CN114446759B - 半导体工艺设备 - Google Patents
半导体工艺设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114446759B CN114446759B CN202210092315.8A CN202210092315A CN114446759B CN 114446759 B CN114446759 B CN 114446759B CN 202210092315 A CN202210092315 A CN 202210092315A CN 114446759 B CN114446759 B CN 114446759B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coil structure
- driving
- process chamber
- semiconductor processing
- top plate
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 90
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 24
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- H01J37/3266—Magnetic control means
-
- 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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the 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
- H01J2237/3342—Resist stripping
-
- 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
- H01J2237/3343—Problems associated with etching
- H01J2237/3348—Problems associated with etching control of ion bombardment energy
Abstract
本申请实施例提供了一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备的工艺腔室内设置有承载晶圆的承载装置;进气组件设置于介质套筒的顶端;介质套筒的底端连接于工艺腔室的顶板且与工艺腔室连通,进气组件和工艺腔室的顶板均接地设置;法拉第筒套设于介质套筒的外周,并且法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构;线圈结构套设于法拉第筒的外周,并且与驱动结构相连,驱动结构驱动线圈结构沿法拉第筒的轴向移动,以使线圈结构在第一位置及第二位置之间移动,并且第一位置位于介质套筒的中部,第二位置靠近工艺腔室的顶板。本申请实施例不仅能提高点火速率,而且还能大幅提高刻蚀速率,从而大幅提高本申请实施例的工艺速率及良率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体加工技术领域,具体而言,本申请涉及一种半导体工艺设备。
背景技术
目前,半导体工艺设备的干法去胶是用等离子体将晶圆表面的光刻胶去除,相对于湿法去胶来说效果更好、速度更快。在集成电路制造中对于去胶工艺的刻蚀速率及稳定性要求较高,因此对于半导体工艺设备的射频源选择至关重要。
现有技术中去胶工艺采用的射频源为电感耦合等离子体源(InductivelyCoupled Plasma,ICP)源和微波源。其中,ICP源包括有线圈、法拉第筒及石英管。线圈在石英管的周围形成电磁场,使得石英管内的工艺气体发生电离形成等离子体,并且输入工艺腔室内以执行干法去胶工艺。但是现有的ICP源由于结构设计原因,导致点火速率及刻蚀速率无法同时满足需求。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种半导体工艺设备,用以解决现有技术存在点火速率及刻蚀速率无法同时满足需求的技术问题。
