[实用新型]反应腔室及半导体加工设备

说明书

本实用新型提供了一种反应腔室，包括：基座，用于承载待加工工件；靶材，设置在所述反应腔的上部空间中；以及准直器，设置在所述靶材以下、所述待加工工件以上的空间中，以提高所述待加工工件深孔底部的覆盖率以及深孔侧壁覆盖率的对称性。本实用新型还提供了一种半导体加工设备。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种反应腔室及半导体加工设备。

背景技术

磁控溅射物理气相沉积是半导体制造领域中广泛采用的方法。现有的磁控溅射物理气相沉积设备如图1所示，具有接地的反应腔室1。基座8位于反应腔室1内，承载待加工工件10。卡环9放置于待加工工件10四周。靶材4密封反应腔室1。支撑组件2和靶材4形成密封腔体，其中充满去离子水3。工艺时，驱动装置6驱动磁控管5扫描靶材4表面，磁控管5会在靶材4的中心区域和边缘区域来回经过。激励源12施加偏压至靶材4，使其相对于反应腔室1为负压，激励工艺气体产生等离子体，并将带正电的等离子体吸引至靶材4。当等离子体的能量足够高时，会使金属原子逸出靶材表面并沉积在待加工工件10上。反应腔室1内设置内衬7，以防止腔壁被污染。为提高待加工工件深孔的薄膜覆盖率，通过射频电源11向基座8施加射频功率。

在工艺过程中，由于磁控管5经过靶材中间区域的次数会多于经过靶材中心区域和边缘区域的次数，导致沉积在待加工工件上的薄膜分布不均匀。另一方面，由于靶材逸出的金属原子缺乏良好的方向性，对于待加工工件的深孔尤其是其边缘区域的深孔，只有部分方向的金属原子可以沉积于深孔侧壁，影响了深孔侧壁的覆盖率，并且部分深孔侧壁更难以被金属离子沉积，导致深孔侧壁覆盖率的对称性较差。尤其接近深孔底部的侧壁位置，由于该位置深宽比较高，导致该位置的薄膜沉积效果难以令人满意。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种反应腔室，包括：基座，用于承载待加工工件；靶材，设置在所述反应腔的上部空间中；以及准直器，设置在所述靶材以下、所述待加工工件以上的空间中，以提高所述待加工工件深孔底部的覆盖率以及深孔侧壁覆盖率的对称性。

在本实用新型的一些实施例中，所述准直器包括中心区域、中间区域及边缘区域；所述中心区域、所述中间区域、所述边缘区域均包括多个沿所述反应腔侧壁方向延伸的通孔，在所述中心区域中通孔的深宽比为中心深宽比，在所述中间区域中的通孔的深宽比为中间深宽比，在所述边缘区域中的通孔的深宽比为边缘深宽比；其中，所述中间深宽比大于所述中心深宽比和所述边缘深宽比中的至少一者。

在本实用新型的一些实施例中，所述中间深宽比大于所述中心深宽比，所述中间深宽比大于所述边缘深宽比。

在本实用新型的一些实施例中，所述中心深宽比与所述边缘深宽比相同。

在本实用新型的一些实施例中，所述中间深宽比比所述中心深宽比和/或所述边缘深宽比大15％以上。

在本实用新型的一些实施例中，所述中心深宽比与所述边缘深宽比的比值大于2。

在本实用新型的一些实施例中，所述中心区域、所述中间区域、所述边缘区域具有相同的通孔面积，且所述中间区域的通孔深度大于所述中心区域及所述边缘区域的通孔深度。

在本实用新型的一些实施例中，所述中心区域、所述中间区域、所述边缘区域具有相同的通孔深度，且所述中间区域的通孔面积小于所述中心区域及所述边缘区域的通孔面积。

在本实用新型的一些实施例中，所述反应腔室还包括：线圈，环绕耦接在所述准直器与所述基座之间的所述腔侧壁，其中，所述线圈耦合到射频电源。

在本实用新型的一些实施例中，所述反应腔室还包括：上内衬，所述上内衬是所述腔侧壁的一部分，且所述准直器耦接至所述上内衬；及法拉第内衬，所述法拉第内衬也是所述腔侧壁的一部分，位于所述上内衬与所述基座之间，且所述线圈设置在所述法拉第内衬外侧。

在本实用新型的一些实施例中，所述法拉第内衬悬浮设置。