[发明专利]一种半导体加工设备

说明书

本发明涉及一种半导体加工设备。在本发明的一实施例中，该半导体加工设备包含反应腔室，其内设置有用以承载待加工工件的基座；第一等离子体产生腔，与反应腔室连通设置，用于沿第一方向向待加工工件提供离子束；第二等离子体产生腔，该第二等离子体产生腔与反应腔室连通设置，且第二等离子体产生腔的出口距所述基座的距离大于预设距离，以实现沿第二方向向待加工工件提供自由基；其中，第一方向与第二方向呈一定角度。

技术领域

本发明大体上涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体加工设备。

背景技术

以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料正在迅速崛起。凭借其优异特性，SiC材料可应用于Si、GaAs、InP等传统材料难以胜任的场合，为器件性能带来突破。在广泛应用的SiC刻蚀工艺中，需要提高等离子体密度以获得高刻蚀速率。

然而，高密度等离子体对SiC材料存在加热作用，其热源来自于三个方面：一是离子轰击加热，二是化学反应热，三是辐射热。高密度等离子体的上述加热作用将不利地导致晶圆表面温度迅速升高、键合结构遭到破坏，并最终导致生产过程终止。因此，现有技术在等离子体密度与温度之间存在一对矛盾关系，导致现有技术难以在高刻蚀速率与低晶圆温度之间取得平衡。

发明内容

本发明公开了一种半导体加工设备以解决背景技术中的问题，以同时实现高刻蚀速率与低晶圆温度，并实现对刻蚀过程的灵活控制。

根据本发明的一实施例，揭露一种半导体加工设备，该半导体加工设备包含反应腔室，其内设置有用以承载待加工工件的基座；第一介质筒，与所述反应腔室连通设置，用于沿第一方向向所述待加工工件提供离子束；第二介质筒，所述第二介质筒与所述反应腔室连通设置，且所述第二等离子体产生腔的出口距所述基座的距离大于预设距离，以实现沿第二方向向所述待加工工件提供自由基；其中，所述第一方向与所述第二方向呈一定角度。

本发明采用两个独立的等离子体源来分别产生对待加工工件刻蚀所需的离子和自由基，能够使离子密度和自由基密度独立可控，突破了单一等离子体产生源中离子密度和自由基密度的比例固化对待加工工件尤其是诸如SiC半导体晶圆刻蚀速率所造成的限制。并且，由于本发明中产生离子的等离子体源不与晶圆发生直接接触，且产生自由基的等离子体源为远程等离子体源，因此两个独立的等离子体源的等离子体辐射加热效应将明显降低，从而有效降低晶圆表面温度。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的半导体加工设备示意图。

图2是依据本发明一实施例的第一介质筒及过滤栅的结构俯视图。

图3是依据本发明一实施例的过滤栅的结构侧视图。

图4是依据本发明一实施例的第二介质筒出口截面图。

具体实施方式

以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。

再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。