CN101281860A - 半导体制造装置以及半导体器件的制造方法 - Google Patents

半导体制造装置以及半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

半导体制造装置(1)包括腔室(2)，气体供给装置(3)，真空泵(5)，电极(6)，导电编织丝网(21)和射频电源(18)。电极6被安置在腔室之外并固定到该腔室。气体供给装置将气体提供到腔室中。真空泵对腔室进行排气。射频电源经由导电编织丝网向电极提供射频能量。

Description

半导体制造装置以及半导体器件的制造方法
1.技术领域
本发明涉及一种半导体制造装置以及一种半导体器件的制造方法。
2.现有技术
半导体器件的制造方法通常包括对半导体晶片进行加工的晶片工艺、装配工艺和检验工艺。日本特开专利申请(JP-A-Heisei，7-37870)和日本特开专利申请(JP-A-Heisei，10-144495)公开了在上述晶片加工中使用的半导体制造装置。
图1示出了日本特开专利申请(JP-A-Heisei，7-37870)中公开的半导体制造装置101。半导体制造装置101被用于从晶片127去除抗蚀剂。半导体制造装置101包括钟形炉102、气体供给装置103、真空室104、第一电极106、第二电极111、加热器114和导电部件120。钟形炉102由石英制成。气体供给装置103连接到钟形炉102的顶部。钟形炉102的底部形成凸缘。钟形炉102的底部与真空室104的顶部相连。屏蔽电极112形成真空室104的顶部的一部分。屏蔽电极112具有孔113，该孔将钟形炉102的内部与真空室104的内部相连接。屏蔽电极112接地。第一电极106和第二电极111被配置在钟形炉102之外。导电部件120将第一电极106连接到射频电源118。第二电极111接地。加热器114被放置在真空室104中并加热晶片127。连接到真空室104的真空泵(未示出)对真空室104和钟形炉102进行排气。气体供给装置103将氧气121提供到钟形炉102中。射频电源118通过导电部件120将射频能量提供给第一电极106，随后激发氧气121从而在钟形炉102中形成等离子122。等离子122包含氧分子、氧原子氧离子和电子。等离子122的中性种类123通过孔113进入真空室104，并与晶片127上的抗蚀剂发生反应。由于该反应，抗蚀剂被从晶片127上去除。由该反应而产生的气体通过真空泵从真空室104排出。
本发明人发现，当真空泵对钟形炉102和真空室进行排气时，在钟形炉102的内部与外部之间产生了压力差。由于该压力差，钟形炉102被压在真空室104上。当O型圈密封在钟形炉102和真空室104的顶部之间时，该O型圈变形且钟形炉102向着真空室104移动。当第一电极106被固定到钟形炉102以及将第一电极106连接到射频电源118的导电部件120为刚性体时，由于压力差的重复产生，负荷被反复地施加到钟形炉102和第一电极106。该反复的负荷可能会损坏钟形炉102和第一电极106。
发明内容
在一个实施例中，一种半导体制造装置包括腔室，气体供给装置，被配置为将气体提供到该腔室中，真空泵，被配置为所述腔室对进行排气，电极，被配置在所述腔室之外且被固定到所述腔室，导电编织丝网和射频电源，被配置为通过所述导电编织丝网向所述电极提供射频能量。
根据该实施例，当腔室中的压力降低时，导电编织丝网变形以容纳腔室的移动。由此，可以防止半导体制造装置被损坏。
在另一实施例中，一种半导体器件的制造方法，包括向腔室中提供气体，利用真空泵排气，通过经由导电编织丝网向电极提供射频能量从而在所述腔室中产生等离子，其中所述电极被配置所述腔室之外且被固定到所述腔室，以及由使用该等离子对将被处理的材料进行处理。