第一个方面,本申请实施例提供了一种半导体工艺设备,包括:工艺腔室、介质套筒、法拉第筒、线圈结构、驱动结构及进气组件;所述工艺腔室内设置有承载晶圆的承载装置;所述进气组件设置于所述介质套筒的顶端,用于将工艺气体输送至所述介质套筒内;所述介质套筒的底端连接于所述工艺腔室的顶板且与所述工艺腔室连通,所述进气组件和所述工艺腔室的所述顶板均接地设置;所述法拉第筒套设于所述介质套筒的外周,并且所述法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构;所述线圈结构套设于所述法拉第筒的外周,并且与所述驱动结构相连,所述驱动结构驱动所述线圈结构沿所述法拉第筒的轴向移动,以使所述线圈结构在第一位置及第二位置之间移动,并且所述第一位置位于所述介质套筒的中部,所述第二位置靠近所述工艺腔室的所述顶板。
于本申请的一实施例中,所述开口结构沿所述法拉第筒轴向延伸设置,并且包括自上至下设置的第一开口部、连通部及第二开口部,所述第一开口部、所述第二开口部以及所述连通部沿所述法拉第筒周向分别具有第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸,所述第一尺寸和所述第二尺寸均大于所述第三尺寸。
于本申请的一实施例中,多个所述开口结构的开口总面积为所述法拉第筒外周面积的25%~31%。
于本申请的一实施例中,所述线圈结构在第一位置与多个所述连通部在水平方向上对齐设置;所述线圈结构在第二位置与多个所述第二开口部在水平方向对齐设置。
于本申请的一实施例中,所述半导体工艺设备还包括有保护罩,所述保护罩的底端与所述工艺腔室的顶板连接,并且包覆于所述介质套筒、法拉第筒、线圈结构、驱动结构及进气组件的外周。
于本申请的一实施例中,所述驱动结构包括驱动部及驱动连杆,所述保护罩内且位于所述进气组件的上方设置有隔板,所述驱动部与所述隔板固定连接,所述驱动连杆的顶端与所述驱动部连接,底端与所述线圈结构顶部的一端连接,所述驱动部通过所述驱动连杆带动所述线圈结构垂直升降。
于本申请的一实施例中,所述驱动结构还包括有限位部件,所述限位部件设置于所述工艺腔室的顶板上,并且与所述线圈结构的底部一端连接,用于限定所述线圈结构垂直升降。
于本申请的一实施例中,所述限位部件包括限位轴承及光轴,所述限位轴承固定设置于所述工艺腔室的顶板上,所述光轴滑动限位于所述限位轴承内,并且所述光轴的顶端与所述线圈结构连接。
于本申请的一实施例中,所述驱动连杆包括有驱动横杆及连接竖杆,所述驱动横杆的一端与所述驱动部连接,另一端与所述连接竖杆的顶端连接,所述连接竖杆的底端与所述线圈结构连接,并且所述连接竖杆的轴向与所述法拉第筒的轴向平行设置。
于本申请的一实施例中,所述驱动部为伸缩缸,所述驱动部的缸体固定设置于所述隔板上,所述驱动部的伸缩轴与所述驱动横杆的端部连接。
于本申请的一实施例中,所述介质套筒包括陶瓷材质或者石英材质的套筒结构,所述进气组件包括有金属材质的盖板,所述盖板盖合于所述介质套筒的顶端,所述介质套筒的底端与所述工艺腔室的顶板连接。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是:
本申请实施例通过使线圈结构可滑动的套设于法拉第筒的外周,并且通过驱动结构带动线圈结构沿法拉第筒轴向移动,使线圈结构能够在第一位置与第二位置之间移动,以及第一位置对应于介质套筒的中部位置,第二位置则靠近工艺腔室的顶板处。在开始执行工艺时,使线圈结构位于第一位置,由于进气组件及工艺腔室的顶板均接地设置,使得线圈结构的接地电容变小,从而使施加到线圈结构的电压变小以大幅提高点火速率;在执行工艺时,由于线圈结构距离承载装置较近能缩短等离子体到达晶圆的路径,减少自由基的复合以大幅提高刻蚀速率。采用上述设计,使得本申请实施例不仅能提高点火速率,而且还能大幅提高刻蚀速率,从而大幅提高本申请实施例的工艺速率及良率。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的剖视示意图;
