反应腔室及等离子体产生方法技术

本发明专利技术提供一种反应腔室及等离子体产生方法，包括腔室本体、上电极机构和等离子体辅助激发装置，其中，等离子体辅助激发装置包括诱导气体容纳部、进气口和出气口，诱导气体容纳部的两端分别与进气口和出气口连通，且出气口还与腔室本体内连通；等离子体诱导气体能在诱导气体容纳部内起辉后流入腔室本体内，以辅助上电极机构使腔室本体内的工艺气体起辉。通过进气口向诱导气体容纳部内通入等离子体诱导气体，并使等离子体诱导气体起辉后经出气口流入腔室本体内；开启上电极机构，以使腔室本体内的工艺气体起辉。本发明专利技术提供的反应腔室及等离子体产生方法能够避免等离子体轰击基片，从而避免损伤基片上的膜层，提高基片加工后的工艺效果。

Reaction chamber and plasma generation method

【技术实现步骤摘要】
反应腔室及等离子体产生方法
本专利技术涉及半导体工艺设备
，具体地，涉及一种反应腔室及等离子体产生方法。
技术介绍
目前，随着集成电路工艺的发展，孔的尺寸逐渐减小，深宽比逐渐增大，在钨填充工艺中，通常先在孔的内壁上生成一层薄的钨核化层，随后向反应腔室内通入辅助气体，并激发辅助气体形成等离子体，在孔口处的核化层上形成钝化层，然后再将主体材料(Bluk)向孔内填充，由于钝化层能够抑制主体材料的沉积，使主体材料能够优先填充至孔的底部，从而避免在填充之后，孔内出现空洞。如图1所示，现有技术中的反应腔室包括输送辅助气体的进气管11、连接于反应腔室外壁的射频源12和与基座13连接的射频偏压源14，在钝化阶段开始时，由于反应腔室内气压较低，射频源12连接在反应腔室的外壁，向反应腔室内加载的射频功率较弱，难以激发辅助气体形成等离子体，因此，需先通过射频偏压源14向基座13加载射频功率，使辅助气体起辉，然后再通过射频源12向反应腔室内加载射频功率，直至射频源12能够维持等离子体的形成，再关闭射频偏压源14。但是，在射频偏压源14向基座13加载射频功率时，基座13会产生很大的负偏压，吸引大量的高能等离子体轰击放置在基座13上的基片15，破坏此前形成在孔内壁上的核化层，影响后续主体材料的填充。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室及等离子体产生方法，其能够避免等离子体轰击基片，从而避免损伤基片上的膜层，提高基片加工后的工艺效果。为实现本专利技术的目的而提供一种反应腔室，包括腔室本体和上电极机构，还包括等离子体辅助激发装置，其中，所述等离子体辅助激发装置包括诱导气体容纳部、进气口和出气口，所述诱导气体容纳部的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，且所述出气口还与所述腔室本体内连通；所述等离子体诱导气体能在所述诱导气体容纳部内起辉后流入所述腔室本体内，以辅助所述上电极机构使所述腔室本体内的工艺气体起辉。优选的，所述等离子体辅助激发装置包括阴极部件和电源，所述阴极部件与所述电源的负极电连接；所述阴极部件的一端开设所述进气口，另一端开设所述出气口；所述阴极部件的内部形成所述诱导气体容纳部。优选的，所述阴极部件为阴极管，所述阴极管内部分填充有绝缘体，所述绝缘体在沿所述阴极管的轴向上形成有进气通道，所述阴极管内未填充有所述绝缘体的部分形成空腔；所述进气通道和所述空腔相连通以形成所述诱导气体容纳部。优选的，所述阴极部件的设有所述进气口的一端固定在腔室壁上，所述阴极部件的设有所述出气口的一端悬空在所述腔室本体内。优选的，所述等离子体辅助激发装置还包括位于所述腔室本体内部的阳极部件和绝缘连接件，其中，所述阳极部件通过所述绝缘连接件与所述阴极部件连接，且所述阳极部件接地。优选的，所述反应腔室还包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气管用于向所述腔室本体内通入所述工艺气体，所述第二进气管用于向所述腔室本体内通入所述等离子体诱导气体。优选的，所述空腔的在沿所述阴极管径向方向的尺寸D与所述空腔的在沿所述阴极管轴向方向的尺寸H的比值范围在1.2～1.4之间。本专利技术还提供一种等离子体产生方法，所述等离子体产生方法包括以下步骤：步骤S101、通过进气口向诱导气体容纳部内通入等离子体诱导气体，并使所述等离子体诱导气体起辉后经出气口流入腔室本体内；步骤S201、开启上电极机构，以使所述腔室本体内的工艺气体起辉。优选的，所述步骤S101具体为：开启电源，向阴极部件上加载电压，以使所述诱导气体容纳部中的所述等离子诱导气体起辉。优选的，在所述步骤S201之后还包括：步骤S2011、将向所述诱导气体容纳部内通入的所述等离子体诱导气体的流量降低至第一预设流量。优选的，在所述步骤S101之后且在所述步骤S201之前还包括：步骤S1011、向第一进气管中通入所述工艺气体，向第二进气管中通入所述等离子体诱导气体，使所述工艺气体和所述等离子体诱导气体进入所述腔室等离子体内。优选的，所述步骤2011中还包括：将向所述第二进气管中通入的所述等离子体诱导气体的流量降低至第二预设流量。