一种半导体设备、远程等离子体反应腔室及其制作方法与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种半导体设备、远程等离子体反应腔室及其制作方法。

背景技术：

1、远程等离子体产生装置是在工艺腔室外部产生等离子体，并以远程方式向工艺腔室供应等离子体的一种装置。远程等离子体产生装置广泛应用于半导体制造工程，例如用于清洗半导体设备中的管道、工艺腔室内半导体器件的光刻胶去除以及表面处理等。

2、在现有技术中，一种环形远程等离子体反应腔室通常整体采用陶瓷材料制成环形容器。工作时，向陶瓷环形容器内通入工艺气体，通过磁芯耦合电离形成等离子体。

3、然而，上述结构存在多种问题：陶瓷腔体整体加工难度大、制造周期长，导致制作成本较高；陶瓷材料脆性较大，在安装、使用和维护过程中存在易破裂风险，影响设备可靠性；此外，外部传输射频能量的磁芯与环形容器内工艺气体之间的电磁耦合效率受限，电离率较低，难以稳定获得高密度等离子体，无法满足高标准的工艺要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种半导体设备、远程等离子体反应腔室及其制作方法，便于制作可以降低制作成本，也可以延长反应腔室的使用寿命，还可提高工艺气体的电离效果。

2、根据本发明的一方面，提供了一种远程等离子体反应腔室，远程等离子体反应腔室包括：金属腔基体、绝缘盖板以及第一平面线圈组；

3、所述金属腔基体的第一表面设置有环形凹槽，所述金属腔基体的第二表面设置有与所述环形凹槽连通的进气口，所述金属腔基体的第三表面设置有与所述环形凹槽连通的出气口，所述第二表面与所述第三表面相对设置；

4、所述绝缘盖板位于所述金属腔基体的第一表面侧，与所述环形凹槽形成一环形反应空腔；所述环形反应空腔用于容纳工艺气体和等离子体；

5、所述第一平面线圈组位于所述绝缘盖板远离所述金属腔基体的一侧，所述第一平面线圈组在所述金属腔基体上的垂直投影位于所述环形凹槽内；所述第一平面线圈组用于接收的射频能量以电离工艺气体产生等离子体。

6、可选的，本实施例提供的远程等离子体反应腔室还包括绝缘隔离板和第二平面线圈组；

7、所述绝缘隔离板位于所述金属腔基体的第四表面侧，其中，所述第四表面与所述第一表面相对设置；

8、所述第二平面线圈组位于所述绝缘隔离板远离所述金属腔基体的一侧，所述第二平面线圈组用于接收射频能量以电离工艺气体产生等离子体。

9、可选的，所述金属腔基体内还设置有中心凸台；

10、所述环形凹槽全围绕所述中心凸台。

11、可选的，所述第一平面线圈组包括第一平面线圈。

12、可选的，所述第一平面线圈组包括第二平面线圈和第三平面线圈；

13、所述第二平面线圈接收的射频能量的频率与所述第三平面线圈接收的射频能量的频率互不相同；

14、所述第三平面线圈全围绕所述第二平面线圈。

15、可选的，所述金属腔基体的材料包括铝；

16、所述绝缘盖板的材料包括陶瓷、石英或蓝宝石。

17、可选的，所述第一平面线圈组中的线圈为中空结构，用于接收液冷介质。

18、可选的，所述金属腔基体与所述绝缘盖板组成的形状包括长方体或正方体。

19、根据本发明的另一方面，提供了一种远程等离子体反应腔室的制作方法，该制作方法应用于本发明任意实施例提供的远程等离子体反应腔室；

20、所述制作方法包括：

21、形成一金属腔基体，其中，所述金属腔基体的第一表面上设置有环形凹槽，所述金属腔基体的第二表面上设置有与所述环形凹槽连通的进气口，所述金属腔基体的第三表面设置有与所述环形凹槽连通的出气口，所述第二表面与所述第三表面相对设置；

22、在所述金属腔基体的第一表面侧形成绝缘盖板，其中，所述绝缘盖板与所述环形凹槽形成一环形反应空腔；所述环形反应空腔用于容纳工艺气体和等离子体；

23、在所述绝缘盖板远离所述金属腔基体的一侧形成一第一平面线圈组，其中，所述第一平面线圈组在所述金属腔基体上的垂直投影位于所述环形凹槽内；所述第一平面线圈组用于接收的射频能量以电离工艺气体产生等离子体。

24、根据本发明的另一方面，提供了一种半导体设备，该半导体设备包括本发明任意实施例提供的远程等离子体反应腔室。

25、本发明实施例提供了一种远程等离子体反应腔室，该反应腔室中的金属腔基体与绝缘盖板形成一环形反应空腔，位于绝缘盖板上的第一平面线圈组接收射频能量后可以电离环形反应空腔内的工艺气体从而产生等离子体，第一平面线圈组在金属腔基体上的垂直投影位于金属腔基体的环形凹槽内，这样设置可使更多的射频能量耦合至环形反应空腔内，从而提高工艺气体的电离效果以及提高等离子体的均匀性。本发明实施例设置环形反应空腔通过金属腔基体与绝缘盖板形成，便于加工可降低制作成本，且金属材料的金属腔基体不易破裂，可延长使用寿命。综上，本发明实施例提供的远程等离子体反应腔室，便于制作可以降低制作成本，也可以延长反应腔室的使用寿命，还可提高工艺气体的电离效果。

26、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种远程等离子体反应腔室，其特征在于，包括：金属腔基体、绝缘盖板以及第一平面线圈组；

2.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，还包括绝缘隔离板和第二平面线圈组；

3.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述金属腔基体内还设置有中心凸台；

4.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述第一平面线圈组包括第一平面线圈。

5.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述第一平面线圈组包括第二平面线圈和第三平面线圈；

6.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述金属腔基体的材料包括铝；

7.根据权利要求1所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述第一平面线圈组中的线圈为中空结构，用于接收液冷介质。

8.根据权利要求1-7任一项所述的远程等离子体反应腔室，其特征在于，所述金属腔基体与所述绝缘盖板组成的形状包括长方体或正方体。

9.一种远程等离子体反应腔室的制作方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的远程等离子体反应腔室；

10.一种半导体设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的远程等离子体反应腔室。