根据其他实施例，当腔室中的压力降低时，导电编织丝网变形以容纳腔室的移动。由此，防止了包括腔室和电极的半导体制造装置被损坏。
附图说明
参考附图，根据以下某些优选实施例的说明，本发明的上述及其他目的、特征以及优点将变得更加明显，其中：
图1示出了根据现有技术的半导体制造装置的剖面图；
图2示出了根据本发明第一实施例的半导体制造装置的侧视图；
图3示出了半导体制造装置的局部分解图；
图4示出了半导体制造装置的导电部件的平面图；以及
图5示出了半导体制造装置的顶视图。
具体实施方式
现在将参考说明性的实施例在此描述本发明。本领域技术人员将认识到使用本发明的教导可以完成多种可选实施例，而且本发明不局限于为了说明的目的而示出的实施例。
图2示出了根据本发明第一实施例的半导体制造装置1。例如，半导体制造装置1用于对晶片进行干蚀刻。半导体制造装置1包括腔室2、气体供给装置(或者供气管线)3、真空室4、真空泵5、第一电极6、第二电极11、绝缘体16、绝缘体17(在图2中未示出)、射频电源18、导电板19、导电板20、导电部件21、密封部件25以及基底26。
例如，腔室2是由石英制成的钟形炉。气体供给装置3连接到腔室2的顶部。腔室2的底部形成凸缘。腔室2的底部通过密封部件25与真空室4的顶部相连。例如，密封部件25是O型圈。真空室4的顶部具有孔4a，该孔4a将真空室4的内部与腔室2的内部相连接。基底26被放置在真空室4中并接地。基底26支撑诸如半导体晶片的将被加工的材料27。真空泵5连接到真空室4。第一电极6和第二电极11被安置在腔室2之外。例如，第一电极6和第二电极11由铝制成。第一电极6和第二电极11中的每一个围绕腔室2缠绕。第一电极6、第二电极11、绝缘体16和绝缘体17被固定到腔室2。第二电极11接地。导电板19被固定到第一电极6。导电板20被固定到射频电源18。每个导电部件21具有一端和与所述一端相对的另一端。利用螺钉和螺母(未示出)，将导电部件21的一端机械地固定到导电板20。导电板20具有孔20a，用于利用螺钉和螺母固定导电部件21的一端。孔20a穿透导电板20。利用螺钉和螺母(未示出)将导电部件21的另一端机械地固定到导电板19。导电板19具有孔19a，用于利用螺钉和螺母固定导电部件21的另一端。孔19a穿透导电板19。导电部件21电气地将第一电极6连接到射频电源18。第一电极6通过导电板19、导电部件21、导电板20和射频电源18接地。射频电源18具有射频电源和用于阻抗匹配的匹配盒。
真空泵5对腔室2和真空室4进行排气。气体供给装置103供给气体以在钟形炉102中产生等离子。射频电源18通过导电板20、导电部件21和导电板19向第一电极6提供射频能量，从而在腔室2中产生等离子。半导体制造装置1通过利用所述等离子来处理将被加工的材料27。产生等离子的一部分气体与将被加工的材料27发生反应，从而产生产品气体，而产生等离子的另一部分气体不发生反应。真空泵5从真空室4排出产品气体和产生等离子的其他部分的气体。在晶片加工之后，对半导体制造装置1加工过的将被加工的材料27执行装配工艺和检验工艺。由将被加工的材料27制成半导体器件。
以下将要描述半导体制造装置1的结构。
图3示出了半导体制造装置1的局部分解图。半导体制造装置1包括作为导体的连接部件9、10、14和15。
第一电极6包括弯曲带状板7和8。弯曲带状板7和8布置在腔室2的轴的两侧，并且穿过腔室2在第一方向上彼此面对。所述第一方向垂直于所述轴。弯曲带状板7具有一端和与所述一端相对的另一端。弯曲带状板7的一端具有穿透弯曲带状板7的孔7a。弯曲带状板7的另一端具有穿透弯曲带状板7的孔7b。弯曲带状板7在所述一端和另一端之间弯曲。两个导电板19中的每一个都具有一端和与所述一端相对的另一端。导电板19的一端具有穿透导电板19的孔19a。导电板19的另一端具有穿透导电板19的孔19b。导电板19在所述一端和另一端之间具有弯折，并且在另一端中形成凹口，由此使得凹口对应于绝缘体16或者17上的台阶。通过弯折铝板并且在铝板中制造凹口从而制备了每个导电板19。弯曲带状板8具有一端和与所述一端相对的另一端。弯曲带状板8的一端具有穿透该弯曲带状板8的孔8a。弯曲带状板8的另一端具有穿透该弯曲带状板8的孔8b。弯曲带状板8在所述一端和另一端之间弯曲。