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的反应腔室，包括腔室本体、上电极机构和等离子体辅助激发装置，其中，等离子体辅助激发装置包括诱导气体容纳部、进气口和出气口，诱导气体容纳部的两端分别与进气口和出气口连通，且出气口还与腔室本体内连通，借助等离子体辅助激发装置使等离子体诱导气体在诱导气体容纳部内起辉后流入腔室本体内，以辅助上电极机构使腔室本体内的工艺气体起辉，与现有的借助基座上的偏压射频源辅助上电极机构使腔室本体内的工艺气体起辉相比，不仅能够降低工艺气体的起辉难度，还能避免等离子体轰击基片，从而避免损伤基片上的膜层，提高基片加工后的工艺效果。本专利技术提供的等离子体产生方法，借助等离子体辅助激发装置，通过进气口向诱导气体容纳部内通入等离子体诱导气体，并使等离子体诱导气体起辉后经出气口流入腔室本体内，并开启上电极机构，以使腔室本体内的工艺气体起辉，与现有的借助基座上的偏压射频源辅助上电极机构使腔室本体内的工艺气体起辉相比，不仅能够降低工艺气体的起辉难度，还能避免等离子体轰击基片，从而避免损伤基片上的膜层，提高基片加工后的工艺效果。附图说明图1为现有技术中反应腔室的结构示意图；图2为本专利技术提供的反应腔室的结构示意图；图3为本专利技术提供的等离子体辅助激发装置的结构示意图；图4为本专利技术提供的等离子体产生方法的第一种具体过程的流程框图；图5为本专利技术提供的等离子体产生方法的第二种具体过程的流程框图；图6为本专利技术提供的等离子体产生方法的第三种具体过程的流程框图；图7为本专利技术提供的等离子体产生方法的第四种具体过程的流程框图；附图标记说明：11-进气管；12-射频源；13-基座；14-射频偏压源；15-基片；2-腔室本体；21-第一进气管；22-第二进气管；23-混合管路；31-射频源；32-匹配器；33-线圈；4-等离子体辅助激发装置；411-进气通道；412-空腔；42-出气口；431-阴极管；432-绝缘体；44-电源；45-阳极部件；46-绝缘连接件；47-环形凸部；5-基座；6-基片。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的反应腔室和等离子体产生方法进行详细描述。如图2-图3所示，本实施例提供了一种反应腔室，包括腔室本体2、上电极机构和等离子体辅助激发装置4，其中，等离子体辅助激发装置4包括诱导气体容纳部、进气口和出气口42，诱导气体容纳部的两端分别与进气口和出气口42连通，且出气口42还与腔室本体2内连通，等离子体诱导气体能在诱导气体容纳部内起辉后流入腔室本体2内，以辅助上电极机构使腔室本体2内的工艺气体起辉。本专利技术提供的反应腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应腔室，包括腔室本体和上电极机构，其特征在于，还包括等离子体辅助激发装置，其中，/n所述等离子体辅助激发装置包括诱导气体容纳部、进气口和出气口，所述诱导气体容纳部的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，且所述出气口还与所述腔室本体内连通；/n所述等离子体诱导气体能在所述诱导气体容纳部内起辉后流入所述腔室本体内，以辅助所述上电极机构使所述腔室本体内的工艺气体起辉。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应腔室，包括腔室本体和上电极机构，其特征在于，还包括等离子体辅助激发装置，其中，
所述等离子体辅助激发装置包括诱导气体容纳部、进气口和出气口，所述诱导气体容纳部的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，且所述出气口还与所述腔室本体内连通；
所述等离子体诱导气体能在所述诱导气体容纳部内起辉后流入所述腔室本体内，以辅助所述上电极机构使所述腔室本体内的工艺气体起辉。


2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述等离子体辅助激发装置包括阴极部件和电源，所述阴极部件与所述电源的负极电连接；
所述阴极部件的一端开设所述进气口，另一端开设所述出气口；所述阴极部件的内部形成所述诱导气体容纳部。


3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述阴极部件为阴极管，所述阴极管内部分填充有绝缘体，所述绝缘体在沿所述阴极管的轴向上形成有进气通道，所述阴极管内未填充有所述绝缘体的部分形成空腔；
所述进气通道和所述空腔相连通以形成所述诱导气体容纳部。


4.根据权利要求3所述的反应腔室，其特征在于，所述阴极部件的设有所述进气口的一端固定在腔室壁上，所述阴极部件的设有所述出气口的一端悬空在所述腔室本体内。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的反应腔室，其特征在于，所述等离子体辅助激发装置还包括位于所述腔室本体内部的阳极部件和绝缘连接件，其中，所述阳极部件通过所述绝缘连接件与所述阴极部件连接，且所述阳极部件接地。


6.根据权利要求5所述的反应腔室，其特征在于，所述反应腔室还包括第一进气管和第二进气管，所述第一进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁安邦，陈鹏，傅新宇，荣延栋，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11