图2为本申请实施例提供的一种法拉第筒的剖视示意图;
图3为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的局部放大示意图;
图4A为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的线圈结构位于第一位置的局部放大示意图;
图4B为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的线圈结构位于第二位置的局部放大示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种半导体工艺设备,该半导体工艺设备的结构示意图如图1所示,包括:工艺腔室1、介质套筒2、法拉第筒3、线圈结构41、驱动结构42及进气组件5;工艺腔室1内设置有承载晶圆的承载装置11;进气组件5设置于介质套筒2的顶端,用于将工艺气体输送至介质套筒2内;介质套筒2的底端连接于工艺腔室1的顶板且与工艺腔室1连通,进气组件5和工艺腔室1的顶板均接地设置;法拉第筒3套设于介质套筒2的外周,并且法拉第筒3的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构31;线圈结构41套设于法拉第筒3的外周,并且与驱动结构42相连,驱动结构42驱动线圈结构41沿法拉第筒3的轴向移动,以使线圈结构41在第一位置及第二位置之间移动,并且所述第一位置位于介质套筒2的中部,所述第二位置靠近工艺腔室1的顶板。
如图1所示,半导体工艺设备可以用于执行干法去胶工艺,但是本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。工艺腔室1内的底部设置有承载装置11,该承载装置11的顶面可以用于承载晶圆,并且可以对晶圆进行加热。介质套筒2的底端与工艺腔室1的顶板连接,并且介质套筒2的顶端可以设置有进气组件5,以用于向介质套筒2内通入工艺气体。线圈结构41能在介质套筒2的周围形成电磁场,以使介质套筒2内的工艺气体发生电离以形成等离子体。法拉第筒3套设于介质套筒2的外周,用于减小电场对等离子体的耦合,使等离子鞘层均匀,同时减少对介质套筒2内壁的局部腐蚀,也能够减小等离子体产生中的离子能量。法拉第筒3的周壁上贯穿有开口结构31,多个开口结构31沿法拉第筒3的周向均匀且间隔分布,但是本申请实施例并不限定开口结构31的具体数量。线圈结构41滑动套设于法拉第筒3的外周,驱动结构42固定设置,并且与线圈结构41连接,以带动线圈结构41沿法拉第筒3的轴向移动,即线圈结构41与驱动结构42相连,用于在驱动结构42的带动下沿法拉第筒3的轴向移动,以使线圈结构41在第一位置及第二位置之间移动。该第一位置可以是对应于介质套筒2的中部位置,而第二位置则可以是靠近工艺腔室1的顶板处的位置,但是本申请实施例并不以此为限。在实际应用时,由于进气组件5及工艺腔室1的顶板均接地设置,因此通过调整线圈结构41在第一位置及第二位置之间移动,即可以调整线圈结构41的接地距离,当线圈结构41位于第一位置时,使得线圈结构41的接地电容变小,施加到线圈结构41的电压变小从而大幅提高点火速率;而当线圈结构41位于第二位置时,线圈结构41距离承载装置11的距离较近,并且能缩短等离子体到达晶圆的路径,减少自由基的复合,从而大幅提高刻蚀速率。需要说明的是,线圈结构41与工艺腔室1的顶板之间具有一预设间距,该预设间距需要大于20毫米,以防止线圈结构41与工艺腔室1的顶板由于电势差造成打火现象。
本申请实施例通过使线圈结构可滑动的套设于法拉第筒的外周,并且通过驱动结构带动线圈结构沿法拉第筒轴向移动,使线圈结构能够在第一位置与第二位置之间移动,以及第一位置对应于介质套筒的中部位置,第二位置则靠近工艺腔室的顶板处。在开始执行工艺时,使线圈结构位于第一位置,由于进气组件及工艺腔室的顶板均接地设置,使得线圈结构的接地电容变小,从而使施加到线圈结构的电压变小以大幅提高点火速率;在执行工艺时,由于线圈结构距离承载装置较近能缩短等离子体到达晶圆的路径,减少自由基的复合以大幅提高刻蚀速率。采用上述设计,使得本申请实施例不仅能提高点火速率,而且还能大幅提高刻蚀速率,从而大幅提高本申请实施例的工艺速率及良率。
