CN114300335A - 晶圆处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆处理装置。该晶圆处理装置包括反应腔室；反应腔室设有支撑座，支撑座用于承载晶圆；反应腔室的顶侧可拆卸连接有喷头面板，喷头面板用于向晶圆喷射等离子体；支撑座设有陶瓷件，陶瓷件具有耐腐蚀性。本发明的晶圆处理装置通过将支撑座和喷头面板设置于反应腔室内，能够对设置于反应腔室内的晶圆进行支撑和处理，并通过在支撑座设置陶瓷件能够限制等离子体的范围，且能够避免陶瓷件或支撑座与反应腔室侧壁之间发生异常放电，并能够减缓支撑座以及陶瓷件在长期技术处理的环境作用下的影响，减缓反应腔室内颗粒和微粒物质产生的速度，降低反应腔内颗粒物质、微粒物质或漂浮物质的数量，延长陶瓷件的使用寿命，降低宕机频率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。
背景技术
晶圆处理被用于通过技术来处理半导体，所述技术包括：物理气相沉积(PhysicalVapor Deposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)、等离子体增强化学气相沉积(Plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)、等离子体增强原子层沉积(Plasma enhanced atomiclayer deposition，PEALD)、脉冲沉积层(Pulse deposition layer，PDL)、分子层沉积(Molecular layer deposition，MLD)、等离子体增强脉冲沉积层(Plasma enhancedpulsed deposition layer，PEPDL)处理、蚀刻和抗蚀剂去除等。
现有的晶圆处理装置在长期技术处理的环境作用下，晶圆处理装置的内腔表面容易产生颗粒或微粒物质。且随着时间的作用，上述颗粒或微粒物质或脱落，致使晶圆处理装置内腔内的漂浮物增多。伴随着晶圆在进出晶圆处理装置的过程中，上述颗粒、微粒物质或上述漂浮物会运动至晶圆的表面，容易对晶圆造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆处理装置，用以改善晶圆处理装置的内腔表面容易产生颗粒或微粒物质的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆处理装置包括反应腔室；所述反应腔室设有支撑座，所述支撑座用于承载晶圆；所述反应腔室的顶侧可拆卸连接有喷头面板，所述喷头面板用于向所述晶圆喷射等离子体；支撑座设有陶瓷件，所述陶瓷件具有耐腐蚀性。
本发明的晶圆处理装置的有益效果在于：通过将所述支撑座和所述喷头面板设置于所述反应腔室内，能够对设置于所述反应腔室内的晶圆进行支撑和处理。并通过在所述支撑座设置陶瓷件能够限制等离子体的范围，且能够避免陶瓷件或支撑座与反应腔室侧壁之间发生异常放电，并能够减缓所述支撑座以及陶瓷件在长期技术处理的环境作用下的影响，减缓所述反应腔室内颗粒和微粒物质产生的速度，降低所述反应腔内颗粒物质、微粒物质或漂浮物质的数量，延长陶瓷件的使用寿命，降低宕机频率，降低装置使用成本。
在一种可行的方案中，经过物理抛光后的陶瓷件的表面粗糙度小于0.2um。其有益效果在于：通过物理抛光使得所述陶瓷件的表面粗糙度小于0.2um，能够降低所述陶瓷件的表面缺陷，提升所述陶瓷件的耐腐蚀性。
在一种可行的方案中，所述陶瓷件的晶粒尺寸大于等于1um、且尺寸小于等于5um。其有益效果在于：通过将所述陶瓷件的制成材料的晶粒尺寸限定在大于等于1um，且小于等于5um的范围内，降低所述陶瓷件的表面缺陷，提升所述陶瓷件的耐腐蚀性。
在一种可行的方案中，所述陶瓷件的晶粒尺寸大于等于1.8um、且尺寸小于等于2.2um。其有益效果在于：这样设置能够进一步提升所述陶瓷件的质地均匀程度。
在一种可行的方案中，所述晶粒尺寸为所述晶粒的平均尺寸。其有益效果在于：这样设置便于减少所述陶瓷件的表面缺陷数量。
在一种可行的方案中，所述陶瓷件为低介电损耗的陶瓷材料，且所述低介电损耗的陶瓷材料的介质损耗因数小于等于10-4。其有益效果在于：这样设置能够减少电荷累积，进而降低所述支撑座以及所述反应腔室吸附颗粒物质或微粒物质的能力。
