CN101770932A

CN101770932A - 等离子体处理设备

Info

Publication number: CN101770932A
Application number: CN200910076479A
Authority: CN
Inventors: 于大洋; 林挺昌
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2009-01-04
Filing date: 2009-01-04
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2029-01-04
Also published as: CN101770932B

Abstract

本发明公开一种等离子体处理设备，包括反应腔室以及位于所述反应腔室中并大体水平设置的第一载板传输装置，装载有基片的载板随所述第一载板传输装置进出所述反应腔室，所述第一载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，以便同时自上方和下方对基片进行加工。由于第一载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，因此，可以同时自上方和下方对基片进行加工，基片的加工效率可以大幅提高甚至翻番。显然，即使仅设置一个反应腔室，本发明所提供的等离子体处理设备的产能也将大幅提高，不但节省了成本和占地面积，也减少了维护作业的工作量。

Description

等离子体处理设备

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种等离子体处理设备。

背景技术

等离子体处理设备已被广泛地应用于微电子技术领域。

请参考图1，图1为一种等离子体处理设备的结构示意图。

等离子体处理设备1具有依次相邻的装载腔室11、预热腔室12、反应腔室13以及卸载腔室14，载板16在载板传送装置(例如由若干传送辊15组成的传送辊组)的带动下依次经过上述各腔室。当然，等离子体处理设备1也可以具有其他具体结构形式。

在一个工艺周期内，反应腔室13仅能够对一块载板16中的基片17进行加工，因此等离子体处理设备1的产能较低。

请参考图2，图2为另一种等离子体处理设备的结构示意图。

另一种等离子体处理设备2具有依次相邻的装载腔室21、预热腔室22、第一反应腔室231、第二反应腔室232以及卸载腔室24；基片载板26在一系列传送辊25的带动下依次经过上述各腔室。

可以每隔半个工艺周期向装载腔室21中装入一块基片载板26。当基片载板26中的基片27在第一反应腔室231中完成预定工艺过程的二分之一后，将其传送至第二反应腔室232以完成另二分之一的工艺过程；同时，将下一块基片载板26送入第一反应腔室231中并完成首个二分之一工艺过程，如此循环。当然，还可以设置三个甚至更多的反应腔室，此时工作原理相似。在一个工艺周期内等离子处理设备2可以对两块甚至多块基片载板26中的基片27进行加工，其产能将得到提高。

但是，上述等离子体处理设备2产能的提高受到载板装载效率的限制。基片载板26需要通过过渡腔室的装载和卸载操作在大气环境与真空环境之间转移；由于涉及密封、抽真空等一系列操作，上述装载以及卸载过程较为费时。而等离子体处理设备2在半个工艺周期甚至更短的时间内即需要进行一次装载操作和一次卸载操作，所以上述较为费时的装载操作和卸载操作将对等离子体处理设备2的整体运转速度产生显著制约，等离子体处理设备2的产能仍不理想。此外，增加一个反应腔室将显著增加设备的成本和设备的占地面积，并增加维护作业的工作量。

因此，如何有效提高提高等离子体处理设备的产能，是本领域的技术人员目前需要解决的技问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子体处理设备，该等离子体处理设备具有较高的产能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种等离子体处理设备，包括反应腔室以及位于所述反应腔室中并大体水平设置的第一载板传输装置，装载有基片的载板随所述第一载板传输装置进出所述反应腔室，所述第一载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，以便同时自上方和下方对基片进行加工。

进一步，所述等离子体处理设备进一步包括带动所述载板进出所述反应腔室的第二载板传输装置；所述第二载板传输装置大体水平设置并位于所述第一载板传输装置的正下方，且其上方和下方均设有电源接入极，以便同时自上方和下方对基片进行加工。

进一步，所述第一载板传输装置和第二载板传输装置由同一驱动装置驱动。

进一步，所述载板的顶部具有开口向上的第一基片安置槽；所述载板的底部设有开口向下的第二基片安置槽，以及将基片限制于所述第二基片安置槽中的定位部件。

进一步，所述载板包括下层板体以及叠置于所述下层板体顶部的上层板体；所述第一基片安置槽设于所述上层板体的顶部；所述下层板体具有沿厚度方向将其贯通的通孔，该通孔与所述上层板体的底部形成所述第二基片安置槽。

