CN110690097B - 一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体加工技术领域，且公开了一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，包括机体，所述机体的内壁环绕设置有环形凹槽，所述凹槽依次排列在机体的内壁上，所述凹槽的内壁粘接有吸附板。通过吸附板与反应气体之间的配合，使得气体在轰击基片时，沿机体的内壁螺旋向下移动，使得气体与吸附板之间产生摩擦，随着摩擦力的增长，使得吸附板上附带正电荷，再利用正负电荷相互吸引的原理，使得带负电荷的尘埃颗粒在运行中，直接被吸附板上的正电荷吸引，使得尘埃颗粒全部汇集在吸附板上，部分尘埃颗粒正负电荷相互抵消时落入卡槽中，另一部分尘埃颗粒在放电结束时，掉入卡槽中，使得基片加工完成后表面保持整洁，内部腔体也便于清洁。

Description

一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体为一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置。
背景技术
等离子刻蚀机，又叫等离子蚀刻机、等离子平面刻蚀机、等离子体刻蚀机、等离子表面处理仪、等离子清洗系统等，主要用于硅材料的蚀刻技术。
现有等离子蚀刻机的工作原理如图6所示，在真空低气压下，ICP射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极的RF射频作用下，这些等离子体对基片表面进行轰击，基片图形区域的半导体材料的化学键被打断，与刻蚀气体生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走，然后气体中产生的尘埃颗粒被风扇抽走，等离子刻蚀中常用的气体是氩气和硅烷等气体，后者是极易反应的气体，导致分子间聚集形成尘埃颗粒，尘埃颗粒受到等离子向下轰击的惯性力与重力，沿等离子内腔螺旋旋转，导致尘埃颗粒轰击在基片上，造成基片在加工时表面出现形变，表面凹凸不平，内部线路损坏，影响基片的正常使用，同时在等离子体加工中，放电室中的反应性气体聚合物会吸附周围的电子而带一定量的负电荷，形成尘埃颗粒(～10^(-8)m)，这些尘埃颗粒在被加工芯片上方悬浮、聚集和运动，再加上尘埃颗粒与等离子体中的离子和电子相比，具有较大的体积、质量、带电量和较小的荷质比带负电的尘埃颗粒在射频鞘层中会受到电场力、离子拖曳力、中性气体摩擦力以及与其他尘埃颗粒的相互作用力，造成尘埃颗粒越来越集中，靠抽动的力度无法将尘埃颗粒完全抽走，且颗粒再抽走过程中，气体也容易被颗粒物带动，造成气体出现泄漏，影响周围环境，且内腔无法再次满足基片与气体反应的条件，当放电结束时，这些尘埃颗粒受到重力与惯性力的作用下，会掉落在芯片表面，导致半导体芯片的损伤，无法使用。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，具备消除尘埃颗粒、增加基片加工安全性的优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，包括机体、进气管、加工台、基片，进气管的底端连通在机体上，加工台安装在机体的内部，基片放置在加工台的顶部，所述机体的内壁环绕设置有环形凹槽，所述凹槽依次排列在机体的内壁上，所述凹槽的内壁粘接有吸附板，所述吸附板的外壁与机体内腔中的螺旋状反应气体摩擦后形成正电荷区，所述机体内腔中的气体经反应性气体聚合物会吸附周围的电子形成负电荷区，所述正电荷区与负电荷区相互吸引。
优选的，所述吸附板上开设有挡风孔，所述挡风孔的形状为倒“八”字型，所述吸附板的材质为超高分子量聚乙烯或尼龙或聚四氟乙烯PVDF的一种。
优选的，所述吸附板的背面粘接有正极板，所述正极板外壁上的正电荷区电量大于吸附板上正电荷区的电量，所述正极板的两端分别电连接有导线，所述导线的端部与机体的电源相连。
优选的，所述机体上开设有位于凹槽下方的卡槽，所述卡槽的形状为弧形，且卡槽的直径长度大于吸附板的长度。
本发明具备以下有益效果：
1、该等离子刻蚀机用尘埃消除装置，通过吸附板与反应气体之间的配合，使得气体在轰击基片时，沿机体的内壁螺旋向下移动，使得气体与吸附板之间产生摩擦，随着摩擦力的增长，使得吸附板上附带正电荷，再利用正负电荷相互吸引的原理，使得带负电荷的尘埃颗粒在运行中，直接被吸附板上的正电荷吸引，使得尘埃颗粒全部汇集在吸附板上，部分尘埃颗粒正负电荷相互抵消时落入卡槽中，另一部分尘埃颗粒在放电结束时，掉入卡槽中，使得基片加工完成后表面保持整洁，内部腔体也便于清洁，增加基片在加工时的安全性。
2、该等离子刻蚀机用尘埃消除装置，通过正极板的作用，进一步增加正电荷区的电量，使得大量尘埃颗粒被直接吸附到吸附板上，同时将难以移动的尘埃颗粒吸附，保持内腔气体的洁净状态，利用挡风孔的作用，增加气体在螺旋移动时的阻力，使得尘埃颗粒在移动时保持缓慢的速度向下螺旋移动，减少吸附板在吸附尘埃颗粒时的阻力，进一步增加尘埃颗粒消除时的效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为尘埃颗粒吸附流程示意图；
