反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體加工設(shè)備是應(yīng)用比較廣泛的加工設(shè)備，主要借助等離子體對(duì)基片等的被加工工件進(jìn)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(zhì)量的重要因素。
[0003]圖1為現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工設(shè)備的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采用圖1所示的反應(yīng)腔室的被加工工件的刻蝕深度測(cè)繪圖。請(qǐng)一并參閱圖1和圖2，反應(yīng)腔室10包括承載裝置11、進(jìn)氣裝置12、感應(yīng)線圈13和與之電連接的射頻電源14。其中，承載裝置11設(shè)置在反應(yīng)腔室10的底部，且與設(shè)置在反應(yīng)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(jìn)氣裝置12包括用于接收氣體的輸入口以及與反應(yīng)腔室10連通的至少一個(gè)輸出口，自進(jìn)氣裝置的輸入口進(jìn)入的工藝氣體經(jīng)由至少一個(gè)輸出口輸送至反應(yīng)腔室10內(nèi)；感應(yīng)線圈13設(shè)置在反應(yīng)腔室10的頂壁上方，用以在射頻電源14開啟時(shí)將反應(yīng)腔室10內(nèi)的工藝氣體激發(fā)形成等離子體16，以實(shí)現(xiàn)等離子體16對(duì)被加工工件S進(jìn)行刻蝕工藝，且通常感應(yīng)線圈13包括分別用于激發(fā)位于反應(yīng)腔室10的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域內(nèi)的工藝氣體的內(nèi)圈和外圈。
[0004]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(shí)際要求，從而造成工藝質(zhì)量差和良品率低。為此，目前主要通過調(diào)節(jié)感應(yīng)線圈13的內(nèi)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(jié)構(gòu)的限制，使得上述調(diào)節(jié)方式適用于被加工工件的刻蝕深度測(cè)繪圖為中心對(duì)稱的情況，即，該調(diào)節(jié)方式不適用于單獨(dú)對(duì)被加工工件的任意一個(gè)位置處進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0005]然而,在實(shí)際應(yīng)用中，由于反應(yīng)腔室10中存在固定不變的不均勻的靜磁場(chǎng),往往會(huì)導(dǎo)致被加工工件S的刻蝕深度測(cè)繪圖為不中心對(duì)稱，如圖2所示，僅存在區(qū)域17內(nèi)的刻蝕深度過低，因此，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方法不能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)地對(duì)區(qū)域17進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(guān)鍵尺寸(例如，晶體管尺寸)逐漸減小帶來的對(duì)刻蝕要求越來越高的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備，可以提高調(diào)節(jié)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(jìn)而可以提高工藝質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔室，包括承載裝置和進(jìn)氣裝置，所述承載裝置設(shè)置在所述反應(yīng)腔室內(nèi)，用于承載被加工工件；所述進(jìn)氣裝置包括用于接收氣體的輸入口以及與所述反應(yīng)腔室連通的至少一個(gè)輸出口，所述反應(yīng)腔室還包括進(jìn)氣板，所述進(jìn)氣板設(shè)置在所述進(jìn)氣裝置的輸出口與所述承載裝置之間，且所述進(jìn)氣板上設(shè)置有多個(gè)通孔，自所述進(jìn)氣裝置的輸出口流出的工藝氣體經(jīng)由所述通孔輸送至所述反應(yīng)腔室內(nèi)；根據(jù)所述承載裝置承載的被加工工件上不同區(qū)域的刻蝕速率的差異，設(shè)定所述進(jìn)氣板上與被加工工件各個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)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(qū)域的刻蝕速率趨于均勻。
[0008]其中，所述多個(gè)通孔在所述進(jìn)氣板的不同半徑的圓周上均勻排布。
[0009]其中，所述多個(gè)通孔的直徑相等，并且所述進(jìn)氣板所在平面包括沿其徑向自內(nèi)向外依次劃分的中心區(qū)域、中間區(qū)域和邊緣區(qū)域，其中，分別位于所述中心區(qū)域和邊緣區(qū)域內(nèi)的通孔的分布密度大于位于所述中間區(qū)域內(nèi)的通孔的分布密度。
[0010]其中，在分別位于所述中心區(qū)域和邊緣區(qū)域內(nèi)的通孔中，任意相鄰的兩個(gè)通孔之間的中心距的范圍在3?7mm。
[0011]其中，在位于所述中間區(qū)域的通孔中，任意相鄰的兩個(gè)通孔之間的中心距的范圍在8?12mm。
