CN110544615B - 一种等离子体刻蚀系统 - Google Patents

一种等离子体刻蚀系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110544615B
CN110544615B CN201910800375.9A CN201910800375A CN110544615B CN 110544615 B CN110544615 B CN 110544615B CN 201910800375 A CN201910800375 A CN 201910800375A CN 110544615 B CN110544615 B CN 110544615B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction chamber
jacking
wafer
transmission
plasma etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910800375.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110544615A (zh
Inventor
宋晓宏
李娜
胡冬冬
刘海洋
刘小波
郭颂
程实然
许开东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd filed Critical Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority to CN201910800375.9A priority Critical patent/CN110544615B/zh
Publication of CN110544615A publication Critical patent/CN110544615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110544615B publication Critical patent/CN110544615B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种等离子体刻蚀系统，属于半导体刻蚀技术领域，包括反应腔室和置于反应腔室上的介质窗；还包括刻蚀工艺时用于遮挡介质窗内表面的绝缘材质的阻挡片；反应腔室上设置有晶圆传输口；等离子体刻蚀系统还包括用于输送晶圆从晶圆传输口进出反应腔室的传输系统；实现了通过遮挡介质窗内表面的绝缘材质的阻挡片，阻隔颗粒吸附介质窗内表面，防止介质窗下表面在刻蚀工艺时的污染；并且阻挡片可通过顶升装置及传输系统，进出真空状态下的反应腔室，可以方便的将阻挡片取出反应腔室，进行清洗或更换后再装回继续使用，相对于拆除清洗介质窗，极大程度的减少了设备的停机时间，且操作方便快捷，提高了设备工作效率。

