真空反应室及其处理方法技术

一种真空反应室包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个由介电材料制成的空心环，该空心环内设有可容纳液体的环形槽。该装置可有效地改变第一电极与接地腔体之间的等效介电常数，使其成为改善真空反应室处理后的边缘效应的措施之一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于半导体或集成电路制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
半导体工艺件的边缘效应是困扰半导体产业的一个问题。所谓半导体工艺件的边缘效应是指在等离子体处理过程中，由于等离子体受电场控制，而上下两极边缘处的场强会受外界影响，总有一部分电场线弯曲，而导致电场边缘部分场强不均，进而导致该部分的等离子体浓度不均匀。在该种情况下，生产出的半导体工艺件周围也存在一圈处理不均匀的区域。由于半导体工艺件是圆形的，因此愈外圈面积愈大，边缘部分的各个工艺环节的均一性不佳将导致成品率显著下降。在普遍采用300mm制程的今天，半导体工艺件边缘效应带来的损失更为巨大。目前业界主要通过以下几种办法来改善半导体工艺件的边缘效应。如图1所示，在一个由上电极1、下电极2、腔体5构成的真空反应室中放置半导体工艺件3，其中上电极1通过腔体5接地。腔体周围设有大型电磁铁(未图示)。该真空反应室还具有高频射频源HF和低频射频源LF用以输入射频能量形成等离子体4，在等离子体4在腔体内形成后，给电磁铁通电形成磁场来控制腔体内电场分布，以取得较为均一的真空反应室处理效果。但是这样的装置比较昂贵，耗能也比较大，效果也不够理想，尤其在两个磁场交接部位。现有的另一种实施例为如图2所示的上电极不直接接地的真空反应室结构。另一种方式是调节气体进入真空反应室的速度，使得不同种气体进入真空反应室的速度不同，进而产生的等离子体浓度不均来抵消或减小边缘效应。还有一种方法是在下电极特定位置，注入冷却水，使得半导体工艺件表面的温度不一样来影响等离子体作用效果以调整均匀度。这些调整方法都各有长处与短处，由边缘效应带来的损失仍不能有效地全部被消除。另外一个问题是，一旦一个真空反应室被制造出来，其尺寸是确定的，在这样一个真空反应室内形成的电场分布也是确定的，因此，等离子体的均匀度在很大程度上也已基本上确定了，再进行调整就比较困难。因为影响电场分布的因素很多，很难制造出产生电场完全相同的设备，这对于造价昂贵的真空反应室来说是一个期待解决的重大课题。因此，需要一种能够简单有效地改善边缘效应，并且可以作一定调节的真空反应室来弥补这方面的空缺，降低成本，增加成品率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种真空反应室，其能够克服现有技术的不足，解决边缘效应带来的半导体工艺件等离子体处理成品率下降的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种解决边缘效应带来的半导体工艺件等离子体处理成品率下降的问题的真空反应室处理方法。本专利技术的又一目的在于提供一种可调节其电场的真空反应室。本专利技术的又再一目的在于提供一种可调节其电场的真空反应室处理方法。本专利技术是通过以下技术方法实现的一种真空反应室，包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个由介电材料制成的调节元件，用于调整腔体和第一电极之间的等效介电常数。其中，所述的调节元件可以是固定不动或为可移动的，在可移动的情况下可调节其在腔体和第一电极之间的空间位置关系。该调节元件是实心的；也可以调节元件上设有槽，槽内可放置可调节介电常数的物质。所述的物质是液态的。所述的调节元件上的槽内还进一步设置至少一个调整块，调整块可以在槽内移动，进而可调节槽内的物质在槽内的空间位置。该调节元件位于腔室的腔体内壁与第一电极之间，并且第一电极、调节元件和腔体内壁呈左中右的位置关系。该调节元件还可以位于腔室的腔体的顶端与第一电极之间，并且第一电极、调节元件和腔体呈上中下的位置关系。或者该调节元件部分位于腔室的腔体的顶端与第一电极之间，部分位于腔室的腔体内壁与第一电极之间。该调节元件可为一实心环或空心环。