第二电极11包括弯曲带状板12和13。弯曲带状板12和13布置在腔室2的轴的两侧，并且穿过腔室2在第一方向上彼此面对。弯曲带状板12具有一端和与所述一端相对的另一端。弯曲带状板12的一端具有穿透该弯曲带状板12的孔12a。弯曲带状板12的另一端具有穿透该弯曲带状板12的孔12b。弯曲带状板12在所述一端和另一端之间弯曲。弯曲带状板13具有一端和与所述一端相对的另一端。弯曲带状板13的一端具有穿透该弯曲带状板13的孔13a。弯曲带状板13的另一端具有穿透该弯曲带状板13的孔13b。弯曲带状板13在所述一端和另一端之间弯曲。
连接部件9具有一端和与所述一端相对的另一端。所述一端和另一端中的每一个被成型为类似于板。所述一端面对另一端。所述一端和另一端中的每一个具有穿透该一端和另一端的孔9a。连接部件10具有一端和与所述一端相对的另一端。所述一端和另一端中的每一个被成型为类似于板。所述一端面对另一端。所述一端和另一端中的每一个具有穿透所述一端和另一端的孔10a。连接部件14具有一端和与所述一端相对的另一端。所述一端和另一端中的每一个被成型为类似于板。所述一端面对另一端。所述一端和另一端中的每一个具有穿透所述一端和另一端的孔14a。连接部件15具有一端和与所述一端相对的另一端。所述一端和另一端中的每一个被成型为类似于板。所述一端面对另一端。所述一端和另一端中的每一个具有穿透所述一端和另一端的孔15a。
每个绝缘体16和17平行于腔室2的轴延伸。所述轴从腔室2的底部到顶部延伸。绝缘体16具有孔16a和16b。孔16a和16b被布置在沿着绝缘体16的延伸方向的不同位置处。绝缘体17具有孔17a和17b。孔17a和17b被布置在沿着绝缘体17的延伸方向的不同位置处。
其中一个导电板19的另一端、弯曲带状板7的一端、连接部件9的一端、绝缘体17、连接部件9的另一端和弯曲带状板8的一端以该顺序沿着平行于第一方向的线布置。孔19b、7a、9a、17a和8a彼此重叠。另一导电板19的另一端、弯曲带状板7的另一端、连接部件10的一端、绝缘体16、连接部件10的另一端、和弯曲带状板8的另一端以该顺序沿着平行于第一方向的线布置。孔19b、7b、10a、16a和8b彼此重叠。
弯曲带状板12的一端、连接部件14的一端、绝缘体17、连接部件14的另一端和弯曲带状板13的一端以该顺序沿着平行于第一方向的线布置。孔12a、14a、17b和13a彼此重叠。弯曲带状板12的另一端、连接部件15的一端、绝缘体16、连接部件15的另一端和弯曲带状板13的另一端以该顺序沿着平行于第一方向的线布置。孔12b、15a、16b和13b彼此重叠。
螺钉(未示出)被插入在孔19b、7a、9a、17a和8a中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉。螺钉(未示出)被插入在孔19b、7b、10a、16a和8b中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉。螺钉(未示出)被插入在孔12a、14a、17b和13a中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉。螺钉(未示出)被插入在孔12b、15a、16b和13b中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉。
