介質(zhì)腔體的最大內(nèi)徑大于等于275mm，且小于等于325mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其特征在于，所述工藝腔室的體積大于等于50L。

11.一種刻蝕方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體工藝設(shè)備對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕，所述刻蝕方法包括以下步驟：

S1、向工藝腔室中通入刻蝕氣體，并開啟上射頻源，以實(shí)現(xiàn)等離子體啟輝；

S2、繼續(xù)向工藝腔室中通入刻蝕氣體，并保持所述上射頻源開啟，開啟下射頻源，以在所述晶圓上刻蝕形成一個(gè)或者開口尺寸相同或不同的多個(gè)溝槽或孔；

其中，設(shè)定所述步驟S1和所述步驟S2中，所述上射頻源輸出的上電極功率小于等于500W，以減小多個(gè)所述溝槽或孔的刻蝕深度之間的差異。