Description

一种等离子体刻蚀系统
技术领域
本发明属于半导体刻蚀技术领域，尤其涉及一种等离子体刻蚀系统。
背景技术
在半导体集成电路制造工艺中，刻蚀是其中最为重要的一道工序，其中等离子体刻蚀是常用的刻蚀方式之一。通常刻蚀发生在真空反应腔室内，晶圆放置在真空反应腔室内的基座上，在基座顶部的电极中施加射频，并引入的反应气体，在真空反应腔室内形成等离子体对晶圆进行加工处理。在进行一些非挥发性金属材料的刻蚀过程中，等离子体在偏压的作用下加速达到金属材料表面，从刻蚀材料表面溅射出的金属颗粒会附着在腔体内所有暴露的表面上，包括腔体内壁及腔体顶部的介质窗，造成污染。
为了解决该问题，需要在腔室内部通入清洗气体，并加载射频功率对清洗气体进行电离，带走污染颗粒。但该方案对于介质窗下表面的清洗效果并不理想，尤其是介质窗中部区域清洗效果不佳。为了保证刻蚀工艺的正常进行，被污染的介质窗需要定期的拆除清洗，造成了设备停转，极大程度的降低了工作效率，且拆除清洗工序较为复杂，耗费人力。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种等离子体刻蚀系统，能够减少介质窗下表面的颗粒吸附，防止介质窗下表面在刻蚀工艺时的污染，提高等离子体刻蚀系统的使用周期。
技术方案：本发明提出一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室和置于反应腔室上的介质窗；还包括刻蚀工艺时用于遮挡介质窗内表面的绝缘材质的阻挡片；所述阻挡片可进出真空状态下的反应腔室。
进一步，所述反应腔室上设置有晶圆传输口；所述等离子体刻蚀系统还包括用于输送晶圆从晶圆传输口进出反应腔室的传输系统；所述阻挡片通过传输系统从晶圆传输口进出反应腔室。
进一步，所述反应腔室内设置有用于放置晶圆及偏置电极的基座；所述传输系统包括机械手和连通反应腔室的真空传输腔；所述机械手用于操作阻挡片及晶圆，在反应腔室的基座上方和真空传输腔之间移动。
进一步，还包括顶升装置；所述顶升装置用于将阻挡片在基座上方与介质窗内表面之间升降。
进一步，所述顶升装置包括位于反应腔室外的顶升驱动机构、位于反应腔室内的顶升执行机构，以及连接顶升驱动机构与顶升执行机构的传动机构。
进一步，所述顶升执行机构包括位于反应腔室内升降环和垂直布置在升降环圆周上的顶升杆；所述升降环连接传动机构；所述升降环的内圆尺寸大于基座，在顶升驱动机构驱动下沿基座外周升降。
进一步，所述传动机构为真空焊接波纹管;所述真空焊接波纹管包括伸入反应腔室的波纹管管体；所述波纹管管体位于反应腔体外的一端与反应腔室的外壁密封连接；所述波纹管管体位于反应腔体内的一端设置有封闭端盖，所述封闭端盖与顶升执行机构固定连接；并且所述封闭端盖内侧端面固定有沿波纹管轴向向外侧延伸的推拉杆；所述推拉杆与顶升驱动机构的主轴相连；所述顶升驱动机构驱动固定在推拉杆上的封闭端盖克服波纹管管体的弹力做线性运动。
有益效果：本发明通过遮挡介质窗内表面的绝缘材质的阻挡片，阻隔颗粒吸附介质窗内表面，防止介质窗下表面在刻蚀工艺时的污染；并且所述阻挡片可通过顶升装置及传输系统，进出真空状态下的反应腔室，可以方便的将阻挡片取出反应腔室，进行清洗或更换后再装回继续使用，相对于拆除清洗介质窗，极大程度的减少了设备的停机时间，且操作方便快捷，提高了设备工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明在顶升装置传送阻挡片状态下的结构示意图；
图3为本发明的顶升装置的局部结构图；
图4为本发明的顶升装置的局部俯视图；
图5为本发明的传输系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明是一种等离子体刻蚀系统，如图1和图2，包括反应腔室1和置于反应腔室1上的介质窗7，介质窗7的外表面设置有激励电极8。本发明还包括刻蚀工艺时用于遮挡介质窗7内表面的绝缘材质的阻挡片50；所述阻挡片50可进出真空状态下的反应腔室1。
阻挡片50的材质为绝缘材质，一般为氧化铝陶瓷，氮化铝陶瓷或石英，为了将晶圆顶部的介质窗7区域全部遮盖住，阻挡片50的外形尺寸需要大于工艺晶圆3的尺寸。阻挡片50中部有圆孔，可以避开中间进气喷嘴11，不会影响中部进反应气。
所述反应腔室1上设置有晶圆传输口101。所述等离子体刻蚀系统还包括用于输送晶圆3从晶圆传输口101进出反应腔室1的传输系统。所述阻挡片50通过传输系统从晶圆传输口101进出反应腔室1。
如图5所示，本实施例的传输系统采用Brooks公司的MX600系列。所述传输系统包括机械手120和连通反应腔室1的真空传输腔130。所述真空传输腔130还连接有晶圆存储腔140和缓存腔110。晶圆3存储于晶圆存储腔140内，阻挡片50可以存储于缓存腔110内。所述机械手120用于从晶圆存储腔140内取出晶圆3，从缓存腔110内取出阻挡片50，并操作阻挡片50及晶圆3，在反应腔室1的基座上方和真空传输腔130之间移动。所述反应腔室1的基座用于放置晶圆3及偏置电极2。
如图3和图4，本发明还包括顶升装置；所述顶升装置用于将阻挡片50在基座上方与介质窗7内表面之间升降。
所述顶升装置包括位于反应腔室1外的顶升驱动机构151、位于反应腔室1内的顶升执行机构，以及连接顶升驱动机构151与顶升执行机构的传动机构。
所述顶升执行机构包括位于反应腔室1内升降环152和垂直布置在升降环152圆周上的顶升杆153；所述升降环152连接传动机构；所述升降环152的内圆尺寸大于基座，在升降驱动机构151驱动下沿基座外周升降。
所述传动机构为真空焊接波纹管。所述真空焊接波纹管包括伸入反应腔室1的波纹管管体154。所述波纹管管体154位于反应腔体1外的一端与反应腔室1的外壁通过密封圈157密封连接；所述波纹管管体154位于反应腔体1内的一端设置有封闭端盖155，所述封闭端盖155与顶升执行机构固定连接。并且所述封闭端盖155内侧端面固定有沿波纹管管体154轴向向外侧延伸的推拉杆156；所述推拉杆156与顶升驱动机构151的主轴相连；所述顶升驱动机构151驱动固定在推拉杆156上的封闭端盖155克服波纹管管体154的弹力做线性运动。
本发明的工作原理为：在进行刻蚀工艺之前，传输系统的机械手120从缓存腔110中取出阻挡片50，传送进反应腔室1中，达到电极2的正上方；顶升驱动机构151驱动顶升杆153将阻挡片50从机械手120上取下，机械手120退出反应腔室1；顶升杆153持续托着阻挡片50上升，直至将阻挡片50紧贴在介质窗7的下表面；机械手120退出反应腔室1后，从晶圆存储腔140中取出晶圆3，将其传入反应腔室1的电极2上，开始进行工艺刻蚀。
待刻蚀结束后，保持阻挡片50不动，机械手120进来取出刻蚀完成之后的晶圆3放回晶圆存储腔140，再取出一片新的待刻蚀的晶圆3继续进行刻蚀工艺。
待刻蚀工艺进行了多次之后，开始进行反应腔室1的清洗，机械手120进入反应腔室1，顶升杆153将阻挡片50从顶部位置下降到机械手120上，机械手120带着阻挡片50回到缓存腔110内，打开缓存腔110，将阻挡片50取出手动清洗。待清洗完成后，再次将阻挡片50放入缓存腔110，在下次刻蚀工艺之前将阻挡片50送入反应腔室1顶部进行介质窗7的保护。
本发明可以在不需要拆除清洗介质窗7的基础上，对介质窗7进行保护，防止污染，减少了设备的停机时间，且操作方便快捷，提高了设备工作效率。阻挡片50可以作为一个耗材，在进行多次的清洗之后也可以更换。