在一种可行的方案中，所述陶瓷件为经过热退火处理的陶瓷。其有益效果在于：将所述陶瓷件经过热退火处理，能够降低所述陶瓷件表面缺陷的数量，且能够提升所述陶瓷件的耐腐蚀性。
在一种可行的方案中，所述热退火处理的温度不小于1300℃。其有益效果在于：这样能够进一步降低所述陶瓷件表面缺陷的数量。
在一种可行的方案中，所述陶瓷件的截面为倒L形。其有益效果在于：将所述倒L形的陶瓷件设置于所述支撑座，能够同时对所述支撑座的两个侧面进行防护，能够降低随着晶圆在进出晶圆处理装置的过程中外界对所述支撑座的影响，减缓微粒或颗粒物质产生的速率。
在一种可行的方案中，所述反应腔室设有通孔，且所述通孔的大小不小于所述晶圆的大小。其有益效果在于：这样设置能够通过所述通孔输送晶圆进出所述反应腔室。
在一种可行的方案中，还包括第一驱动装置；所述支撑座设置于所述第一驱动装置，所述第一驱动装置用于带动所述支撑座往复运动。其有益效果在于：通过设置所述第一驱动装置，带动所述支撑座做远离或靠近所述喷淋面板的运动，便于对所述支撑座上的晶圆进行加工。
在一种可行的方案中，还包括第二驱动装置；所述支撑座设有避让部，且所述避让部与所述支撑座承载的晶圆对应设置，所述第二驱动装置设置于所述支撑座的一侧，所述第二驱动机构用于通过所述避让部带动所述晶圆移动。其有益效果在于：通过设置所述第二驱动装置，且通过所述避让部是的所述第二驱动装置能够带动所述支撑座上的晶圆移动，便于调整所述晶圆相比于所述支撑座的高度，便于所述晶圆的更换。
在一种可行的方案中，还包括第三驱动装置和支撑件；所述支撑部设置于所述第三驱动装置，所述第三驱动装置设置于所述通孔一侧，所述第三驱动装置用于带动所述支撑件往复移动，所述支撑件用于承载所述晶圆。其有益效果在于：通过设置所述支撑件和所述第三驱动装置，能够对所述晶圆进行支撑，且能够讲所述支撑件上的晶圆输送至所述反应腔室内，且能够通过所述支撑件将所述反应腔室内的晶圆取出。
在一种可行的方案中，还包括若干导电体；还包括导电体；所述导电体均设置于所述反应腔室，所述导电体用于聚集所述反应腔室内的静电。其有益效果在于：通过设置所述导电体便于收集所述反应腔室内产生的静电，避免静电堆积在所述支撑座或所述陶瓷件上，进而能够降低所述支撑座或所述陶瓷件吸附微粒物质、颗粒物质或漂浮物的能力。
在一种可行的方案中，所述导电体设置为若干个，且至少两个所述导电体相连接。其有益效果在于：将所述导电体设置为若干个，能够提升所述导电体收集静电的能力，且将至少两个所述导电体连接设置，能够均衡导电体上的电量，均衡所述导电体上的吸附能力。
在一种可行的方案中，至少一个所述导电体的一端与低电位处连通。其有益效果在于：这样设置能够通过低电位处将所述导电体上聚集的静电释放出去，降低所述反应腔室的吸附能力，能够减少所述反应腔室内聚集的微粒物质、颗粒物质或漂浮物的数量。
在一种可行的方案中，还包括供电装置和电荷释放器；所述电荷释放器设置于所述反应腔室内，所述供电装置与所述电荷释放器电性连接，所述供电装置用于向所述电荷释放器供电，所述电荷释放器用于释放电荷。其有益效果在于：通过设置所述供电装置对所述电荷释放器供电，也能够通过所述供电装置控制所述电荷释放器的启闭。通过所述电荷释放器释放电荷，将所述反应腔室内的漂浮物聚集于所述电荷释放器，便于清理所述漂浮物，也能够降低所述反应腔室内漂浮物的数量，降低微粒物质、颗粒物质或漂浮物对晶圆的影响。
在一种可行的方案中，所述电荷释放器设置于所述支撑座远离所述通孔的一侧。其有益效果在于：将所述电荷释放器设置于所述支撑座远离所述通孔的一侧，能够降低所述电荷释放器吸附所述反应腔室外的微粒物质、颗粒物质或漂浮物的能力，避免所述反应腔室外的微粒物质、颗粒物质或漂浮物因所述电荷释放器进入所述反应腔室内。
附图说明
图1为本发明第一种实施例中晶圆处理装置的平面结构示意图；
图2为本发明第二种实施例中陶瓷件的结构示意图；
图3中的(a)为本发明第三种实施例中陶瓷件未经抛光处理的结构示意图；
图3中的(b)为本发明第三种实施例中陶瓷件经抛光处理的结构示意图；
图4为本发明第四种实施例中晶圆处理装置部分结构的剖面示意图；
图5为图4中晶圆处理装置部分结构的立体结构示意图。
图中标号：
1、反应腔室；
2、支撑座；
3、喷头面板；
4、陶瓷件；
5、通孔；
6、第一驱动装置；
