两级扩散射频装置及晶圆刻蚀设备制造方法及图纸

本申请公开了一种两级扩散射频装置及晶圆刻蚀设备，包括一级线圈和二级线圈

【技术实现步骤摘要】
两级扩散射频装置及晶圆刻蚀设备


[0001]本申请涉及半导体制造设备领域，尤其是一种两级扩散射频装置及晶圆刻蚀设备
。

技术介绍

[0002]刻蚀是半导体制造工艺中一种重要的晶圆表面处理方式
。
光刻腐蚀是先通过光刻对光刻胶进行曝光处理，再通过其它方式实现腐蚀
、
以便于去除目标部分
。
[0003]简单而言，刻蚀是用化学或物理方法有选择地将晶圆表面不需要的部分去除的过程，其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形
。
[0004]在半导体刻蚀设备中，射频系统是核心组成部分之一，它的作用是将反应室内的工艺气体离子化，形成高密度等离子体，控制等离子体轰击芯片，执行干法刻蚀工艺
。
[0005]常规的射频系统中，会设置一层或者多层射频线圈以生成交变磁场，但线圈的作用范围有限，常常导致中心辐射强
、
边缘辐射弱，进而影响刻蚀的均匀性
。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种两级扩散射频装置及晶圆刻蚀设备
。
[0007]为实现以上技术目的，本申请提供了一种两级扩散射频装置，包括：射频腔室，设于晶圆的作业腔室上方；一级线圈，沿竖直方向
、
呈螺旋状布置在射频腔室中；二级线圈，沿水平方向
、
围绕一级线圈呈螺旋状布置在射频腔室中；其中，射频腔室接地，一级线圈和二级线圈的一端连接射频腔室的壁
、
另一端连接射频电源；一级线圈和
/
或二级线圈在竖直方向上的位置可调；本申请提供的两级扩散射频装置还包括两个射频电源，一级线圈和二级线圈分别与一个射频电源相连；两个射频电源同频
、
但输出功率不同，或者，两个射频电源不同频
。
[0008]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置还包括第一接电点，第一接电点用于连接射频电源；一级线圈包括：第一导线，第一导线的一端与第一接电点相连，第一导线的主体沿竖直方向螺旋延伸；第二导线，第二导线的一端与第一接电点相连，第二导线的主体沿竖直方向螺旋延伸；其中，第一导线和第二导线中心对称
、
并沿竖直方向相互交叉设置；第一导线和第二导线的输入端水平
、
相向延伸，第一接电点设于一级线圈的中轴线上
。
[0009]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置还包括第二接电点，第二接电点用于连接射频电源；二级线圈包括：第三导线，第三导线的一端与第二接电点相连，第三导线的主体沿水平方向螺旋延伸；第四导线，第四导线的一端与第二接电点相连，第四导线的主体沿水平方向螺旋延伸；其中，第三导线和第四导线中心对称
、
并沿径向交叉设置；第三导线和第四导线的输入端水平
、
相向延伸，第二接电点设于二级线圈的中轴线上
。
[0010]进一步地，射频腔室的顶壁为导电板；两级扩散射频装置还包括：第一接电块，一级线圈的输入端通过第一接电块与射频电源相连；第二接电块，二级线圈的输入端通过第
二接电块与射频电源相连；第一导电柱，一级线圈的输出端通过第一导电柱与射频腔室的顶壁相连；第二导电柱，二级线圈的输出端通过第二导电柱与射频腔室的顶壁相连
。
[0011]进一步地，第一接电块和第一导电柱的长度可调，和
/
或，第二接电块和第二导电柱的长度可调；通过长度调节，能够调整一级线圈或者二级线圈与射频腔室顶壁的距离
、
从而调节一级线圈或者二级线圈在竖直方向上的位置
。
[0012]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置还包括第一固定件，第一固定件用于限定一级线圈的位置和形状；第一固定件上设有多个沿竖直方向间隔排布的夹孔，任一夹孔用于限位一级线圈的一层导线
。
[0013]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置还包括第二固定件，第二固定件用于限定二级线圈的位置和形状；第二固定件上设有多个沿水平螺旋径向间隔设置的夹孔，任一夹孔用于限位二级线圈的一圈导线
。
[0014]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置包括第一固定件和第二固定件，第一固定件和第二固定件可拆卸地设置在射频腔室的顶壁上；一级线圈和二级线圈悬设于射频腔室中
。
[0015]进一步地，本申请提供的两级扩散射频装置还包括磁铁，磁铁沿着作业腔室的壁
、
环绕载台设置
。
[0016]本申请还提供了一种晶圆刻蚀设备，包括上述两级扩散射频装置，还包括：作业腔室，用于为晶圆反应提供空间；射频腔室，设于作业腔室上方，一级线圈和二级线圈设于射频腔室内；介质隔板，设于射频腔室和作业腔室之间，一级线圈和二级线圈处于介质隔板上方；进气模块，设于介质隔板上
、
并伸入作业腔室中，反应气体能够通过进气模块进入作业腔室；其中，介质隔板靠近射频腔室的一侧设有嵌槽，嵌槽环绕进气模块设置，一级线圈和
/
或二级线圈能够探入嵌槽中
。
[0017]进一步地，进气模块包括中心进气部和至少一组环形进气部，环形进气部环绕中心进气部设置；中心进气部和环形进气部均包括进气口和出气口，进气口连通供气设备，出气口连通作业腔室；介质隔板上设有至少两组嵌槽，其中一组嵌槽环绕中心进气部设置