于本申请的一实施例中,如图1及图2所示,开口结构31沿法拉第筒3轴向延伸设置,并且包括自上至下设置的第一开口部311、连通部313及第二开口部312,第一开口部311、第二开口部312以及连通部312沿法拉第筒3周向分别具有第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸,第一尺寸和第二尺寸均大于第三尺寸。可选地,多个开口结构31的开口总面积为法拉第筒3外周面积的25%~31%。
如图1及图2所示,多个开口结构31均沿法拉第筒3的轴向延伸设置,并且沿法拉第筒3的周向均匀且间隔分布。开口结构31的顶端为第一开口部311,该第一开口部311可以设置为横向的长方形结构;开口结构31的中部为连通部313,该连通部313可以设置为竖向的长方形结构;开口结构31的底端为第二开口部312,该第二开口部312为圆形结构。第一开口部311、第二开口部312及连通部313沿法拉第筒3的周向分别具有第一尺寸、第二尺寸及第三尺寸,例如第一开口部311沿法拉第筒3的周向长度为第一尺寸,第二开口部311沿法拉第筒3的周向长度为第二尺寸,第一尺寸与第二尺寸可以相同也可以不同,本申请实施例对此并不进行限定。连通部313沿法拉第筒3周向具有第三尺寸,例如连通部313沿法拉第筒3的周向长度为第三尺寸,并且第一尺寸及第二尺寸均大于第三尺寸。采用上述设计,使得本申请实施例在提高耦合速率的同时,而且还能降低介质套筒2暴露在空气中的面积,从而进一步提高点火速率。进一步的,通过调节第一开口部311、第二开口部312及连通部313的具体尺寸,实现对多个开口结构31的开口总面积进行调节,例如多个开口结构31的开口总面积可以为法拉第筒3外周面积的25%~31%,使得本申请实施例在保证刻蚀均匀性的前提下,不仅能提高刻蚀速率,而且还能还提高刻蚀良率。
需要说明的是,本申请实施例并不限定多个开口结构31的具体形状,例如第一开口部311及第二开口部312的形状可以互换,或者第一开口部311及第二开口部312均采用长方形结构或者圆形结构。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图2、图4A及图4B所示,线圈结构41在第一位置与多个连通部313在水平方向上对齐设置;线圈结构41在第二位置与多个第二开口部312在水平方向对齐设置。
如图2、图4A及图4B所示,驱动结构42可以带动线圈结构41在第一位置及第二位置之间移动。当驱动结构42带动线圈结构41移动至第一位置时,线圈结构41位于法拉第筒3的中部位置,并且线圈结构41的轴向上的居中位置与连通部313的居中位置在水平方向上对齐,即线圈结构41与多个连通部313在水平方向上对齐设置,具体参照如图4A所示。由于连通部313的开口相对较小,并且线圈结构41位于多个连通部313的外周,使得介质套筒2与连通部313对应位置的电磁场相对较弱,以减少对介质套筒2的轰击,并且能使得介质套筒2暴露在空气中的面积较小,不仅能够使介质套筒2升温较快,而且使施加到线圈结构41的电压更小,从而进一步提高点火速率。当介质套筒2内的工艺气体点火成功后,工艺腔室1开始执行工艺,此时驱动结构42带动线圈结构41移动至第二位置,线圈结构41位于法拉第筒3的底部位置,以靠近工艺腔室1的顶板,并且线圈结构41轴向上的居中位置与第二开口部312的居中位置在水平方向上对齐,即线圈结构41与多个第二开口部312在水平方向上对齐设置,具体参照如图4B所示。由于第二开口部312开口相对较大,以及线圈结构41距离承载装置11的顶面较近,即线圈结构41距离晶圆表面的路径更短,不仅可以增加耦合效率以提高工艺气体的电离效率,而且还使得工艺气体在电离后形成的等离子体路径较短,能有效减少自由基的消散,从而进一步提高刻蚀速率。采用上述设计,通过线圈结构41与开口结构31的不同位置进行配合,在提高点火速率的同时还能大幅提高刻蚀速率,从而大幅提高本申请实施例的工艺速率及良率。