7、第二驱动装置；
8、第三驱动装置；
9、支撑件；
10、导电体；
11、供电装置；
12、电荷释放器。
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，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种晶圆处理装置。
图1为本发明第一种实施例中晶圆处理装置的平面结构示意图，图2为本发明第二种实施例中陶瓷件的结构示意图，图4为本发明第四种实施例中晶圆处理装置部分结构的剖面示意图，图5为图4中晶圆处理装置部分结构的立体结构示意图。
本发明的一些实施例中，参考图1、图2、图4和图5，该晶圆处理装置包括反应腔室1；所述反应腔室1设有支撑座2，所述支撑座2用于承载晶圆；所述反应腔室1的顶侧可拆卸连接有喷头面板3，所述喷头面板3用于向所述晶圆喷射等离子体；支撑座2设有陶瓷件4，所述陶瓷件4具有耐腐蚀性。
在一些实施例中，所述晶圆处理装置的加工工艺为等离子体的加工工艺，设置所述陶瓷件4能够限制等离子体的范围，且能够避免陶瓷件4或支撑座2与反应腔室1侧壁之间发生异常放电。
本发明的一些具体实施例中，晶圆在进行沉积、蚀刻等处理时需要在真空环境或无尘环境中进行，即通常在反应腔室1内进行工艺处理。所述反应腔室1设置于处理模块内，处理模块内可拆卸连接有所述喷头面板3，所述处理模块设有供料装置。所述供料装置与所述喷头面板3连通，所述供料装置向所述喷头面板3提供工艺加工的原料，所述喷头面板3用于对放置于所述反应内腔的晶圆进行蚀刻、沉积、抗蚀剂去除等工艺处理。
所述支撑座2活动设置于所述反应腔室1内，所述支撑座2的顶面水平设置，所述晶圆放置于所述支撑座2，所述支撑座2能够对放置于所述反应腔室1内的晶圆形成支撑。
通常情况下，所述喷头面板3设置于所述支撑座2的上侧，所述支撑座2下侧设有所述第一驱动装置6。所述第一驱动装置6用于带动所述支撑座2往复运动。具体的，所述第一驱动装置6用于带动所述支撑座2上下方向往复运动。
为了便于所述晶圆的取放，所述处理模块的所述反应腔室1的侧壁通常设有传输通道，便于外部传输模块向所述处理模块取放晶圆。在另一些实施例中，所述传输通道即所述通孔5。
使用时，随着时间的推移，由于所述环境、时间、所述支撑座2与所述处理模块之间的相对运动、所述传输通道内气体流动、所述陶瓷件4因被腐蚀或因受到冷热冲击或其他因素的影响，所述支撑座2会逐渐出现起皮、脱落的情况。这样会使得所述反应腔室1内的颗粒物质、微粒物质或漂浮物质的数量增加，会影响晶圆的质量。
将所述支撑座2上设置所述陶瓷件4，能够降低上述影响因素对所述支撑座2的影响，减缓起皮、脱落的情况发生的速度，保证所述反应腔室1内的空间质量。
在另外一些实施例中，所述陶瓷件4也可以应用到所有腔内可能造成颗粒污染的半导体加工装置或设备内。
图3中的(a)为本发明第三种实施例中陶瓷件未经抛光处理的结构示意图，图3中的(b)为本发明第三种实施例中陶瓷件经抛光处理的结构示意图。
本发明的一些实施例中，参考图1和图3，经过物理抛光后的陶瓷件4的表面粗糙度小于0.2um。
本发明的一些具体实施例中，对所述陶瓷件4的表面进行抛光处理，使得所述陶瓷件4的表面粗糙度小于0.2um，能够降低所述陶瓷件4的表面缺陷，进一步降低上述因素对所述陶瓷件4的影响，提升所述陶瓷件4的耐腐蚀性。
本发明的一些实施例中，参考图1，所述陶瓷件4的晶粒尺寸大于等于1um、且尺寸小于等于5um。
本发明的一些具体实施例中，由于所述陶瓷件4的材料为陶瓷，在使用时通常将所述陶瓷件4使用粉料进行烧结制成。将烧结后的晶粒尺寸大小限制在1至5um，能够提升制成的所述陶瓷件4的耐腐蚀性。。
本发明的另一些实施例中，所述颗粒或晶粒状物质的尺寸大于限制在1.8至2.2um。
本发明的再一些实施例中，所述颗粒或晶粒状物质的尺寸为2um。
本发明的一些实施例中，所述晶粒尺寸指的是所述晶粒的平均尺寸。
本发明的一些实施例中，参考图1，所述陶瓷件4为低介电损耗的陶瓷材料。
本发明的一些具体实施例中，将所述陶瓷件4设置为低介电损耗的陶瓷材料，能够减少电荷累积。
本发明的另一些实施例中，所述低介电损耗的陶瓷材料的介质损耗因数小于等于10-4。
本发明的又一些实施例中，所述陶瓷件4为经过热退火处理的陶瓷。
本发明的其他一些实施例中，所述热退火处理的温度不小于1300℃。
