[发明专利]反应腔室及具有它的等离子体设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，特别涉及一种反应腔室及具有它的等离子体设备。

背景技术

在PVD工艺设备中，特别是对于IC（集成电路）、TSV（硅穿孔）、Packaging（封装）制造工艺，通常在反应腔室内通入工艺气体，产生等离子体进行工艺处理，例如在作为PVD工艺的一部分的在预清洗（Preclean）反应腔室内进行的预清洗工艺，其目的是为了在沉积金属膜之前，清除晶圆表面的污染物或沟槽和穿孔底部的残余物。预清洗工艺会明显提升接下来步骤所沉积膜的附着力、改善芯片的电气性能和可靠性。预清洗完成后的下一步骤就是通过溅射来沉积金属膜。一般的预清洗工艺，是将气体，如Ar（氩气）、He（氦气）等，激发为等离子体，利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对晶圆或工件进行去杂质的处理。

一般的预清洗工艺中，多采用惰性气体Ar进行工艺处理。然而由于Ar被激发为等离子体后，其等离子体区正负粒子的碰撞复合较难，而在腔室壁处，正粒子或负粒子的电荷可以与壁复合，导致等离子体中心区域的离子密度高于边缘处，从而造成工艺均匀性较差；即使通过调节射频功率、气压等参数，所得到的满足均匀性的工艺窗口也非常窄，不利于多种工艺的开发。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明需要提供一种反应腔室，该反应腔室内的等离子体分布均匀，并具有较宽的工艺窗口。进一步地，本发明需要提供一种具有上述反应腔室的等离子体反应设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种反应腔室，包括：腔体，所述腔体内具有反应腔；诱导环形件，所述诱导环形件设在反应腔内，用于减弱所述反应腔中心处的磁场强度且增强所述反应腔外周缘处的磁场强度。

根据本发明的实施例的反应腔室，反应腔室内具有诱导环形件，诱导环形件可以通过改变反应腔内的磁场强度而降低反应腔中心处等离子体密度，增加反应腔边缘的等离子体密度，从而降低反应腔边缘与中心区域等离子体密度差异，改善等离子体分布的均匀性，从而有效改善晶圆或工件预清洗工艺处理的效果，提高了工艺适用性，有利于晶圆或工件产品的开发。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件安装在所述反应腔的中心处且位于所述反应腔的上部。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件安装在所述反应腔的顶壁上。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件通过安装座安装在所述反应腔的顶壁上。

根据本发明的一个实施例，所述安装座包括：第一夹板和第二夹板，所述第一夹板具有第一弧形部和第一平板部，所述第二夹板具有第二弧形部和第二平板部，所述第二平板部与所述第一平板部对应且所述第二弧形部与所述第一弧形部相对以形成用于夹持所述诱导环形件的夹持孔。

根据本发明的一个实施例，所述安装座通过穿过所述第一和第二平板部的螺栓固定到所述反应腔的顶壁上。

根据本发明的一个实施例，所述安装座包括：第一夹板，所述第一夹板为倒L形，所述第一夹板的竖直肢的表面上设有第一凹槽；和第二夹板，所述第二夹板为平板设有第二凹槽，所述第二夹板固定在所述第一夹板上且所述第二凹槽与所述第一凹槽相对以形成用于夹持所述诱导环形件的夹持孔。

根据本发明的一个实施例，所述安装座通过贯穿所述第一夹板的水平肢的螺栓固定到所述反应腔的顶壁上。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二凹槽均为多个且彼此一一对应以形成多个所述夹持孔。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件为多个且沿上下方向间隔地设在所述反应腔内。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件为筒状。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件为圆形环或正多变形环。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件为无源金属环。

根据本发明的一个实施例，所述诱导环形件为螺线管。

根据本发明的一个实施例，所述螺旋管为多匝。

根据本发明的第二方面，提供了一种等离子体设备，其特征在于，包括：反应腔室，所述反应腔室为根据上面实施例的反应腔室；和线圈，所述线圈环绕地设在所述反应腔室的外周壁上。

根据本发明的一个实施例，所述等离子体设备为气相沉积设备、等离子体刻蚀设备或等离子体化学气相沉积设备。

根据本发明的一个实施例，所述反应腔室为预清洗腔室。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明