于本申请的一实施例中,如图1至图3所示,半导体工艺设备还包括有保护罩6,保护罩6的底端与工艺腔室1的顶板连接,并且包覆于介质套筒2、法拉第筒3、线圈结构41、驱动结构42及进气组件5的外周。具体来说,保护罩6可以采用多个板状结构合围形成的箱式结构,保护罩6的底端与工艺腔室1的顶板采用螺栓连接或者焊接等方式连接,介质套筒2、法拉第筒3、线圈结构41、驱动结构42及进气组件5均位于该保护罩6内,即保护罩6包覆于介质套筒2、法拉第筒3、线圈结构41及驱动结构42及进气组件5的外周。采用上述设计,保护罩6可以对各部件进行保护,并且还能实现射频屏蔽的效果。但是本申请实施例并不限定保护罩6的具体实施方式,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图3至图4B所示,驱动结构42包括驱动部421及驱动连杆422,保护罩6内且位于进气组件5的上方设置有隔板61,驱动部421与隔板61固定连接,驱动连杆422的顶端与驱动部421连接,底端与线圈结构41顶部的一端连接,驱动部421通过驱动连杆422带动线圈结构41垂直升降。
如图3至图4B所示,驱动部421设置于保护罩6内,并且与保护罩6内的隔板61连接。具体来说,保护罩6的隔板61设置于的多个侧板内部,并且距离多个侧板的顶部具有一预设距离,驱动部421可以设置于该隔板61上,并且穿过隔板61后与驱动连杆422连接,隔板61的上方空间可以用于收纳驱动部412,但是本申请实施例并不以此为限。驱动连杆422的顶端与驱动部421连接,底端与线圈结构41的顶部的一端连接,并且两者之间采用螺栓连接,以便于拆装维护,从而提高本申请实施例的拆装维护效率。在实际应用时,驱动部421通过驱动连杆422带动线圈结构41垂直升降,从而实现线圈结构41在第一位置及第二位置之间移动切换。采用上述设计,使得本申请实施例不仅结构简单,从而大幅提高应用及维护成本。
需要说明的是,本申请实施例并不限定驱动部421的具体位置,例如驱动部421设置于保护罩6的侧板上。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1及图3所示,驱动结构42还包括有限位部件43,限位部件43设置于工艺腔室1的顶板上,并且与线圈结构41的底部一端连接,用于限定线圈结构41垂直升降。具体来说,限位部件43可以设置于工艺腔室1的顶板,并且具体位于保护罩6内,限位部件43例如通过螺栓固定设置于工艺腔室1的顶板上,但是本申请实施例并不以此为限,例如两者之间采用焊接方式固定连接。线圈结构41底部的一端与限位部件43连接,并且两者采用螺栓方式连接,以便于对线圈结构41进行拆装维护。由于线圈结构41顶部的一端与驱动连杆422连接,线圈结构41底部的一端与限位部件43连接,使得线圈结构41能够沿垂直方向升降,即线圈结构41能够沿法拉第筒3的轴向升降。采用上述设计,由于限位部件43的作用能避免线圈结构41与法拉第筒3相互干涉,从而使得本申请实施例结构设计合理,进而大幅降低故障率及延长使用寿命。
需要说明的是,本申请实施例并不限定限位部件43的具体位置,例如限位部件43还可以设置于保护罩6的侧板上,并且与线圈结构41底部的一端连接,同样能达到上述效果。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1及图3所示,限位部件43包括限位轴承431及光轴432,限位轴承431固定设置于工艺腔室1的顶板上,光轴432滑动限位于限位轴承431内,并且光轴432的顶端与线圈结构41连接。具体来说,限位轴承431可以采用直线轴承,该限位轴承431底部通过螺栓与工艺腔室1的顶板连接,并且整体沿竖直方向延伸设置,即限位轴承431的轴向与法拉第筒3的轴向平行设置。光轴432采用表面较为光洁金属杆制成,光轴432的底端滑动设置于限位轴承431内,顶端与线圈结构41固定连接,并且能跟随线圈结构41升降,限位轴承431通过与光轴432的配合对线圈结构41进行限位。采用上述设计,不仅能降低本申请实施例应用及维护成本,而且还能降低由于摩擦造成的颗粒污染,从而提高本申请实施例的安全性及稳定性。