利用这些螺钉和螺母，腔室2、第一电极6、第二电极11、导电板19、绝缘体16和绝缘体17被彼此固定。因此，导电板19和第一电极6(弯曲带状板7和8)具有相同的电位。
图4示出了导电部件21。导电部件21具有导电编织丝网22和卷曲端子23和24。卷曲端子23具有穿透该卷曲端子的孔23a。卷曲端子24具有穿透该卷曲端子的孔24a。导电编织丝网22具有一端和与所述一端相对的另一端。卷曲端子23被卷曲至导电编织丝网22的一端。卷曲端子24被卷曲至导电编织丝网22的另一端。
图5示出了半导体制造装置1的顶视图。配置导电板20和卷曲端子23由此使得孔20a和孔23a彼此重叠。螺钉(未示出)被插入在孔20a和23a中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉，由此将卷曲端子23固定至导电板20。配置导电板19和卷曲端子24由此使得孔19a和24a彼此重叠。螺钉(未示出)被插入在孔19a和24a中，以及螺母(未示出)紧固至该螺钉，由此将卷曲端子24固定至导电板19。
在本实施例中，当腔室2中的压力降低且腔室2向真空室4移动时，导电编织丝网22变形以适应腔室2的移动。因此，防止了腔室2和第一电极6被损坏，以及导致增加了腔室2和第一电极6的寿命。此外，减少了将射频电源18连接到第一电极6的时间和用于阻抗匹配的时间。
优选地，导电编织丝网22是包括编织铜丝的铜编织丝网。由于铜具有较高的韧性，因此即使当导电编织丝网22重复变形时，该铜丝也很难被切断。
当射频电源18向第一电极6提供射频能量时，导电部件21发热。由此，优选导电部件21被镀铬的膜所覆盖。该镀铬膜防止导电部件21的热氧化。
此外，当导电编织丝网22以弯曲或者弯折的状态将射频电源18连接到第一电极6时，导电编织丝网22可以在任何方向适应腔室2的移动。
此外，优选的，配置多个单元，其中每一个所述单元都包括导电板19、导电板20和导电部件21。在该情形中可以确保射频能量的提供。也可以单独配置所述单元。
当配置了多个单元时，优选的，在与包含腔室2的轴的平面S相对称的平面布置多个单元。在腔室2中产生了相对于平面S对称的电场，结果获得了由将被加工的材料27制成的半导体器件的均匀品质。例如，如图5所示，多个单元的第一单元被配置在平面S的一侧，而多个单元的第二单元被配置在平面S的另一侧。沿着如下圆柱面弯曲或者弯折第一单元的导电编织丝网22和第二单元的导电编织丝网22，所述圆柱面是相对于平面S对称的平面。
很明显本发明不限于上述实施例，但是可以在不背离本发明的保护范围和精神的情况下进行变化和改变。

Claims (5)

1.一种半导体制造装置包括：
腔室；
气体供给装置，被配置为将气体提供到所述腔室中；
真空泵，被配置为对所述腔室进行排气；
电极，被配置在所述腔室之外且被固定到所述腔室；
导电编织丝网；以及
射频电源，被配置为通过所述导电编织丝网向所述电极提供射频能量。
2.根据权利要求1的半导体制造装置，其中所述导电编织丝网是铜编织丝网。
3.根据权利要求2的半导体制造装置，其中所述铜编织丝网被镀铬的膜所覆盖。
4.根据权利要求1的半导体制造装置，其中所述导电编织丝网以弯曲或弯折的状态将所述射频电源连接到所述电极。
5.一种半导体器件的制造方法，包括：
向腔室中提供气体，其中通过真空泵对所述腔室排气；
通过经由导电编织丝网向电极提供射频能量，从而在所述腔室中产生等离子，所述电极被配置在所述腔室之外且被固定到所述腔室；以及
通过使用所述等离子对将被处理的材料进行处理。
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