进一步，所述载板具有多个将其竖直贯通的基片安置孔，所述基片安置孔的内侧壁设有向内凸出的定位部件，以便将基片保持在所述基片安置孔中。

进一步，所述定位部件为设于所述基片安置孔的底部且向内侧延伸的挡耳、环形凸台或者挡圈。

进一步，所述第一载板传输装置、所述第二载板传输装置均包括多根传送辊，各传送辊均通过所述载板的边缘部分支撑所述载板。

进一步，各所述电源接入极与同一电源连接，或者各所述电源接入极各自单独连接电源。

进一步，所述等离子体处理设备具体为等离子体化学气相淀积设备。

本发明所提供的等离子体处理设备，其第一载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，因此，可以同时自上方和下方对基片进行加工，基片的加工效率可以大幅提高甚至翻番。显然，即使仅设置一个反应腔室，本发明所提供的等离子体处理设备的产能也将大幅提高，不但节省了成本和占地面积，也减少了维护作业的工作量。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的等离子体处理设备进一步包括第二载板传输装置；所述第二载板传输装置大体水平设置并位于所述第一载板传输装置的正下方，其上方和下方均设有电源接入极。这样，同一反应腔室中具有至少两层载板传输装置，每层载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，因此可以同时在至少四个面上进行加工，基片的加工效率以及等离子体处理设备的产能均可以得到进一步提高。

附图说明

图1为一种等离子体处理设备的结构示意图；

图2为另一种等离子体处理设备的结构示意图；

图3为本发明第一种具体实施方式所提供的反应腔室的结构示意图；

图4为本发明第一种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；

图5为图4所示载板的工作状态示意图；

图6为本发明一种具体实施方式所提供挡圈的结构示意图；

图7为本发明第二种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；

图8为图7中下层板体的俯视示意图；

图9为本发明第三种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；

图10为图9所示载板的工作状态示意图；

图11为本发明第二种具体实施方式所提供的反应腔室的结构示意图；

图12为本发明一种具体实施方式所提供的载板传输方式示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种等离子体处理设备，该等离子体处理设备具有较高的产能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3，图3为本发明第一种具体实施方式所提供的反应腔室的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的等离子体处理设备同样可以由装载腔室、预热腔室、反应腔室以及卸载腔室等构成。其中，反应腔室的结构如图3所示。

载板3可以由第一载板传输装置61带动而通过各个腔室，第一载板传输装置61通常可以是由若干传送辊构成的辊组，其中各传送辊的轴线显然垂直于载板3的传输方向。可以将各传送辊接地。

随第一载板传输装置61进入所述反应腔室中后，载板3大体位于所述反应腔室的中部。图中空心箭头表示载板3进入所述反应腔室的方向。

第一载板传输装置61的上方设有第一电源接入极51，第一电源接入极51连接射频电源，以便向所述反应腔室中输入射频能量。显然，第一电源接入极51主要从上方对载板3中的基片产生影响。

同时，在第一载板传输装置61的下方设置第二电源接入极52，第二电源接入极52同样连接射频电源，以便向所述反应腔室中输入射频能量。第二电源接入极52主要从上方对载板3中的基片产生影响。

如图3所示，第一电源接入极51和第二电源接入极52可以分别单独连接一射频电源；然而，如图11所示，两者也可以连接同一射频电源。

可以通过气体分配装置(图中未示出)向反应腔室中输入气体；为了气体能够尽可能均匀地分布，可以在在所述反应腔室的顶部和底部均设置进气口；所述气体分配装置的具体设置形式可以参考现有技术。

由于在第一载板传输装置61的上方和下方分别设置第一电源接入极51和第二电源接入极52，本发明所提供的等离子体处理设备可以同时自上方和下方对载板3中的基片进行加工，基片的加工效率因此可以大幅提高。即使仅设置一个反应腔室，本发明所提供的等离子体处理设备的产能也将大幅提高，不但节省了成本和占地面积，也减少了维护作业的工作量。

