[发明专利]反应腔室及半导体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种反应腔室及半导体体加工设备。

背景技术

半导体加工设备是应用比较广泛的加工设备，主要借助等离子体对基片等的被加工工件进行镀膜、刻蚀等工艺。在刻蚀工艺中，刻蚀均匀性是影响工艺质量的重要因素。

图1为现有的半导体加工设备的反应腔室的结构示意图。图2为采用图1所示的反应腔室的被加工工件的刻蚀深度测绘图。请一并参阅图1和图2，反应腔室10包括承载装置11、进气装置12、感应线圈13和与之电连接的射频电源14。其中，承载装置11设置在反应腔室10的底部，且与设置在反应腔室10外部的偏压电源15电连接，用于采用静电引力的方式将被加工工件S吸附在其上表面上；进气装置12包括用于接收气体的输入口以及与反应腔室10连通的至少一个输出口，自进气装置的输入口进入的工艺气体经由至少一个输出口输送至反应腔室10内；感应线圈13设置在反应腔室10的顶壁上方，用以在射频电源14开启时将反应腔室10内的工艺气体激发形成等离子体16，以实现等离子体16对被加工工件S进行刻蚀工艺，且通常感应线圈13包括分别用于激发位于反应腔室10的中心区域和边缘区域内的工艺气体的内圈和外圈。

在刻蚀的工艺过程中，往往由于多种因素造成被加工工件的刻蚀均匀性不能满足实际要求，从而造成工艺质量差和良品率低。为此，目前主要通过调节感应线圈13的内圈和外圈输出的电流比、承载装置的温度等方法来改善被加工工件S的刻蚀均匀性，但由于受硬件结构的限制，使得上述调节方式适用于被加工工件的刻蚀深度测绘图为中心对称的情况，即，该调节方式不适用于单独对被加工工件的任意一个位置处进行调节。

然而，在实际应用中，由于反应腔室10中存在固定不变的不均匀的静磁场，往往会导致被加工工件S的刻蚀深度测绘图为不中心对称，如图2所示，仅存在区域17内的刻蚀深度过低，因此，现有的调节方法不能实现单独地对区域17进行调节，因而也就是不能满足被加工工件S的刻蚀均匀性的要求；从而更不能满足随着被加工工件的尺寸逐渐增大和关键尺寸（例如，晶体管尺寸）逐渐减小带来的对刻蚀要求越来越高的均匀性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种反应腔室及半导体加工设备，可以提高调节被加工工件刻蚀均匀性的灵活性，从而可以提高被加工工件的刻蚀均匀性，进而可以提高工艺质量。

本发明提供一种反应腔室，包括承载装置和进气装置，所述承载装置设置在所述反应腔室内，用于承载被加工工件；所述进气装置包括用于接收气体的输入口以及与所述反应腔室连通的至少一个输出口，所述反应腔室还包括进气板，所述进气板设置在所述进气装置的输出口与所述承载装置之间，且所述进气板上设置有多个通孔，自所述进气装置的输出口流出的工艺气体经由所述通孔输送至所述反应腔室内；根据所述承载装置承载的被加工工件上不同区域的刻蚀速率的差异，设定所述进气板上与被加工工件各个区域相对应的区域内的通孔的通气面积和/或分布密度，以使被加工工件上不同区域的刻蚀速率趋于均匀。

其中，所述多个通孔在所述进气板的不同半径的圆周上均匀排布。

其中，所述多个通孔的直径相等，并且所述进气板所在平面包括沿其径向自内向外依次划分的中心区域、中间区域和边缘区域，其中，分别位于所述中心区域和边缘区域内的通孔的分布密度大于位于所述中间区域内的通孔的分布密度。

其中，在分别位于所述中心区域和边缘区域内的通孔中，任意相邻的两个通孔之间的中心距的范围在3～7mm。

其中，在位于所述中间区域的通孔中，任意相邻的两个通孔之间的中心距的范围在8～12mm。

其中，每个所述通孔的通气截面的轮廓形状包括圆形、椭圆形、方形、三角形或者多边形。

其中，所述进气板采用绝缘材料制成。

其中，所述绝缘材料包括石英或者陶瓷。

其中，还包括感应线圈和与之电连接的射频电源，所述感应线圈设置在所述反应腔室的顶壁上方，用以在所述射频电源开启时将所述反应腔室内的工艺气体激发形成等离子体。

本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室采用本发明提供的反应腔室。

本发明具有下述有益效果：