[发明专利]一种反应腔室及半导体加工设备

说明书

本发明了提供一种反应腔室及半导体加工设备，该反应腔室包括承载装置、等离子体产生装置和金属板，承载装置用于承载基片，等离子体产生装置用于将反应腔室内的气体激发形成等离子体，承载装置设置在等离子体产生装置的下方；金属板横向设置在承载装置和等离子体产生装置之间，且在金属板上设置有贯穿其厚度的多个通孔，金属板与直流电源电连接，用以向金属板施加正电压，以实现排斥金属板上方的离子经由通孔朝向承载装置扩散。本发明提供的反应腔室，其可以解决氢离子容易进入Low‑K材料对器件的性能造成影响的问题，从而可以提高工艺质量和芯片良率。

技术领域

本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种反应腔室及半导体加工设备。

背景技术

物理气相沉积(以下简称PVD)设备在集成电路IC、硅通孔TSV、封装Packaging等工艺的应用中，通常包括预清洗腔室，用于在该腔室内对基片或工件完成预清洗工艺，所谓预清洗工艺的基本原理是将气体(例如，氩气、氦气和氢气等)激发形成等离子体，再利用该等离子体与基片或工件发生化学反应和/或物理轰击，以去除基片或工件表面的杂质。

图1为现有的预清洗腔室的结构示意图。请参阅图1，该预清洗腔室10包括设置在底部的承载装置11，承载装置11用于承载基片，并且，承载装置11通过第一匹配器12与下电极电源13电连接，用于在基片上产生射频自偏差，以吸引离子朝向基片运动，从而加快离子对基片的物理轰击和与基片的化学反应，从而可以提高预清洗效率。另外，预清洗腔室10的顶壁15为穹顶结构，在其顶壁15上设置有感应线圈14，该感应线圈14通过第二匹配器16与上电极电源17电连接，用以将位于预清洗腔室10内的气体激发形成等离子体。

然而，采用上述现有的预清洗腔室在实际应用中不可避免地会存在以下技术问题：在半导体制造工艺由55nm、45nm微缩至32nm、28nm等以下技术代时，预清洗工艺仅需要氢自由基与基片上的沟槽或通孔内的氧化物杂质发生反应，但是，等离子体中的氢离子往往容易进入低K电介质(Low-k)材料中而降低其k值，k值是指介电常数，因而会对Low-k材料产生负面影响，从而会影响制备的器件的性能。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种反应腔室及半导体加工设备，因而在实现借助氢自由基实现对基片的表面进行预清洗的前提下，可以解决氢离子容易进入Low-K材料对器件的性能造成影响的问题，从而可以提高工艺质量和芯片良率。

本发明提供一种反应腔室，包括承载装置、等离子体产生装置和金属板，所述承载装置用于承载基片，所述等离子体产生装置用于将反应腔室内的气体激发形成等离子体，所述承载装置设置在所述等离子体产生装置的下方；所述金属板横向设置在所述承载装置和所述等离子体产生装置之间，且在所述金属板上设置有贯穿其厚度的多个通孔，每个所述通孔的孔径在预设范围内，用以阻挡金属板上方的离子经由所述通孔朝向所述承载装置扩散。

其中，所述金属板与所述直流电源电连接，用以向所述金属板施加正电压。

其中，在所述反应腔室的侧壁外侧，且位于所述金属板的上方和/或下方并靠近所述金属板的位置处设置有磁体，并且所述磁体沿所述反应腔室的周向设置。

其中，所述通孔的孔径的预设范围在0.2～10mm。

其中，所述金属板的厚度范围在2～50mm。

其中，所述直流电源向所述金属板施加的正电压的范围在5～50V。

其中，所述磁体包括永磁体或电磁体。

其中，所述等离子体产生装置为感应耦合等离子体产生装置。

其中，所述反应腔室的顶壁为穹顶结构，所述感应耦合等离子体产生装置包括感应线圈，所述感应线圈缠绕在所述穹顶结构的顶壁的外侧，并且所述金属板设置在具有穹顶结构的所述顶壁下端的下方。