CN105826220A - 一种干法刻蚀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干法刻蚀设备，属于半导体技术领域。所述干法刻蚀设备包括上电极、下电极、倒挂式基座、升降机构、制品托盘，制品托盘内设有用于固定芯片的通孔，上电极和下电极相对设置，倒挂式基座、升降机构、制品托盘设置在上电极和下电极之间，倒挂式基座和升降机构固定在上电极上，制品托盘在升降机构的作用下压在倒挂式基座上。本发明通过倒挂式基座和升降机构固定在上电极上，制品托盘在升降机构的作用下压在倒挂式基座上，等离子体轰击制品托盘内固定的芯片时，产生的固体颗粒在重力的作用下掉落到下电极上，不会附着在芯片表面，因此不存在由于固体颗粒附着在芯片表面而无法刻蚀出所需形貌的问题。

Description

一种干法刻蚀设备
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种干法刻蚀设备。
背景技术
半导体刻蚀中目前有干法刻蚀与湿法刻蚀两种方法。干法刻蚀是把芯片周围的气体激发成为等离子体，等离子体在偏压引导下轰击由光刻胶作掩护的芯片表面，与芯片发生物理化学反应，从而在芯片表面刻蚀出所需形貌。
现有的干法刻蚀设备包括相对设置的上电极和下电极、设置在下电极上的基座。将芯片放置在基座上，芯片上方的反应气体在上电极和下电极的作用下激发成为等离子体并轰击芯片表面，进行干法刻蚀。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
等离子体轰击芯片表面的过程中会产生固体颗粒(如BOClx、AlCl3)，固体颗粒附着在芯片表面，造成附着固体颗粒区域的芯片表面没有被刻蚀掉，无法在芯片表面刻蚀出所需形貌。
发明内容
为了解决现有技术无法在芯片表面刻蚀出所需形貌的问题，本发明实施例提供了一种干法刻蚀设备。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种干法刻蚀设备，所述干法刻蚀设备包括上电极、下电极、倒挂式基座、升降机构、制品托盘，所述制品托盘内设有用于固定芯片的通孔，所述上电极和所述下电极相对设置，所述倒挂式基座、所述升降机构、所述制品托盘设置在所述上电极和所述下电极之间，所述倒挂式基座和所述升降机构固定在所述上电极上，所述制品托盘在升降机构的作用下压在所述倒挂式基座上。
可选地，所述升降机构包括气缸和升降臂，所述气缸包括缸体和活塞杆，所述缸体设置在所述上电极上，所述活塞杆的一端可滑动地设置在所述缸体内，所述活塞杆的另一端与所述升降臂连接，所述制品托盘设置在所述升降臂上。
优选地，所述升降臂为环形臂。
可选地，所述气缸的数量为三个，三个所述气缸为等边三角形的顶点。
可选地，所述干法刻蚀设备还包括上射频电源，所述上射频电源与所述上电极连接。
可选地，所述干法刻蚀设备还包括下射频电源，所述下射频电源与所述下电极连接。
可选地，所述干法刻蚀设备还包括传输臂，所述传输臂内设有电磁线圈，所述制品托盘上对应设有磁性凸块。
优选地，所述电磁线圈的数量为三个，三个所述电磁线圈为等边三角形的顶点。
优选地，所述传输臂为U型臂。
可选地，所述制品托盘和所述下电极之间通入有反应气体。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过倒挂式基座和升降机构固定在上电极上，制品托盘在升降机构的作用下压在倒挂式基座上，等离子体轰击制品托盘内固定的芯片时，产生的固体颗粒在重力的作用下掉落到下电极上，不会附着在芯片表面，因此不存在由于固体颗粒附着在芯片表面而无法刻蚀出所需形貌的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种干法刻蚀设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的升降臂的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的传输臂的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的制品托盘的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种干法刻蚀设备，特别适用于图形化蓝宝石衬底(PatternedSapphireSubstrate，简称PSS)的刻蚀，参见图1，该干法刻蚀设备包括上电极1、下电极2、倒挂式基座3、升降机构4、制品托盘5，制品托盘5内设有用于固定芯片的通孔(图中未示出)，上电极1和下电极2相对设置，倒挂式基座3、升降机构4、制品托盘5设置在上电极1和下电极2之间，倒挂式基座3和升降机构4固定在上电极1上，制品托盘5在升降机构4的作用下压在倒挂式基座3上。
具体地，倒挂式基座3和上电极1可以一体成型，节省工艺，降低成本。
可选地，参见图1，升降机构4可以包括气缸41和升降臂42，气缸41包括缸体41a和活塞杆41b，缸体41a设置在上电极1上，活塞杆41b的一端可滑动地设置在缸体41a内，活塞杆41b的另一端与升降臂42连接，制品托盘5设置在升降臂42上。通过缸体41a驱动活塞杆41b上下移动，实现升降臂42的升降，进而完成制品托盘5的装载、固定、卸载等。