在一些实施例中，随着所述陶瓷件4的使用，所述反应腔室1内的颗粒物质、微粒物质或漂浮物质会逐渐增多，此时可以对所述陶瓷件再次抛光或热退火处理，使得所述陶瓷件4可以重复使用，达到与新部品类似的产品性能，从而大大提升使用寿命。
本发明的一些实施例中，参考图1，所述陶瓷件4的截面为倒L形。
本发明的一些具体实施例中，将所述陶瓷件4的截面为倒L形，使得所述陶瓷件4的一个面位于所述支撑座2的侧面，并使得所述陶瓷件4的另一个面位于所述支撑座2的上面，能够对所述支撑座2的两个侧面形成防护。
在一些实施例中，所述陶瓷件4的截面为C字形。即所述陶瓷件4存在三个侧面。三个侧面能够分别防护所述支撑座2的上面、下面以及侧面。
在又一些实施例中，所述陶瓷件4的截面为圆环状。
本发明的一些实施例中，参考图4，还包括第二驱动装置7；
所述支撑座2设有避让部，且所述避让部与所述支撑座2承载的晶圆对应设置，所述第二驱动装置7设置于所述支撑座2的一侧，所述第二驱动机构用于通过所述避让部带动所述晶圆移动。
本发明的一些具体实施例中，所述第二驱动装置7设置于所述支撑座2下侧，所述第二驱动装置7可以是气缸、电缸或其他机构。所述避让部为避让孔。在其他一些实施例中，所述避让部可以为所述支撑座2上的镂空处。所述避让部与所述支撑座2承载的晶圆对应设置指的是：当所述晶圆放置于所述支撑座2上时，所述晶圆位于所述第二驱动装置7的上侧。
使用时，通过开启所述第二驱动装置7，使得所述第二驱动装置7的活动端通过所述避让部延伸至所述支撑座2上侧，进而使得所述支撑座2上的晶圆被顶起。这样设置，便于外部设备(例如所述传输模块)取放晶圆。
本发明的一些实施例中，参考图1至图5，还包括第三驱动装置8和支撑件9；所述支撑部设置于所述第三驱动装置8，所述第三驱动装置8设置于所述通孔5一侧，所述第三驱动装置8用于带动所述支撑件9往复移动，所述支撑件9用于承载所述晶圆。
本发明的一些具体实施例中，所述第三驱动装置8可以为丝杆输送机构。所述支撑件9设置于所述第三驱动机构上，所述支撑件9与所述传输通道或所述通孔5对应设置，所述第三驱动装置8能够带动所述支撑件9沿所述通孔5或所述传输通道的方向移动。
在又一些实施例中，所述第三驱动装置8和所述支撑件9即所述传输模块。
本发明的一些实施例中，参考图4，还包括导电体10；所述导电体10均设置于所述反应腔室1，所述导电体10用于聚集所述反应腔室1内的静电。
本发明的一些具体实施例中，所述导电体10可以为金属丝，所述导电体10设置于所述反应腔室1的侧壁上。设置所述导电体10能够具体所述反应腔室1内的静电，一方面避免静电聚集于所述支撑座2或其他结构上，另一方面能够将所述反应腔室1内的微粒物质、颗粒物质或漂浮物吸附在所述金属丝上。
在另一些实施例中，所述导电体10可以设置于所述支撑座2上。
在还一些实施例中，所述导电体10可以设置于所述第一驱动装置6上。
本发明的一些实施例中，参考图4，所述导电体10设置为若干个。
本发明的一些具体实施例中，将各个所述导电体10均匀设置于所述支撑座2上，提升聚集静电的能力。
在另一些实施例中，至少两个所述导电体10连接设置，能够均衡导电体10上的电量，均衡所述导电体10上的吸附能力。
本发明的一些实施例中，参考图4，至少一个所述导电体10的一端与低电位处连通。
本发明的一些具体实施例中，将所述导电体10的一端与低电位处连通，能够释放聚集的静电。
在还一些实施例中，所述低电位的位置设置于所述反应内腔外侧。
本发明的一些实施例中，参考图1至图5，还包括供电装置11和电荷释放器12；所述电荷释放器12设置于所述反应腔室1内，所述供电装置11与所述电荷释放器12电性连接，所述供电装置11用于向所述电荷释放器12供电，所述电荷释放器12用于释放电荷。
本发明的一些具体实施例中，设置所述电荷释放器12释放电荷对所述反应内腔内的颗粒物质、微粒物质或漂浮物质进行吸附，能够提升吸附能力。
在另一些实施例中，可以在所述电荷释放器12处设置收集盒，对聚集的颗粒物质、微粒物质或漂浮物质进行收集。
本发明的一些实施例中，参考图1至图5，所述电荷释放器12设置于所述支撑座2远离所述通孔5的一侧。这样设置，能够降低所述电荷释放器12对所述传输通道或所述反应内腔外的颗粒的影响。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (19)
