[发明专利]一种反应腔装置及其工作方法

说明书

一种反应腔装置及其工作方法，反应腔装置包括：反应腔主体；位于所述反应腔主体内的晶圆承载平台，所述晶圆承载平台的表面适于放置晶圆；环绕所述晶圆承载平台的缓冲环，所述缓冲环适于延长反应源粒子沿着晶圆表面向外横向运动的路径。所述反应腔装置能够调节晶圆表面的反应速率的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种反应腔装置及其工作方法。

背景技术

在半导体制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中，等离子体反应常被用于半导体晶圆及其它基片的化学物理沉积、刻蚀以及光刻胶灰化去除等，常用的等离子体源包括ICP、CCP以及微波等产生方式。对于某些光刻胶灰化去除工艺，通常不希望等离子体中的高能离子与光刻胶进行直接作用，而是期望通过等离子体中的化学活性自由基中间体与光刻胶之间产生高温灰化反应，这种反应是一种典型的高温化学反应过程。通常，灰化反应的均匀性至关重要，而这种均匀性取决于化学活性自由基中间体（简称活性基团）在晶圆上表面分布的均匀性，包括活性基团流量、压力以及组成的均匀性。

一般而言，具有高浓度植入物的光刻胶在去除过程常用到还原性化学反应，如采用H₂/N₂混合物作为反应气体，这种灰化反应常常表现出强烈的中心反应速度高，边缘反应速度低的趋势。究其原因为：等离子体产生的高密度H^*活性基团由于质量轻具有非常高的迁移速度，H^*在反应室中的停留时间特别短，非常容易被真空泵抽离，造成晶圆边缘区域H^*浓度陡然下降的趋势，即晶圆中心浓度高，灰化反应快，晶圆边缘浓度低，灰化反应慢的趋势，导致整体反应均匀性较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种反应腔装置及其工作方法，能够提高晶圆表面的反应速率的均匀性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反应腔装置，包括： 反应腔主体；位于所述反应腔主体内的晶圆承载平台，所述晶圆承载平台的表面适于放置晶圆；环绕所述晶圆承载平台的缓冲环，所述缓冲环适于延长反应源粒子沿着晶圆表面向外横向运动的路径。

可选的，所述缓冲环包括：环绕所述晶圆承载平台的上缓冲环。

可选的，所述缓冲环仅包括上缓冲环，所述上缓冲环为实体结构，所述上缓冲环与所述反应腔主体的内壁间隔。

可选的，所述缓冲环还包括：位于所述上缓冲环的底部且环绕所述晶圆承载平台的下缓冲环。

可选的，所述上缓冲环与所述反应腔主体的内壁间隔，所述下缓冲环与所述晶圆承载平台间隔，所述上缓冲环在反应腔主体的底面的投影与所述下缓冲环在反应腔主体的底面的投影具有重叠区域；所述反应腔装置还包括：位于所述下缓冲环底部的高度调节器，所述高度调节器适于调节所述下缓冲环至所述上缓冲环之间的纵向距离。

可选的，所述上缓冲环为实体结构，所述下缓冲环为实体结构。

可选的，所述上缓冲环中具有若干间隔的第一槽；所述下缓冲环中具有若干间隔的第二槽；第一槽的延伸方向与第二槽的延伸方向不同；所述反应腔装置还包括：位于所述下缓冲环底部的角度调节器，所述角度调节器适于调节所述下缓冲环绕所述晶圆承载平台运动以调节第一槽和第二槽的重叠区域的位置。

可选的，所述第一槽的形状为长条状，所述第一槽的延伸方向与所述上缓冲环的径向方向之间具有锐角夹角；所述第二槽的形状为长条状，所述第二槽的延伸方向平行于所述下缓冲环的径向方向平行。

可选的，所述缓冲环的材料为石英、陶瓷、裸铝或阳极氧化铝。

可选的，还包括：位于所述反应腔主体上方的感性耦合射频单元；所述反应腔主体的顶部设置有隔离栅网；所述感性耦合射频单元位于所述隔离栅网的上方；贯穿所述反应腔主体的底壁的出气口。