[发明专利]半导体填孔真空系统及填孔方法

权利要求书

1.一种半导体填孔真空系统，其特征在于，所述半导体填孔真空系统包括：至少一个晶圆传送腔结构、至少一个化学气相沉积腔结构以及至少一个等离子体刻蚀腔结构，其中，所述晶圆传送腔结构至少包括传送腔体及真空机械手臂，所述真空机械手臂至少用于在所述传送腔体、所述化学气相沉积腔结构以及所述等离子体刻蚀腔结构之间进行待处理晶圆的传送；所述化学气相沉积腔结构用于在所述待处理晶圆上的孔结构中进行介质膜沉积；所述等离子体刻蚀腔结构用于对经过所述化学气相沉积腔结构沉积后的所述待处理晶圆上的孔结构进行刻蚀，其中：

所述化学气相沉积腔结构包括晶圆托盘和喷淋头，所述晶圆托盘连接有偏压射频电源以形成负偏压，以增加向晶圆托盘方向运动的阳离子的动能，当施加偏压射频功率的时候，反应物中的阳离子在所述负偏压的作用下加速向晶圆方向运动，有助于改善阳离子运动的方向性，所述喷淋头与喷淋头射频电源相连；其中，所述反应腔室内的工艺分为两个步骤，第一步为正常的CVD薄膜沉积工艺，第二步为只通入重离子源对底部的已沉积的薄膜进行反溅，所述第一步工艺的偏压射频电源加载的射频功率范围为介于220W-300W之间，所述第二步工艺的偏压射频电源加载的射频功率范围为介于300W-500W之间；

所述等离子体刻蚀腔结构包括电感耦合等离子体刻蚀腔结构，以提高垂直刻蚀的方向性；所述电感耦合等离子体刻蚀腔结构包括至少一组电感耦合线圈和晶圆基座，所述电感耦合线圈连接有第一射频电源，所述第一射频电源的频率范围介于400KHz-27 MHz之间；所述晶圆基座连接有第二射频电源以形成负偏压，所述第二射频电源的频率范围介于400KHz-27 MHz之间，所述第二射频电源的功率范围为介于100W-1000W之间。

2.根据权利要求1所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述半导体填孔真空系统还包括至少一个预抽真空室、至少一个晶圆加热腔及至少一个晶圆预清洗腔中的至少一种，所述预抽真空室、所述晶圆加热腔、所述晶圆预清洗腔设置于所述晶圆传送腔结构周围。

3.根据权利要求1所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述化学气相沉积腔结构包括：沉积腔体、喷淋头及晶圆托盘，其中，所述喷淋头位于所述沉积腔体顶部，用于向晶圆提供反应气体；所述晶圆托盘位于所述沉积腔体的下部，用于承载所述待处理晶圆。

4.根据权利要求1所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述偏压射频电源采用的频率范围介于400KHz-27 MHz之间，加载的射频功率范围为介于100W-600W之间。

5.根据权利要求3所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述晶圆托盘旋转设置，用于带动所述待处理晶圆一起旋转，以改善沉积薄膜的厚度均匀性。

6.根据权利要求3所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述化学气相沉积腔结构底部通过真空管路与机械泵或者分子泵相连，用于将反应气体排出。

7.根据权利要求1所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔结构包括：刻蚀腔体、绝缘盖板，其中，所述绝缘盖板设置于所述刻蚀腔体的顶部，以实现所述刻蚀腔体的密封；所述电感耦合线圈设置于所述绝缘盖板远离所述刻蚀腔体的一侧，用于在所述刻蚀腔体内产生等离子体；所述晶圆基座位于所述刻蚀腔体的下部，用于承载所述待处理晶圆。

8.根据权利要求7所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述电感耦合等离子体刻蚀腔结构还包括至少一个反应气体喷口，所述反应气体喷口设置于所述绝缘盖板上。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的半导体填孔真空系统，其特征在于，所述化学气相沉积腔结构沉积的介质膜种类包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅及低K值掺碳氧化物中的任意一种。