优选地，参见图2，升降臂42可以为环形臂，环形臂可承载制品托盘5的边缘部分，同时使制品托盘5的中间部分可与下方的反应气体接触，进行干法刻蚀。
优选地，参见图2，气缸41的数量可以为三个，三个气缸41为等边三角形的顶点。利用三角形的稳定性，确保制品托盘5升降过程中能稳稳地放置在升降臂42上。
可选地，参见图1，该干法刻蚀设备还可以包括上射频电源6，上射频电源6与上电极1连接，提供驱动等离子体运动的偏压。
可选地，参加图1，该干法刻蚀设备还可以包括下射频电源7，下射频电源7与下电极2连接，提供将反应气体离化成等离子体的高频电压。
可选地，参见图3，该干法刻蚀设备还可以包括传输臂8，传输臂8内设有电磁线圈81，参加图4，制品托盘5上对应设有磁性凸块51。利用电磁线圈81得电吸引磁性凸块51，实现制品托盘5的运输。
优选地，参见图3，电磁线圈81的数量可以为三个，三个电磁线圈81为等边三角形的顶点。利用三角形的稳定性，确保制品托盘5在运输过程中能牢牢地与传输臂8连接。
相应地，参见图4，磁性凸块51的数量为三个，三个磁性凸块51为等边三角形的顶点。
优选地，参见图3，传输臂8可以为U型臂，便于产生与吸引磁性凸块51的磁场。
可选地，制品托盘5和下电极2之间可以通入有反应气体(图1中用箭头表示反应气体的通入方向)，以实现干法刻蚀。
下面简单介绍一下本发明实施例提供的干法刻蚀设备的工作原理：
装载制品托盘5时，将传输臂8内的电磁线圈81通电，制品托盘5在磁性凸块51的作用下固定在传输臂8上，传输臂8将制品托盘5移动到升降臂42上，此时将传输臂8内的电磁线圈81断电并移走传输臂8，制品托盘5留在升降臂42上。
固定制品托盘5时，缸体41a驱动活塞杆41b向上移动，带动制品托盘5上升，直到制品托盘5被压在倒挂式基座3上。此时在制品托盘5和下电极2之间通入反应气体，下电极2在下射频电源7的作用下将反应气体离化成等离子体，上电极1在上射频电源6的作用下驱动等离子体轰击制品托盘5内固定的芯片，实现干法刻蚀。
卸载制品托盘5时，缸体41a驱动活塞杆41b向下移动，带动制品托盘5下降，将传输臂8移动到制品托盘5的正上方，将传输臂8内的电磁线圈81通电，制品托盘5在磁性凸块51的作用下固定在传输臂8上，传输臂8将制品托盘5移出即可。
本发明实施例通过倒挂式基座和升降机构固定在上电极上，制品托盘在升降机构的作用下压在倒挂式基座上，等离子体轰击制品托盘内固定的芯片时，产生的固体颗粒在重力的作用下掉落到下电极上，不会附着在芯片表面，因此不存在由于固体颗粒附着在芯片表面而无法刻蚀出所需形貌的问题。而且，固体颗粒也不会掉落在基座上造成制品托盘与基座贴合存在缝隙，避免冷却气体氦气从制品托盘两侧逃逸，避免降低刻蚀效率、工艺尺寸不达标的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干法刻蚀设备，其特征在于，所述干法刻蚀设备包括上电极、下电极、倒挂式基座、升降机构、制品托盘，所述制品托盘内设有用于固定芯片的通孔，所述上电极和所述下电极相对设置，所述倒挂式基座、所述升降机构、所述制品托盘设置在所述上电极和所述下电极之间，所述倒挂式基座和所述升降机构固定在所述上电极上，所述制品托盘在升降机构的作用下压在所述倒挂式基座上。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述升降机构包括气缸和升降臂，所述气缸包括缸体和活塞杆，所述缸体设置在所述上电极上，所述活塞杆的一端可滑动地设置在所述缸体内，所述活塞杆的另一端与所述升降臂连接，所述制品托盘设置在所述升降臂上。
3.根据权利要求2所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述升降臂为环形臂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述气缸的数量为三个，三个所述气缸为等边三角形的顶点。
5.根据权利要求1-3任一项所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述干法刻蚀设备还包括上射频电源，所述上射频电源与所述上电极连接。
6.根据权利要求1-3任一项所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述干法刻蚀设备还包括下射频电源，所述下射频电源与所述下电极连接。
7.根据权利要求1-3任一项所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述干法刻蚀设备还包括传输臂，所述传输臂内设有电磁线圈，所述制品托盘上对应设有磁性凸块。
8.根据权利要求7所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述电磁线圈的数量为三个，三个所述电磁线圈为等边三角形的顶点。
9.根据权利要求7所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述传输臂为U型臂。
10.根据权利要求1-3任一项所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述制品托盘和所述下电极之间通入有反应气体。
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