请参考图4、图5以及图6，图4为本发明第一种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；图5为图4所示载板的工作状态示意图；图6为本发明一种具体实施方式所提供挡圈的结构示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明所提供的载板3可以由导体石墨等导体材料制得，其顶部具有用于装载基片4的第一基片安置槽311；第一基片安置槽311的开口大体垂直于载板3向上。可以根据实际情况设定第一基片安置槽311的数目以及横截面的形状，本文主要描述了大体呈方形的横截面。

载板3的底部进一步设有同样用于装载基片4的第二基片安置槽321；与上述第一基片安置槽311的开口朝向相反，第二基片安置槽321的开口垂直于载板3而向下；第二基片安置槽321的数目以及横截面形状同样可以根据实际情况设定。

为了将基片4保持在第二基片安置槽321中，载板3的底部还设有定位部件；基片4装载入第二基片安置槽后321后，所述定位部件可以将该基片4限制于第二基片安置槽321中。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的定位部件包括挡圈33，挡圈33的形状与第二基片安置槽321横截面的形状相适应；例如，当第二基片安置槽321横截面的形状为圆形时，挡圈33的形状可以为如图6所示的圆环形。

无论具体形状如何，挡圈33的内侧尺寸略小于第二基片安置槽321的尺寸，挡圈33的外侧尺寸略大于第二基片安置槽321的尺寸。以圆环形的挡圈33以及具有圆形横截面的第二基片安置槽321为例，挡圈33的内径r可以略小于第二基片安置槽321的内径，挡圈33的外径R可以略大于第二基片安置槽321的内径。

挡圈33可拆卸地安装于载板3的底部。需要装载基片4时，将挡圈33自第二基片安置槽321的底部拆下；基片4安放完成后，将挡圈33安装于第二基片安置槽321的底部；由此即可保持基片4的位置。

可以在第二基片安置槽321的底端设置能够容纳挡圈33的环形卡槽，同时在挡圈33的主体部331的外侧设置若干凸耳332，将挡圈33安置于所述环形卡槽后旋转适当的角度，即可以将其安装于载板3的底部；反向旋转挡圈33即可将挡圈33自载板3的底部拆下。

挡圈33仅为一种具体的结构，所述定位部件还可以是挡耳、环形凸台或者其他结构，本文不再对所述定位部件的结构以及安装方式进一步举例。

这样，可以分别在第一基片安置槽311和第二基片安置槽321中分别设置一层基片，由此可以同时对上层基片的上表面和下层基片的下表面进行加工。

请参考图7和图8；图7为本发明第二种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；图8为图7中下层板体的俯视示意图。

本发明所提供载板3的第二种具体实施方式是在上述第一种具体实施方式的基础上所作的改进。

在第二种具体实施方式中，本发明所提供的载板3具有双层结构，即下层板体32和叠放于下层板体32顶部的上层板体31，两者的面积大体相等。

第一基片安置槽311设于上层板体31的顶部，并具有适宜的深度；下层板体32具有若干将其竖直贯通的通孔。当上层板体31与下层板体32叠置时，所述通孔与上层板体31的底面形成所述第二基片安置槽321。

在图8所示实施方式中，所述定位结构具体为挡耳323；挡耳323的数目可以根据第二基片安置槽321的形状设置。挡耳323还可以用挡圈或者环绕第二基片安置槽321底部的凸台替代。

为了杜绝上层板体31相对于下层板体32产生运动的可能，可以在上层板体31的底面设置凸起部312，同时在下层板体32的顶面设置凹陷部322；凸起部312与凹陷部322的形状相适应。上层板体31准确安放于下层板体3之上时，上述凸起部312恰好陷入上述凹陷部322之中；由此可以在水平方向上将两者的相对位置固定。

相对于第一种具体实施方式，第二种具体实施方式所提供的载板3可以自上方向第二基片安置槽321装入基片，基片装载过程较为方便。

请参考图9和图10，图9为本发明第三种具体实施方式所提供的载板的结构示意图；图10为图9所示载板的工作状态示意图。

在第三种具体实施方式中，载板3为单层结构，且其中具有多个基片安置孔35，基片安置孔35大体竖直地将载板3贯通，且基片安置孔35的内侧壁具有向内凸出的定位部件34；与前文所述相似，定位部件34具体可以是挡耳、环形凸台，或者可拆装地安装于基片安置孔35底部的挡圈。

