半导体加工设备的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种半导体加工设备。

背景技术：

浅沟槽隔离刻蚀是集成电路制造中最重要的工艺之一，它直接影响着器件的电性能和稳定性。对于浅沟槽隔离刻蚀工艺，刻蚀缺陷的控制是提高产品良率最为关键的因素，在实际生产中，刻蚀缺陷的产生主要是因为在刻蚀前和刻蚀后会有大尺寸的颗粒物掉落在晶片表面，导致刻蚀图形被破坏，从而直接影响到产品良率。

图1为现有的半导体加工设备的剖视图。请参阅图1，半导体加工设备包括反应腔室1，在该反应腔室1内设置有静电卡盘2，用于承载晶片3，并且静电卡盘2与偏压电源7电连接。在反应腔室1的顶部介质窗的上方设置有线圈5，其与激励电源6电连接。而且，在反应腔室1的顶部介质窗还设置有中央喷嘴4，用以向反应腔室1内输送工艺气体。在进行工艺时，激励电源6向线圈5加载射频功率，以激发反应腔室1内的工艺气体形成等离子体，并且偏压电源7向晶片3施加偏压，以吸引等离子体朝向晶片表面运动，并刻蚀晶片表面。

在实际应用中，在进行刻蚀工艺的前后往往会有尺寸较大的颗粒掉落，这些颗粒附着在晶片表面造成刻蚀缺陷，从而严重影响产品良率。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体加工设备，其可以在工艺前后清除掉落在晶片上表面的颗粒，从而可以避免部分刻蚀缺陷，进而可以提高产品良率。

为实现本发明的目的而提供一种半导体加工设备，包括反应腔室和工艺气路，其中，在所述反应腔室内设置有用于固定晶片的承载装置；所述工艺气路用于向所述反应腔室内输送工艺气体，还包括吹扫装置，所述吹扫装置包括进气管路和气源，其中，所述气源用于向所述进气管路提供所述吹扫气体；所述进气管路设置在所述反应腔室的腔室壁内，且所述进气管路的进气端与所述气源连接，所述进气管路的出气端设置在所述反应腔室的腔室侧壁上，用以朝向所述晶片上表面、且沿平行于所述晶片上表面的方向输送吹扫气体。

优选的，所述进气管路的出气端的数量为多个，且分为一组或多组出气组，所述多组出气组沿垂直于所述晶片上表面的方向间隔分布；所述出气组中的多个出气端沿所述反应腔室的腔室侧壁间隔分布，且相对于所述晶片上表面的高度相同。

优选的，所述出气端与置于所述承载装置上的晶片边缘之间的水平间距的取值范围在0.5～5cm。

优选的，所述水平间距为1cm。

优选的，所述进气管路包括第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路相互并联，并串联在所述进气端和所述出气端之间，其中，在所述第一支路上设置有第一通断阀和第一流量控制阀，所述第一通断阀用于接通或断开所述第一支路；所述第一流量控制阀用于调节所述第一支路的气流量；在所述第二支路上设置有第二通断阀和第二流量控制阀，所述第二通断阀用于接通或断开所述第二支路；所述第二流量控制阀用于调节所述第二支路的气流量。

优选的，在所述承载装置将所述晶片固定之后，且在进行工艺之前，所述第一通断阀接通所述第一支路，所述第二通断阀断开所述第二支路，同时所述第一流量控制阀将第一支路的气流量调节至第一预设值；在完成所述工艺，且所述承载装置解除对所述晶片的固定之后，所述第一通断阀断开所述第一支路，所述第二通断阀接通所述第二支路，同时所述第二流量控制阀将第二支路的气流量调节至第二预设值。

优选的，所述第一预设值的取值范围在500～1000sccm。

优选的，所述第一预设值为800sccm。

优选的，所述第二预设值的取值范围在200～500sccm。

优选的，所述吹扫气体包括氮气或者惰性气体。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的半导体加工设备，其设置有吹扫装置，该吹扫装置包括进气管路和气源，通过将进气管路设置在反应腔室的腔室壁内，且该进气管路的进气端与气源连接，进气管路的出气端设置在反应腔室的腔室侧壁上，用以朝向晶片上表面、且沿平行于该晶片上表面的方向输送吹扫气体，可以在工艺前后清除掉落在晶片上表面的颗粒，从而可以避免部分刻蚀缺陷，进而可以提高产品良率。

附图说明

图1为现有的半导体加工设备的剖视图；

图2为本发明实施例提供的半导体加工设备的剖视图；

图3为本实施例采用的进气管路的出气端的正面视图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的半导体加工设备进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的半导体加工设备的剖视图。请参阅图2，半导体加工设备包括反应腔室100、工艺气路和吹扫装置，其中，在反应腔室100的内部设置有用于固定晶片12的承载装置11，其与偏压电源22电连接。该承载装置11可以采用静电卡盘或者机械卡盘等。并且，在反应腔室100的顶部介质窗101的上方设置有线圈23，其与激励电源25电连接。而且，在反应腔室100的顶部介质窗101还设置有中央喷嘴24，工艺气路通过该中央喷嘴24向反应腔室100内输送工艺气体。在进行工艺时，利用工艺气路向反应腔室100内通入工艺气体，并开启激励电源25，以使其向线圈23加载射频功率，从而激发反应腔室100内的工艺气体形成等离子体，并且偏压电源22向晶片12施加偏压，以吸引等离子体朝向晶片表面运动，并刻 蚀晶片表面。