Claims (4)

1.一种等离子体刻蚀系统，包括反应腔室和置于反应腔室上的介质窗；其特征在于：还包括刻蚀工艺时用于遮挡介质窗内表面的绝缘材质的阻挡片；所述阻挡片可进出真空状态下的反应腔室；
阻挡片的外形与反应腔室内壁截面形状相同，阻挡片的外形尺寸需要大于晶圆的尺寸；
所述反应腔室上设置有晶圆传输口；所述等离子体刻蚀系统还包括用于输送晶圆从晶圆传输口进出反应腔室的传输系统；所述阻挡片通过传输系统从晶圆传输口进出反应腔室；
还包括顶升装置；所述顶升装置用于将阻挡片在基座上方与介质窗内表面之间升降；
所述反应腔室内设置有用于放置晶圆及偏置电机的基座；所述传输系统包括机械手和连通反应腔室的真空传输腔；所述机械手用于操作阻挡片及晶圆，在反应腔室的基座上方和真空传输腔之间移动。
2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀系统，其特征在于：所述顶升装置包括位于反应腔室外的顶升驱动机构、位于反应腔室内的顶升执行机构，以及连接顶升驱动机构与顶升执行机构的传动机构。
3.根据权利要求2所述的等离子体刻蚀系统，其特征在于：所述顶升执行机构包括位于反应腔室内升降环和垂直布置在升降环圆周上的顶升杆；所述升降环连接传动机构；所述升降环的内圆尺寸大于基座，在顶升驱动机构驱动下沿基座外周升降。
4.根据权利要求2所述的等离子体刻蚀系统，其特征在于：所述传动机构为真空焊接波纹管；所述真空焊接波纹管包括伸入反应腔室的波纹管管体；所述波纹管管体位于反应腔体外的一端与反应腔室的外壁密封连接；所述波纹管管体位于反应腔体内的一端设置有封闭端盖，所述封闭端盖与顶升执行机构固定连接；并且所述封闭端盖内侧端面固定有沿波纹管轴向向外侧延伸的推拉杆；所述推拉杆与顶升驱动机构的主轴相连；所述顶升驱动机构驱动固定在推拉杆上的封闭端盖克服波纹管管体的弹力做线性运动。
CN201910800375.9A 2019-08-28 2019-08-28 一种等离子体刻蚀系统 Active CN110544615B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910800375.9A CN110544615B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种等离子体刻蚀系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910800375.9A CN110544615B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种等离子体刻蚀系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110544615A CN110544615A (zh) 2019-12-06
CN110544615B true CN110544615B (zh) 2022-08-19