装入基片安置孔35中后，基片4的位置可以由定位部件34保持，此时基片4的上下表面均直接暴露于气体环境中。

在第三种具体实施方式中，本发明所提供的载板3具有镂空结构，因此其中的基片的上下表面分别直接面对第一电源接入极51和第二射频电源接入52；这样，可以对同一基片的上下表面同时进行加工，尤其适宜于提高太阳能电池板的处理效率。当然，也可以向基片安置孔35装入两块基片，以同时对两者进行单面加工。

请参考图11，图11为本发明第二种具体实施方式所提供的反应腔室的结构示意图。

本发明第二种具体实施方式所提供的反应腔室是在上述第一种具体实施方式的基础上所作的改进。

在第二种具体实施方式中，所述反应腔室进一步包括第二载板传输装置62，第二载板传输装置62同样可以由传送辊组形成，并同样用于带动载板3进出各个腔室；也就是说，所述反应腔室包括至少两套载板传输装置，两者可以共用动力来源，也可以使用不同的动力来源。

第二载板传输装置62同样大体水平设置，并位于第一载板传输装置61的正下方；显然，两者之间保持适当的间距。

第二载板传输装置62的上方和下方均设有电源接入极。例如，第二载板传输装置62的下方可以设置第三电源接入极53，其上方的电极可以使用第二电源接入极52。

图11中各电源接入极共用同一射频电源；显然，各电源接入极也可以单独连接射频电源。

本发明第二种具体实施方式所提供的反应腔室中设置至少两层载板传输装置，每层载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，因此可以同时在至少四个面上进行加工，基片的加工效率以及等离子体处理设备的产能均可以得到进一步提高。

上述各具体实施方式所提供的载板3均可应用于本发明第二种具体实施方式所提供的反应腔室中。

请参考图12，图12为本发明一种具体实施方式所提供的载板传输方式示意图。

由于基片的上下表面同时进行加工，因此可以进一步设计形成载板传输装置的传送辊的形式。

各所述传送辊均可以具有较短的长度；以载板3传送的方向为前后方向，则各所述传送辊可以设置在载板3的左右两侧，并分别支撑载板3的左右边缘部分。这样可以避免对基片下表面的加工受到所述传送辊的干扰。

本发明所提供的等离子体处理设备具体可以是淀积设备、刻蚀设备或者其他设备。

以上对本发明所提供的等离子体处理设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种等离子体处理设备，包括反应腔室以及位于所述反应腔室中并大体水平设置的第一载板传输装置，装载有基片的载板随所述第一载板传输装置进出所述反应腔室，其特征在于，所述第一载板传输装置的上方和下方均设有电源接入极，以便同时自上方和下方对基片进行加工。

2.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其特征在于，进一步包括带动所述载板进出所述反应腔室的第二载板传输装置；所述第二载板传输装置大体水平设置并位于所述第一载板传输装置的正下方，且其上方和下方均设有电源接入极，以便同时自上方和下方对基片进行加工。

3.如权利要求2所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第一载板传输装置和第二载板传输装置由同一驱动装置驱动。

4.如权利要求1至3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述载板的顶部具有开口向上的第一基片安置槽；所述载板的底部设有开口向下的第二基片安置槽，以及将基片限制于所述第二基片安置槽中的定位部件。

5.如权利要求4所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述载板包括下层板体以及叠置于所述下层板体顶部的上层板体；所述第一基片安置槽设于所述上层板体的顶部；所述下层板体具有沿厚度方向将其贯通的通孔，该通孔与所述上层板体的底部形成所述第二基片安置槽。

6.如权利要求1至3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述载板具有多个将其竖直贯通的基片安置孔，所述基片安置孔的内侧壁设有向内凸出的定位部件，以便将基片保持在所述基片安置孔中。

7.如权利要求6所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述定位部件为设于所述基片安置孔的底部且向内侧延伸的挡耳、环形凸台或者挡圈。

8.如权利要求1至3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述第一载板传输装置、所述第二载板传输装置均包括多根传送辊，各传送辊均通过所述载板的边缘部分支撑所述载板。

9.如权利要求1至3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，各所述电源接入极与同一电源连接，或者各所述电源接入极各自单独连接电源。

10.如权利要求1至3任一项所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述等离子体处理设备具体为等离子体化学气相淀积设备。