所述的调节元件可以在腔室的腔体内壁与第一电极之间上下移动调节位置。所述的调节元件可以腔室的腔体的顶端与第一电极之间左右移动调节位置。所述的调整块是一个实心环。所述的调节元件和第一电极之间还进一步设置一第三电极和一第二调节元件，且第二调节元件上设有槽，槽内可放置可调节介电常数的物质。所述的第二调节元件为一个空心环，环的空心部分形成该槽。所述的调节元件、腔体和第一电极之间形成一个槽状空间，此空间内可以直接注入调节介电常数的物质。所述的腔体接地。一种真空反应室包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，其特征在于在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个由介电材料制成的空心环，该空心环内设有可容纳液体的环形槽。所述的介电材料是陶瓷，所述的液体是水。且所述的空心环上端可以沿腔体向上延伸至腔室之外。所述的空心环是可固定的或可移动的。一种真空反应室包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，其特征在于在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个介电材料构成的实心环，该实心环可以沿腔体上下移动。所述的介电材料是陶瓷。所述的介电材料是硅酸盐材料。一种真空反应室包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，其特征在于在腔室的腔体和第一电极之间设置有由介电材料构成的双层环，其中一层是空心环，该空心环内设有可容纳液体的环形槽；另一层是实心环，该实心环可以沿腔体上下移动。所述的介电材料是陶瓷，所述的液体是水。且所述的空心环也可以沿腔体上下移动。一种真空反应室处理方法，包括对真空反应室进行单频或多频射频能量输入以及气体输入，在反应室中形成电场，该射频能量激活输入的气体形成等离子体，等离子体对半导体工艺件进行处理，其特征在于所述的处理方法还包括以下步骤在腔室的腔体和等离子体之间设置由介电材料制成的空心环，该空心环内设有可容纳液体的环形槽；向环形槽中注入液体以改变第一电极与腔体之间的等效介电常数。所述的介电材料是陶瓷，所述的液体是水。且所述的空心环上端可以沿腔体向上延伸至腔室之外。所述的空心环是可固定的，其位置可位于腔体和第一电极之间。一种真空反应室处理方法，包括对真空反应室进行一种或多种射频能量输入以及气体输入，在反应室中形成电场，该射频能量激活输入的气体形成等离子体，等离子体对半导体工艺件进行处理，所述的处理方法还包括以下步骤在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个介电材料构成的实心环，该实心环可以沿空心环的腔体上下移动。所述的介电材料是陶瓷或硅酸盐材料。一种真空反应室处理方法，包括对真空反应室进行单频或多频射频能量输入以及气体输入，在反应室中形成电场，该射频能量激活输入的气体形成等离子体，等离子体对半导体工艺件进行处理，所述的处理方法还包括以下步骤在腔室的腔体和第一电极之间设置有由介电材料构成的双层环，其中一层具有环形槽结构的空心环，该空心环内设有可容纳液体的环形槽；另一层是实心环，该实心环可以沿空心环腔体上下移动，分别移动该实心环位置以及向环形槽中注入液体可改变第一电极与腔体之间的等效介电常数。所述的介电材料是陶瓷，所述的液体是水。且所述的空心环上端可以沿腔体向上延伸至腔体之外。一种真空反应室处理方法，包括对真空反应室进行单频或多频射频能量输入以及气体输入，在反应室中形成电场，该射频能量激活输入的气体形成等离子体，等离子体对半导体工艺件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空反应室，包括第一电极、第二电极、腔体，以及由上述部件构成的腔室，在腔室中具有由单频或多频射频源所激发的等离子体，其特征在于：在腔室的腔体和第一电极之间设置至少一个由介电材料制成的调节元件，用于调整腔体和第一电极之间的等效介电常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏耀民，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]