Family

ID=68712183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910800375.9A Active CN110544615B (zh) 2019-08-28 2019-08-28 一种等离子体刻蚀系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110544615B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117276141B (zh) * 2023-11-13 2024-01-26 无锡尚积半导体科技有限公司 晶圆刻蚀温度控制系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999029923A1 (en) * 1997-12-05 1999-06-17 Tegal Corporation Plasma reactor with a deposition shield
US20070158188A1 (en) * 2004-06-15 2007-07-12 Ivanov Eugene Y Metal foam shield for sputter reactor
JP6100691B2 (ja) * 2010-10-28 2017-03-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 高純度アルミニウムコーティングの硬質陽極酸化処理
KR102045942B1 (ko) * 2011-05-31 2019-11-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 에지, 측면 및 후면 보호를 갖는 건식 식각을 위한 장치 및 방법들
JP6094813B2 (ja) * 2013-09-02 2017-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 プラズマ処理装置
CN105789013B (zh) * 2014-12-25 2017-09-19 中微半导体设备(上海)有限公司 用于晶圆切片的等离子体刻蚀装置及其装载、卸载晶圆的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110544615A (zh) 2019-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4119747B2 (ja) 真空処理装置
KR100624273B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR101990333B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US9177782B2 (en) Methods and apparatus for cleaning a substrate
JPH0345455B2 (zh)
WO2000060653A1 (fr) Dispositif de traitement au plasma, procede de maintenance et procede d'installation dudit dispositif
CN110544615B (zh) 一种等离子体刻蚀系统
TWI603401B (zh) 立式熱處理裝置之運轉方法、記錄媒體及立式熱處理裝置
KR101008341B1 (ko) 기판 배면 처리 장치 및 방법
US6485604B1 (en) Substrate processing apparatus
US7892361B2 (en) In-chamber member, a cleaning method therefor and a plasma processing apparatus
JPH0225573A (ja) 処理装置
JP3335010B2 (ja) 処理装置
JPH07321097A (ja) 処理装置及び該処理装置に用いられるリング体もしくはバッフル板の洗浄方法
JP2646905B2 (ja) 真空処理装置およびその運転方法
JP4367959B2 (ja) プラズマ処理装置
CN216141613U (zh) 遮蔽机构及具有遮蔽机构的沉积腔体
KR100501618B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 실드 링
KR20080001958A (ko) 웨이퍼 세정 장치
TWI790467B (zh) 半導體處理設備及腔室間傳送口結構
JPH08181183A (ja) 試料の搬送装置
JPH07302827A (ja) 半導体ウエハ搬送装置
JP2014038958A (ja) 浸漬式の洗浄装置
CN118142968A (zh) 一种真空清洗装置及基片清洗方法
KR101592858B1 (ko) 프로세스 챔버의 오염 방지 장치 및 이를 이용한 프로세스 챔버의 오염 방지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 221300 No.8, Liaohe West Road, Pizhou Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Luwen Instrument Co.,Ltd.

Address before: 221300 No.8, Liaohe West Road, Pizhou Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGSU LEUVEN INSTRUMMENTS Co.,Ltd.