吹扫装置包括进气管路和气源21，其中，气源21用于向进气管路提供吹扫气体，该吹扫气体采用氮气或者诸如氩气、氦气等的惰性气体，不会与工艺气体发生反应。进气管路设置在反应腔室100的腔室壁内，且该进气管路的进气端20与气源21连接，进气管路的出气端19设置在反应腔室100的腔室侧壁10上，用以朝向晶片12的上表面、且沿平行于晶片12上表面的方向输送吹扫气体。在进行工艺前后，借助上述吹扫装置横向(沿平行于该晶片上表面的方向)吹扫晶片12上表面，可以清除掉落在晶片上表面的颗粒，从而可以避免部分刻蚀缺陷，进而可以提高产品良率。

在本实施例中，进气管路包括第一支路13和第二支路14，二者相互并联，并串联在进气端20和出气端19之间，其中，在第一支路13上设置有第一通断阀15和第一流量控制阀17，第一通断阀15用于接通或断开第一支路13；第一流量控制阀17用于调节第一支路13的气流量；在第二支路14上设置有第二通断阀16和第二流量控制阀18，第二通断阀16用于接通或断开第二支路14；第二流量控制阀18用于调节第二支路14的气流量。上述通断阀可以为摆动阀或蝶阀等。流量控制阀可以为质量流量计(MFC)、节流阀或者调速阀等。

在承载装置11固定晶片12之后，例如承载装置11为静电卡盘，用于采用静电吸附的方式稳定地固定晶片12，且在进行工艺之前，第一通断阀15接通第一支路13，第二通断阀16断开第二支路14，同时第一流量控制阀17将第一支路13的气流量调节至第一预设值，该第一预设值可以根据具体情况设定，只要输送的吹扫气体能够清除晶片12上表面上的颗粒即可，而且由于晶片12被静电吸附，即使采用较大的气流量，也不会使晶片12的位置偏移，从而可以将尺寸较大的颗粒吹落，并通过抽气系统将这些颗粒抽走，进而可以保持晶片12上表面的洁净，有效避免部分刻蚀缺陷，从而可以提高产品良率。上述第一预设值的取值范围在500～1000sccm，优选的，为800sccm。

在完成工艺，且承载装置11解除对晶片12的固定之后，例如静电卡盘解除对晶片12的静电吸附，此时第一通断阀15断开第一支 路13，第二通断阀16接通第二支路14，同时第二流量控制阀18将第二支路14的气流量调节至第二预设值。由于承载装置11已解除对晶片12的固定，上述第二预设值应采用较小的值，以保证晶片12的位置不会发生偏移，影响后续的取片操作，该第二预设值的取值范围在200～500sccm，优选的，为300sccm。

在实际应用中，可以利用微处理器自动控制上述第一通断阀15、第一流量控制阀17、第二通断阀16和第二流量控制阀18的工作，且可以实现根据具体的吹扫情况实时调节第一流量控制阀17和/或第二流量控制阀18分别或单独调节第一支路13和/或第二支路14的气流量。

图3为本实施例采用的进气管路的出气端的正面视图，请参阅图3，进气管路的出气端19的数量为多个，且沿反应腔室100的腔室侧壁10间隔分布，且相对于晶片12上表面的高度相同，从而可以增大进入反应腔室100内的气流宽度，以使得吹扫范围能够覆盖晶片12上表面的各个区域。在实际应用中，出气端的数量可以根据晶片12的直径和制程的精密度而设定，优选的，出气端的数量为3～10个。当然，在实际应用中，进气管路的出气端的数量还可以为一个。

需要说明的是，若将相同高度的出气端19分为一组出气组，那么本实施例中具有一组出气组，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以根据出气端高度的不同分为多组出气组，即多组出气组沿垂直于晶片上表面的方向间隔分布，每组出气组中的多个出气端沿反应腔室的腔室侧壁间隔分布，且相对于晶片上表面的高度相同。

另外，优选的，出气端19与置于承载装置11上的晶片12边缘之间的水平间距的取值范围在0.5～5cm，以保证吹扫效果。进一步优选的，水平间距为1cm。

还需要说明的是，在实际应用中，进气管路的出气端可以设置在腔室侧壁上的任意位置，只要能够保证吹扫效果即可，若腔室侧壁上设置有介质窗，也可以将出气端集成在该介质窗上。另外，进气管路在反应腔室的腔室壁内的设置方式也并不局限于本实施例所采用的方式，本发明对此没有限制。

进一步需要说明的是，在本实施例中，工艺气路通过该中央喷嘴24向反应腔室100内输送工艺气体，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以采用其他任意进气方式输送工艺气体。例如，可以在中央喷嘴的基础上，在靠近顶部介质窗边缘的位置处增设多个边缘喷嘴，相对于中央喷嘴对称分布，工艺气路通过各个边缘喷嘴从反应腔室的顶部均匀地向内部输送工艺气体。又如，还可以在反应腔室的腔室侧壁设置多个喷嘴，且沿腔室侧壁的周向均匀分布，工艺气路通过各个喷嘴从反应腔室的四周均匀地向内部输送工艺气体。

综上所述，本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过设置上述吹扫装置，可以在工艺前后清除掉落在晶片上表面的颗粒，从而可以避免部分刻蚀缺陷，进而可以提高产品良率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。