半导体加工工艺的反应腔及半导体器件的加工设备的制作方法

本技术涉及半导体加工领域，具体涉及一种半导体加工工艺的反应腔及半导体器件的加工设备。

背景技术：

1、现有技术中，在半导体工艺的等离子体增强化学气相沉积（plasma-enhancedchemical vapor deposition，pecvd）设备中，射频电源往往由上电极喷淋板馈入，射频下电极的加热盘负责把射频导入地中，腔体内侧壁有一圈金属圆环作为侧壁电极（plasmaprofile modulator，ppm），用来调节薄膜内外圈厚度。

2、然而，由于侧壁电极没有释放电荷的路径，当工艺过程中鞘层电压较高，离子轰击能量较高时，电极表面容易被损坏，从而缩短了侧壁电极的使用寿命。且由于离子轰击能量较高，容易导致侧壁电极表面的薄膜被损坏，从而造成颗粒污染物（partical）。

3、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种半导体加工工艺的反应腔，通过改进侧壁电极接地电路结构，改变等离子体轮廓，调节薄膜内外圈的厚度，避免了放电时瞬间电荷堆积导致的高能放电，减少了对侧壁电极的损害。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

2、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种半导体加工工艺的反应腔，通过改进侧壁电极结构，改变等离子体轮廓，调节薄膜内外圈的厚度，避免了放电时瞬间电荷堆积导致的高能放电，减少了对侧壁电极的损害。

3、具体来说，本实用新型的第一方面提供了一种半导体加工工艺的反应腔，包括喷淋头、加热盘、射频电源和绝缘侧壁。该喷淋头位于反应腔沿竖直方向的一端，用于向反应腔提供半导体加工工艺所需的气体。该加热盘位于反应腔沿竖直方向的另一端 ，用于加热晶圆。该射频电源位于反应腔之外，用于向反应腔中的射频电极提供射频信号，以在喷淋头及加热盘之间形成等离子体区域。该绝缘侧壁环绕并封闭等离子体区域，在绝缘侧壁对应等离子体区域的高度设有周向环绕的侧壁电极，该侧壁电极经由至少一个电感线圈连接反应腔的接地外壳。

4、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述反应腔包括多个所述射频电源，其中，第一射频电源向所述射频电极提供第一频率的射频信号，第二射频电源向所述射频电极提供第二频率的射频电场。所述侧壁电极经由对应数量的多个串联连接的电感线圈连接所述反应腔的接地外壳，其中，第一电感线圈对所述第一频率的射频信号的第一阻抗，以及第二电感线圈对所述第二频率的射频信号的第二阻抗皆在800ω以上，所述第一电感线圈对直流信号的第三阻抗，以及所述第二电感线圈对所述直流信号的第四阻抗皆在0.5ω以下。

5、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第二频率属于350khz~450khz。所述第二电感线圈与一电容器并联为一低通滤波单元，所述侧壁电极经由串联连接的所述第一电感线圈及所述低通滤波单元，连接所述接地外壳。

6、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一频率属于25mhz~30mhz，所述第一电感线圈的电感值属于4μh~8μh，以向所述第一频率的射频信号提供1000ω以上的第一阻抗，和/或所述第二频率属于300khz~500khz。所述第二电感线圈的电感值属于150μh~250μh，所述电容器的电容值属于650pf~800pf，以向所述第二频率的射频信号提供5000ω以上的第二阻抗。

7、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一电感线圈与所述第二电感线圈被串联地设于一电路板的正面，以构成一串联电感组件，其中，所述串联电感组件的第一端连接所述侧壁电极，而其第二端连接所述反应腔的接地外壳，所述电容器被设于所述电路板的背面，并与所述第二电感线圈并联为所述低通滤波单元。

8、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第二电感线圈的匝数大于所述第一电感线圈的匝数，所述第二电感线圈的线宽小于所述第一电感线圈的线宽。

9、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述侧壁电极与所述接地外壳之间保持一间隙，并形成一等效电容，所述至少一个电感线圈配合所述等效电容释放电荷累积形成的直流信号，并阻隔所述射频电场形成的射频信号。

10、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述反应腔中设有多个所述射频电极，其中，第一射频电极被设于所述喷淋头，并连接所述射频电源，第二射频电极被设于所述加热盘，并接地。

11、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述绝缘侧壁由绝缘陶瓷材料制成。

12、此外，本实用新型的第二方面提供了一种半导体器件的加工设备，该半导体器件的加工设备包括气源和如本实用新型第一方面提供的半导体加工工艺的反应腔。该气源经由所述反应腔的喷淋头，向所述反应腔内部提供工艺气体，以对所述反应腔中的晶圆进行半导体加工工艺。

1.一种半导体加工工艺的反应腔，包括：

2.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，所述反应腔包括多个所述射频电源，其中，第一射频电源向所述射频电极提供第一频率的射频信号，第二射频电源向所述射频电极提供第二频率的射频电场，

3.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述第二频率属于350khz~450khz，所述第二电感线圈与一电容器并联为一低通滤波单元，所述侧壁电极经由串联连接的所述第一电感线圈及所述低通滤波单元，连接所述接地外壳。

4.如权利要求3所述的反应腔，其特征在于，所述第一频率属于25mhz~30mhz，所述第一电感线圈的电感值属于4μh~8μh，以向所述第一频率的射频信号提供1000ω以上的第一阻抗，和/或

5.如权利要求4所述的反应腔，其特征在于，所述第一电感线圈与所述第二电感线圈被串联地设于一电路板的正面，以构成一串联电感组件，其中，所述串联电感组件的第一端连接所述侧壁电极，而其第二端连接所述反应腔的接地外壳，

6.如权利要求5所述的反应腔，其特征在于，所述第二电感线圈的匝数大于所述第一电感线圈的匝数，所述第二电感线圈的线宽小于所述第一电感线圈的线宽。

7.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述侧壁电极与所述接地外壳之间保持一间隙，并形成一等效电容，所述至少一个电感线圈配合所述等效电容释放电荷累积形成的直流信号，并阻隔所述射频电场形成的射频信号。

8.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，所述反应腔中设有多个所述射频电极，其中，第一射频电极被设于所述喷淋头，并连接所述射频电源，第二射频电极被设于所述加热盘，并接地。

9.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，所述绝缘侧壁由绝缘陶瓷材料制成。

10.一种半导体器件的加工设备，其特征在于，包括：