图3为吸附板的结构示意图；
图4为正极板的结构示意图；
图5为凹槽的侧视结构示意图；
图6为现有流程示意图。
图中：1、机体；2、进气管；3、加工台；4、基片；5、凹槽；6、吸附板；7、挡风孔；8、正电荷区；9、负电荷区；10、正极板；11、导线；12、卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，包括机体1、进气管2、加工台3、基片4，进气管2的底端连通在机体1上，加工台3安装在机体1的内部，基片4放置在加工台3的顶部，所述机体1的内壁环绕设置有环形凹槽5，凹槽5的作用，便于正极板10与吸附板6的安装，所述凹槽5依次排列在机体1的内壁上，所述凹槽5的内壁粘接有吸附板6，吸附板6与气体摩擦后附带正电荷，在利用正电荷吸引负电荷的远离，将尘埃颗粒吸除，使得机体1内腔环境保持洁净的状态，所述吸附板6的外壁与机体1内腔中的螺旋状反应气体摩擦后形成正电荷区8，正电荷区8为吸附板6与空气摩擦后形成的正电荷，所述机体1内腔中的气体经反应性气体聚合物会吸附周围的电子形成负电荷区9，负电荷区9为经气体反应后产生带有负电荷的尘埃颗粒，所述正电荷区8与负电荷区9相互吸引，利用相互吸引的远离，将尘埃颗粒吸除，使得尘埃颗粒无法降落到基片上，增加基片在加工时的稳定性。
其中，所述吸附板6上开设有挡风孔7，所述挡风孔7的形状为倒“八”字型，所述吸附板6的材质为超高分子量聚乙烯或尼龙或聚四氟乙烯PVDF的一种，进一步增加气体在旋转过程中的阻力，增加气体与吸附板6之间的摩擦，从而增加吸附板6上附带的电荷强度，同时增加吸附板6的耐磨强度，增加吸附板6在使用时的寿命。
其中，所述吸附板6的背面粘接有正极板10，所述正极板10外壁上的正电荷区8电量大于吸附板6上正电荷区8的电量，所述正极板10的两端分别电连接有导线11，所述导线11的端部与机体1的电源相连，进一步增加吸附板6上的正电荷，使得强劲的正电荷将尘埃颗粒吸附。
其中，所述机体1上开设有位于凹槽5下方的卡槽12，所述卡槽12的形状为弧形，且卡槽12的直径长度大于吸附板6的长度，便于受到中和后的尘埃颗粒掉落，便于尘埃颗粒的储存，同时便于尘埃颗粒的清除。
工作原理，反应气体通过进气管2排入机体1的内腔中，然后放电室中的反应性气体聚合物会吸附周围的电子而带一定量的负电荷，形成尘埃颗粒，这些尘埃颗粒随着等离子气体，螺旋旋转向下移动，在移动过程中，逐渐被电离形成带有负电荷的尘埃颗粒，然后尘埃颗粒与气体沿机体1的内腔螺纹向下移动，与吸附板6产生摩擦，逐渐将吸附板6上形成正电荷区，经过正负电荷相互吸引的远离，带有负电荷的尘埃颗粒在移动过程中，逐渐被吸附板6吸附，经过中和后，部分尘埃颗粒受到重力与惯性力的作用，掉入卡槽12中，另一部分继续吸附在吸附板6上，当摩擦产生的电荷较小无法吸附尘埃颗粒时，将正极板10接通电源，增大正电荷量，继续对剩余的尘埃颗粒吸附，当放电结束后，尘埃颗粒受到重力作用，继续掉入卡槽12中，然后对尘埃颗粒清除即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，包括机体(1)、进气管(2)、加工台(3)、基片(4)，进气管(2)的底端连通在机体(1)上，加工台(3)安装在机体(1)的内部，基片(4)放置在加工台(3)的顶部，其特征在于：所述机体(1)的内壁环绕设置有环形凹槽(5)，所述凹槽(5)依次排列在机体(1)的内壁上，所述凹槽(5)的内壁粘接有吸附板(6)，所述吸附板(6)的外壁与机体(1)内腔中的螺旋状反应气体摩擦后形成正电荷区(8)，所述机体(1)内腔放电室中的气体经反应性气体聚合物吸附周围的电子形成负电荷区(9)，负电荷区(9)为经气体反应后产生带有负电荷的尘埃颗粒，所述正电荷区(8)与负电荷区(9)相互吸引。
2.根据权利要求1所述的一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，其特征在于：所述吸附板(6)上开设有挡风孔(7)，所述挡风孔(7)的形状为倒“八”字型，所述吸附板(6)的材质为超高分子量聚乙烯或尼龙或聚四氟乙烯PVDF的一种。
3.根据权利要求1所述的一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，其特征在于：所述吸附板(6)的背面粘接有正极板(10)，所述正极板(10)外壁上的正电荷区(8)电量大于吸附板(6)上正电荷区(8)的电量，所述正极板(10)的两端分别电连接有导线(11)，所述导线(11)的端部与机体(1)的电源相连。
4.根据权利要求1所述的一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置，其特征在于：所述机体(1)上开设有位于凹槽(5)下方的卡槽(12)，所述卡槽(12)的形状为弧形，且卡槽(12)的直径长度大于吸附板(6)的长度。
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