[实用新型]整合原子层沉积以及反应性离子蚀刻的系统

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种半导体制造系统，尤指一种整合原子层沉积以及反应性离子蚀刻的系统。

背景技术

原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)为半导体产业中常见的制造技术之一，其涉及将气相前驱物以脉冲方式交替地通入反应腔体内，并通过前驱物在样品表面的饱和化学吸收(Saturated Chemisorption)以及自我限制(Self-limiting)的化学反应而将原子层层堆叠，进行薄膜的沉积及成长。另外，原子层沉积技术也可通过电浆的辅助而进行电浆式原子层沉积(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)，其可以利用电浆促使样品表面吸附的前驱物反应生成薄膜。原子层沉积的优点在于，其所制成的薄膜具有优异的均匀覆盖率与顺应性。

在半导体产业中另一常见技术为反应式离子蚀刻(Reactive Ion Etching，RIE)技术。反应式离子蚀刻包括在反应腔室内通入特定的制造气体，并将制造气体转换为电浆(例如，在两块电极板之间施加电压，或利用电磁感应而产生电浆)，并通过电浆对样品表面进行蚀刻。具体来说，反应式离子蚀刻同时包含物理性(Physical)与化学性(Chemical)的蚀刻：物理性蚀刻是指电浆中带电荷的离子与电子受电极板所产生的电位差影响而加速在薄膜或晶圆等样品表面发生撞击，并将样品表面的原子击出；而化学性蚀刻是通过电浆将蚀刻气体解离成各种离子，进而对薄膜或晶圆等样品产生化学反应。由于反应式离子蚀刻结合了物理性蚀刻与化学性蚀刻的优点，其为产业界中蚀刻工艺的主流。

原子层沉积与反应式离子蚀刻都为半导体制造所需要的步骤，而现行的电浆式原子层沉积(PEALD)镀膜系统与反应式离子蚀刻系统为两套独立运行的系统，若制造中需要交叉进行两种技术，需在两套系统之间转移样品。如此一来，不但消耗制造时间，更容易在样品转移时发生损毁及表面污染。再者，同时购置两套独立的系统会增加设备成本及维护成本。

因此，有需要提供一种整合原子层沉积技术与反应式离子蚀刻技术的半导体制程系统，借此避免样品转移所致的污染并大幅降低设备成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种整合原子层沉积以及反应性离子蚀刻的系统，其可通过特殊的结构设计，达到整合两种传统上独立运行的系统并避免制造上的缺点以及降低生产成本的目的。

本实用新型其中一实施例提供一种整合原子层沉积以及反应性离子蚀刻的系统，其中，所述整合原子层沉积以及反应性离子蚀刻的系统包含一反应装置及一样品移动装置。所述反应装置包含一第一反应腔体以及与所述第一反应腔体相互连接的一第二反应腔体。所述样品移动装置设置在所述反应装置内，其中一样品通过所述样品移动装置的控制，以移动至所述第一反应腔体内进行原子层沉积或是移动至所述第二反应腔体内进行反应性离子蚀刻。

优选地，所述样品移动装置包含用以承载所述样品的一承载台以及与所述承载台相连接的一移动机构。

优选地，当所述样品通过所述样品移动装置的控制，以移动至所述第一反应腔体内进行原子层沉积时，承载有所述样品的所述承载台位于所述第一反应腔体内，且所述第一反应腔体与所述第二反应腔体相互连通；当所述样品通过所述样品移动装置的控制，以移动至所述第二反应腔体内进行反应性离子蚀刻时，承载有所述样品的所述承载台位于所述第二反应腔体内，且所述承载台将所述第一反应腔体与所述第二反应腔体相互隔绝而互不连通。

优选地，所述反应装置还包含一连通至所述第一反应腔体的第一进气管路以及一连通至所述第二反应腔体的第二进气管路，一原子层沉积气体通过所述第一进气管路以输入至所述第一反应腔体，且一反应性离子蚀刻气体通过所述第二进气管路以输入至所述第二反应腔体。

优选地，所述反应装置具有一设置在所述第二反应腔体的外部的电浆产生器，以用于在进行反应性离子蚀刻时将所述反应性离子蚀刻气体转换为一电浆，或是在进行原子层沉积时进一步进行电浆辅助原子层沉积。

优选地，所述反应装置还包含一设置在所述第一反应腔体内的加热器，以用于在进行原子层沉积时对所述样品进行加热。

优选地，所述样品移动装置还包含一冷却管路，以用于在进行反应性离子蚀刻时对所述样品进行冷却。

优选地，所述样品移动装置还包含一射频偏压电缆，以用于施加给所述样品一射频电源或一偏压。