1.一种晶圆处理装置，其特征在于，包括反应腔室；
所述反应腔室设有支撑座，所述支撑座用于承载晶圆；
所述反应腔室的顶侧可拆卸连接有喷头面板，所述喷头面板用于向所述晶圆喷射等离子体；
支撑座设有陶瓷件，所述陶瓷件具有耐腐蚀性。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，经过物理抛光后的陶瓷件的表面粗糙度小于0.2um。
3.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述陶瓷件的晶粒尺寸大于等于1um、且尺寸小于等于5um。
4.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述陶瓷件的晶粒尺寸大于等于1.8um、且尺寸小于等于2.2um。
5.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述晶粒尺寸为所述晶粒的平均尺寸。
6.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述陶瓷件为低介电损耗的陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述低介电损耗的陶瓷材料的介质损耗因数小于等于10-4。
8.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述陶瓷件为经过热退火处理的陶瓷。
9.根据权利要求8所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述热退火处理的温度不小于1300℃。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述陶瓷件的截面为倒L形。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述反应腔室设有通孔，且所述通孔的大小不小于所述晶圆的大小。
12.根据权利要求11所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括第一驱动装置；
所述支撑座设置于所述第一驱动装置，所述第一驱动装置用于带动所述支撑座往复运动。
13.根据权利要求12所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括第二驱动装置；
所述支撑座设有避让部，且所述避让部与所述支撑座承载的晶圆对应设置，所述第二驱动装置设置于所述支撑座的一侧，所述第二驱动机构用于通过所述避让部带动所述晶圆移动。
14.根据权利要求13所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括第三驱动装置和支撑件；
所述支撑部设置于所述第三驱动装置，所述第三驱动装置设置于所述通孔一侧，所述第三驱动装置用于带动所述支撑件往复移动，所述支撑件用于承载所述晶圆。
15.根据权利要求11所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括导电体；
所述导电体均设置于所述反应腔室，所述导电体用于聚集所述反应腔室内的静电。
16.根据权利要求15所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导电体设置为若干个。
17.根据权利要求16所述的晶圆处理装置，其特征在于，至少一个所述导电体的一端与低电位处连通。
18.根据权利要求11所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括供电装置和电荷释放器；
所述电荷释放器设置于所述反应腔室内，所述供电装置与所述电荷释放器电性连接，所述供电装置用于向所述电荷释放器供电，所述电荷释放器用于释放电荷。
19.根据权利要求18所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述电荷释放器设置于所述支撑座远离所述通孔的一侧。
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