、
并处于中心进气部和环形进气部之间，其中另一组嵌槽环绕环形进气部设置；出气口被嵌槽包围
。
[0018]本申请提供了一种两级扩散射频装置，包括一级线圈和二级线圈；本申请还提供了一种晶圆刻蚀设备，包括作业腔室
、
射频腔室
、
介质隔板和进气模块，一级线圈和二级线圈设于射频腔室中，反应气体能够通过进气模块进入作业腔室；工作时，一级线圈和二级线圈中的射频电流产生交变磁场，电磁效力能够透过介质隔板作用于反应气体
、
实现对气体电子的加速，从而产生等离子体，等离子体轰击晶圆
、
即可实现对晶圆的刻蚀；本申请的优点是：（1）一级线圈沿竖直方向螺旋延伸，不仅能够增强中心区域的磁场强度
、
确保面向晶圆中心区域的气体高效离子化，还能够针对性促进进气模块中气体的离子化；（2）二级线圈自中心向边缘延伸，能够扩展交变磁场的作用范围，从而优化边缘区域的等离子体浓度，两级线圈能够配合增强磁场
、
确保气体离子化；（3）一级线圈的纵向加强磁场还能够通过辐射加强二级线圈的磁场，以便于二级线圈的电磁效力覆盖边缘区域
、
并增强等离子体的浓度；而二级线的水平扩展磁场能够强
化电磁反应带来的对等离子体的向下轰击力，有利于增强等离子体的能量
、
促进等离子体高效轰击晶圆；（4）一级线圈和
/
或二级线圈在竖直方向上的位置可调，根据反应气体的进气位置
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种两级扩散射频装置，其特征在于，包括：射频腔室（
30
），设于晶圆的作业腔室（
10
）上方；一级线圈（
211
），沿竖直方向
、
呈螺旋状布置在所述射频腔室（
30
）中；二级线圈（
212
），沿水平方向
、
围绕所述一级线圈（
211
）呈螺旋状布置在所述射频腔室（
30
）中；其中，所述射频腔室（
30
）接地，所述一级线圈（
211
）和所述二级线圈（
212
）的一端连接所述射频腔室（
30
）的壁
、
另一端连接射频电源（
220
）；所述一级线圈（
211
）和
/
或所述二级线圈（
212
）在竖直方向上的位置可调；所述两级扩散射频装置还包括两个所述射频电源（
220
），所述一级线圈（
211
）和所述二级线圈（
212
）分别与一个所述射频电源（
220
）相连；两个所述射频电源（
220
）同频
、
但输出功率不同，或者，两个所述射频电源（
220
）不同频
。2.
根据权利要求1所述的两级扩散射频装置，其特征在于，还包括第一接电点（
213
），所述第一接电点（
213
）用于连接所述射频电源（
220
）；所述一级线圈（
211
）包括：第一导线（
211a
），所述第一导线（
211a
）的一端与所述第一接电点（
213
）相连，所述第一导线（
211a
）的主体沿竖直方向螺旋延伸；第二导线（
211b
），所述第二导线（
211b
）的一端与所述第一接电点（
213
）相连，所述第二导线（
211b
）的主体沿竖直方向螺旋延伸；其中，所述第一导线（
211a
）和所述第二导线（
211b
）中心对称
、
并沿竖直方向相互交叉设置；所述第一导线（
211a
）和所述第二导线（
211b
）的输入端水平
、
相向延伸，所述第一接电点（
213
）设于所述一级线圈（
211
）的中轴线上
。3.
根据权利要求1所述的两级扩散射频装置，其特征在于，还包括第二接电点（
214
），所述第二接电点（
214
）用于连接所述射频电源（
220
）；所述二级线圈（
212
）包括：第三导线（
212a
），所述第三导线（
212a
）的一端与所述第二接电点（
214
）相连，所述第三导线（
212a
）的主体沿水平方向螺旋延伸；第四导线（
212b
），所述第四导线（
212b
）的一端与所述第二接电点（
214
）相连，所述第四导线（
212b
）的主体沿水平方向螺旋延伸；其中，所述第三导线（
212a
）和所述第四导线（
212b
）中心对称
、
并沿径向交叉设置；所述第三导线（
212a
）和所述第四导线（
212b
）的输入端水平
、
相向延伸，所述第二接电点（
214
）设于所述二级线圈（
212
）的中轴线上
。4.
根据权利要求1所述的两级扩散射频装置，其特征在于，所述射频腔室
a
（
30
）的顶壁为导电板；所述两级扩散射频装置还包括：第一接电块（
241
），所述一级线圈（
211
）的输入端通过所述第一接电块（
241
）与所述射频电源（
220
）相连；第二接电块（
242
），所述二级线圈（
212
）的输入端通过所述第二接电块（
242
）与所述射
频电源（
220
）相连；第一导电柱（
243
），所述一级线圈（
211
）的输出端通过所述第一导电柱（
243
）与所述射频腔室（
30
）的顶壁相连；第二导电柱（
244
），所述二级线圈（
212
）的输出端通过所述第二导电柱（
244
）与所述射频腔室（
30
）的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆丰，范雄，王世宽，翟深圳，
申请(专利权)人：无锡尚积半导体科技有限公司，
类型：发明
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