[0012]其中，每個(gè)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。
[0013]其中，所述進(jìn)氣板采用絕緣材料制成。
[0014]其中,所述絕緣材料包括石英或者陶瓷。
[0015]其中，還包括感應(yīng)線圈和與之電連接的射頻電源，所述感應(yīng)線圈設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的頂壁上方，用以在所述射頻電源開啟時(shí)將所述反應(yīng)腔室內(nèi)的工藝氣體激發(fā)形成等離子體。
[0016]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室采用本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室。
[0017]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0018]本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，其通過在進(jìn)氣裝置的輸出口與承載裝置之間設(shè)置具有多個(gè)通孔的進(jìn)氣板，并根據(jù)承載裝置承載的被加工工件上不同區(qū)域的刻蝕速率的差異，設(shè)定進(jìn)氣板上與被加工工件各個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)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(qū)域的刻蝕速率趨于均勻，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)被加工工件的任意一個(gè)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以提高調(diào)節(jié)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(jìn)而可以提高工藝質(zhì)量。
[0019]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，可以提高被加工工件的刻蝕均勻性，從而可以提高工藝質(zhì)量。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工設(shè)備的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為采用圖1所示的反應(yīng)腔室的被加工工件的刻蝕深度測(cè)繪圖；
[0022]圖3為本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖4為圖3中進(jìn)氣板的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]圖3為本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中進(jìn)氣板的俯視圖。請(qǐng)一并參閱圖3和圖4，本實(shí)施例提供的反應(yīng)腔室20包括承載裝置21、進(jìn)氣裝置22和進(jìn)氣板23。其中，承載裝置21設(shè)置在反應(yīng)腔室20內(nèi)，且位于反應(yīng)腔室20的底部，用于承載被加工工件S ;進(jìn)氣裝置22包括用于接收氣體的輸入口 22a以及與反應(yīng)腔室20連通的至少一個(gè)輸出口 22b，具體地，如圖3所示，進(jìn)氣裝置22設(shè)置在反應(yīng)腔室20的頂壁上，進(jìn)氣裝置22的輸入口 22a與設(shè)置在反應(yīng)腔室20外部的工藝氣源(圖中未示出)相連通，進(jìn)氣裝置22的輸出口 22b貫穿反應(yīng)腔室20的頂壁與反應(yīng)腔室20相連通，工藝氣源提供的工藝氣體自輸入端22a進(jìn)入并經(jīng)由至少一個(gè)輸出口 22b輸送至反應(yīng)腔室20內(nèi)，工藝氣體包括CxHxFx、HBr、鹵族、NF3、SF6、氮?dú)?、氬氣等氣體。
[0026]進(jìn)氣板23設(shè)置在進(jìn)氣裝置22的輸出口 22b與承載裝置21之間，且進(jìn)氣板23上設(shè)置有多個(gè)通孔231，自進(jìn)氣裝置22的輸出口 22b流出的工藝氣體經(jīng)由通孔231輸送至反應(yīng)腔室20內(nèi)，進(jìn)氣板23采用諸如石英、陶瓷等的絕緣材料制成，每個(gè)通孔231的通氣截面的輪廓形狀包括圓形、橢圓形、方形、三角形或者多邊形等任意形狀。在本實(shí)施例中，該進(jìn)氣板23的外周璧固定在反應(yīng)腔室20的內(nèi)周璧上，且與反應(yīng)腔室20的頂壁形成一個(gè)勻流空間232，在這種情況下，自進(jìn)氣裝置22的輸出口 22b流出的工藝氣體預(yù)先輸送至勻流空間232內(nèi)，再經(jīng)由進(jìn)氣板23上的多個(gè)通孔231向反應(yīng)腔室20內(nèi)輸送。
[0027]在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，多個(gè)通孔231在進(jìn)氣板23的不同半徑的圓周上均勻排布，這使得工藝氣體經(jīng)由該多個(gè)通孔231均勻地向反應(yīng)腔室20內(nèi)輸送，從而可以進(jìn)一步提高被加工工件S的刻蝕均勻性。
[0028]在本實(shí)施例中，進(jìn)氣裝置22的輸出口 22b相對(duì)于被加工工件S的中心位置設(shè)置，這就需要借助工藝氣體自身的擴(kuò)散至被加工工件S的邊緣區(qū)域，但由于隨著工藝氣體的擴(kuò)散其濃度逐漸減小，這使得工藝氣體在被加工工件S的徑向上