半导体工艺设备及刻蚀方法与流程

技术特征：
1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室、射频线圈结构和上射频源，其中，所述工艺腔室包括工艺腔体和介质腔体，所述介质腔体位于所述工艺腔体的上方，且所述介质腔体与所述工艺腔体密封连接；并且，所述介质腔体的顶部设置有进气口，用以向所述工艺腔室中通入工艺气体；所述介质腔体的内径由上而下递增；所述射频线圈结构环绕在所述介质腔体周围，并与所述上射频源电连接；所述射频线圈结构的内径由上而下递增。2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述介质腔体在其轴向截面上的正投影形状为圆拱形。3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述介质腔体包括沿其轴向依次设置的多个圆柱形子腔体，且多个所述圆柱形子腔体的内径由上而下递增。4.根据权利要求2或3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述射频线圈结构包括一个立体螺旋线圈，所述立体螺旋线圈的输入端与所述上射频源电连接，所述立体螺旋线圈的输出端接地；或者，所述射频线圈结构包括两个立体螺旋线圈，两个所述立体螺旋线圈的各匝线圈一一对应地沿水平方向并排设置，并且两个所述立体螺旋线圈相对于所述介质腔体的轴向对称，且电流方向相同；两个所述立体螺旋线圈的输入端均与所述上射频源电连接；两个所述立体螺旋线圈的输出端均接地。5.根据权利要求4所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述立体螺旋线圈的匝数大于等于2，且小于等于20；相邻的两匝线圈之间的距离大于等于1mm，且小于等于150mm。6.根据权利要求4所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述介质腔体包括沿其轴向依次设置的多个圆柱形子腔体，且多个所述圆柱形子腔体的内径由上而下递增；每个所述圆柱形子腔体的顶部均设置有所述立体螺旋线圈的至少一匝线圈。7.根据权利要求2或3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述射频线圈结构包括沿所述介质腔体的轴向间隔设置的多个平面线圈组，且多个所述平面线圈组的最小内径由上而下递增；每个所述平面线圈组均包括一个平面线圈，所述平面螺旋线圈的输入端与所述上射频源电连接，所述平面螺旋线圈的输出端接地；或者，每个所述平面线圈组均包括两个平面螺旋线圈，两个所述平面螺旋线圈的各匝线圈沿水平方向相间设置，并且两个所述平面螺旋线圈相对于所述介质腔体的轴向对称设置，且电流方向相同；两个所述平面螺旋线圈的输入端均与所述上射频源电连接；两个所述平面螺旋线圈的输出端均接地。8.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述介质腔体包括沿其轴向依次设置的多个圆柱形子腔体，且多个所述圆柱形子腔体的内径由上而下递增；每个所述圆柱形子腔体的顶部均设置有一个所述平面线圈组。9.根据权利要求1
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3任意一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述介质腔体的最小内径大于等于4mm，且小于等于6mm；所述介质腔体的最大内径大于等于275mm，且小于等于325mm。10.根据权利要求1
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3任意一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述工艺腔室的体积大于等于50l。11.一种刻蚀方法，其特征在于，采用权利要求1
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10任意一项所述的半导体工艺设备对
晶圆进行刻蚀，所述刻蚀方法包括以下步骤：s1、向工艺腔室中通入刻蚀气体，并开启上射频源，以实现等离子体启辉；s2、继续向工艺腔室中通入刻蚀气体，并保持所述上射频源开启，开启下射频源，以在所述晶圆上刻蚀形成一个或者开口尺寸相同或不同的多个沟槽或孔；其中，设定所述步骤s1和所述步骤s2中，所述上射频源输出的上电极功率小于等于500w，以减小多个所述沟槽或孔的刻蚀深度之间的差异。12.根据权利要求11所述的刻蚀方法，其特征在于，所述步骤s1和所述步骤s2中，所述工艺腔室的腔室压力的范围为大于等于5mtorr，且小于等于200mtorr。13.根据权利要求11所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述步骤s2之后，所述刻蚀方法还包括以下步骤：s3、向所述工艺腔室中通入沉积气体，并开启所述上射频源，以在所述沟槽或孔的侧壁形成保护层；s4、停止向所述工艺腔室中通入所述沉积气体，并向所述工艺腔室中通入过刻蚀气体，保持所述上射频源开启，以增加所述沟槽或孔的刻蚀深度；循环执行所述步骤s3和所述步骤s4，以获得底部平坦的所述沟槽或孔，并消除所述沟槽或孔的底部缺口。

技术总结
本发明提供一种半导体工艺设备及刻蚀方法，该半导体工艺设备包括工艺腔室、射频线圈结构和上射频源，其中，工艺腔室包括工艺腔体和介质腔体，介质腔体位于工艺腔体的上方，且介质腔体与工艺腔体密封连接；并且，介质腔体的顶部设置有进气口，用以向工艺腔室中通入工艺气体；介质腔体的内径由上而下递增；射频线圈结构环绕在介质腔体周围，并与上射频源电连接；射频线圈结构的内径由上而下递增。本发明提供的半导体工艺设备及刻蚀方法，可以在低腔室压力和低上电极功率的条件下，实现等离子体启辉。启辉。启辉。


技术研发人员：林源为 袁仁志
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2021.07.14
技术公布日：2021/10/26