[实用新型]一种反应腔装置

说明书

一种反应腔装置，包括：反应腔主体；位于所述反应腔主体内的晶圆承载平台，所述晶圆承载平台的表面适于放置晶圆，所述晶圆承载平台沿着晶圆承载平台的上表面包括若干个间隔的温控区域，各温控区域之间具有热隔离通道。所述反应腔装置能够提高晶圆表面反应的均匀性和对称性。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种反应腔装置。

背景技术

在半导体制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中，等离子体反应常被用于半导体晶圆及其它基片的化学物理沉积、刻蚀以及光刻胶灰化去除等，常用的等离子体源包括ICP、CCP以及微波等产生方式。对于某些光刻胶灰化去除工艺，通常不希望等离子体中的高能离子与光刻胶进行直接作用，而是期望通过等离子体中的化学活性自由基中间体与光刻胶之间产生高温灰化反应，这种反应是一种典型的高温化学反应过程。一般地，光刻胶灰化反应腔体由等离子体产生室和反应处理室组成；为了防止光刻胶灰化去除过程中等离子体中的高能离子对晶圆产生物理轰击损伤（Plasma InducedDamage），通常在等离子体产生室和反应处理室之间安装一个隔离栅网，隔离栅网为圆盘多孔结构，中性化学活性基团可自由通过，而带电粒子如离子、电子等碰到栅网后被淬灭掉（Quench）。穿过隔离栅网的中性化学活性基团与高温晶圆托盘上的晶圆进行高温化学反应，去除晶圆表面的残余光刻胶。

通常灰化反应的均匀性至关重要，而这种均匀性取决于化学活性自由基中间体（简称活性基团）在晶圆上表面分布的均匀性，包括活性基团流量、压力以及组成的均匀性。一般而言，具有高浓度植入物的光刻胶去除过程常用到还原性化学反应，如H₂/N₂混合物作为反应气体，这种灰化反应常常表现出强烈的中心反应速度高，边缘反应速度低的趋势。究其原因为：等离子体产生的高密度H^*活性基团由于质量轻，具有非常高的迁移速度，H^*在反应室中的停留时间特别短，非常容易被真空泵抽离，造成晶圆边缘区域H^*浓度陡然下降的趋势，即晶圆中心处H^*浓度高，灰化反应快，晶圆边缘处H^*浓度低，灰化反应慢的趋势，导致整体反应均匀性较差。这种反应均匀性差的情况又会产生一种较为敏感的不对称性问题，具体来说，下述几方面因素会导致H^*活性基团在晶圆表面分布存在严重的不对称性。表现在：1）等离子体发生器以及等离子体发生室设计的不对称性使得等离子体在发生室内部分布存在不对称性；2）隔离栅网的加工与安装可能导致H^*活性基团经过隔离栅网后到达晶圆表面时存在分布不对称性；3）晶圆与隔离栅网之间垂直间距分布存在不对称性；4）反应处理室内真空抽气口存在不对称结构，使得真空泵对H^*活性基团的抽气效果不对称，从而严重影响H^*活性基团在晶圆表面，特别是晶圆边缘区域分布的对称性。

对于H₂/N₂还原性灰化反应过程不均匀性问题，通常采用中间稀疏、边缘密集的隔离栅网通孔分布来解决，即加强中间区域带电粒子的猝灭效果用于降低中间区域的灰化反应速率。对于另一种常用于大多数常见的光刻胶去除工艺的O₂/N₂混合气参与的氧化性灰化反应过程，则常常表现完全不同的灰化反应速率分布。即灰化反应速率较为均匀，甚至会出现中间反应速率慢边上反应速率快的趋势。因此隔离栅网的通孔分布几乎是均匀的，甚至需要呈现中间密集边缘稀疏的分布。基于上述分析可知，无法单纯地通过改变隔离栅网通孔分布来同步解决。

基于H₂/N₂和O₂/N₂的灰化反应速率不均匀问题，更无法解决灰化反应过程中的速率不对称问题。

发明内容

本实用新型解决的问题是提供一种反应腔装置，能够提高晶圆表面反应的均匀性和对称性。