但是本申请实施例并不限定限位部件43的具体结构,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图4A及图4B所示,驱动连杆422包括有驱动横杆及连接竖杆,驱动横杆的一端与驱动部421连接,另一端与连接竖杆的顶端连接,连接竖杆的底端与线圈结构41连接,并且连接竖杆的轴向与法拉第筒3的轴向平行设置。具体来说,驱动连杆422例如采用绝缘材质制成,但是本申请实施例并不限定具体材质。其中,驱动连杆422的驱动横杆的一端与驱动部421的底部连接,另一端朝向法拉第筒3所在的位置延伸设置,并且与驱动连杆422的连接竖杆的顶端连接,以使连接竖杆能靠近法拉第筒3设置,连接竖杆的底端与线圈结构41连接。采用上述设计,使得驱动连杆422结构简单且较为合理,从而避免驱动连杆422及线圈结构41与法拉第筒3之间发生机械干涉,以进一步提高稳定性及降低故障率。需要说明的是,本申请实施例并不限定驱动连杆422的具体结构,例如驱动横杆与连接竖杆之间采用一体结构或者分体式结构。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1至图3所示,驱动部421为伸缩缸,驱动部421的缸体固定设置于隔板61上,驱动部421的伸缩轴与驱动横杆的端部连接。具体来说,驱动部421可以采用伸缩缸,并且驱动部421具体可以采用伸缩气缸。驱动部421的缸体位于保护罩6的隔板61的上方,驱动部421的伸缩轴穿过隔板61后与驱动连杆422连接,可以避免线圈结构41在实际运行时对驱动部421造成影响,从而提高安全及稳定性,但是本申请实施例并不以此为限。采用上述设计,使得本申请实施例控制逻辑较为简单,使得线圈结构41可以一次性移动到位,从而进一步提高工艺速率;另外采用上述设计还能大幅降低应用及维护成本。但是本申请实施例并不以此为限,例如驱动部421还可以采用液压伸缩缸同样能实现上述功能。因此本申请实施例并不以此为限,本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中,如图1至图3所示,介质套筒2包括陶瓷材质或者石英材质的套筒结构,进气组件5包括有金属材质的盖板,盖板盖合于介质套筒2的顶端,介质套筒2的底端与工艺腔室1的顶板连接。具体来说,介质套筒2可以采用陶瓷材质或者石英材质制成的套筒结构。进气组件5可以包括有金属材质制成的盖板,例如盖板采用铝合金材质制成的圆板形结构,进气组件5的盖板盖合于介质套筒2及法拉第筒3的顶端,并且将介质套筒2密封以使套筒23内形成真空环境。进气组件5的盖板上可以设置有进气结构,该进气结构与气源连接以用于向介质套筒2内通入工艺气体,但是本申请实施例并不以此为限。介质套筒2可以采用陶瓷材质或者石英材质制成,不仅能提高其与线圈结构41之间的耦合效率,从而提高工艺速率,而且还能降低应用及维护成本,并且提高本申请实施例的适用性及适用范围。
应用本申请实施例,至少能够实现如下有益效果:
本申请实施例通过使线圈结构可滑动的套设于法拉第筒的外周,并且通过驱动结构带动线圈结构沿法拉第筒轴向移动,使线圈结构能够在第一位置与第二位置之间移动,以及第一位置对应于介质套筒的中部位置,第二位置则靠近工艺腔室的顶板处。在开始执行工艺时,使线圈结构位于第一位置,由于进气组件及工艺腔室的顶板均接地设置,使得线圈结构的接地电容变小,从而使施加到线圈结构的电压变小以大幅提高点火速率;在执行工艺时,由于线圈结构距离承载装置较近能缩短等离子体到达晶圆的路径,减少自由基的复合以大幅提高刻蚀速率。采用上述设计,使得本申请实施例不仅能提高点火速率,而且还能大幅提高刻蚀速率,从而大幅提高本申请实施例的工艺速率及良率。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括:工艺腔室、介质套筒、法拉第筒、线圈结构、驱动结构及进气组件;
所述工艺腔室内设置有承载晶圆的承载装置;所述进气组件设置于所述介质套筒的顶端,用于将工艺气体输送至所述介质套筒内;所述介质套筒的底端连接于所述工艺腔室的顶板且与所述工艺腔室连通,所述进气组件和所述工艺腔室的所述顶板均接地设置;
所述法拉第筒套设于所述介质套筒的外周,并且所述法拉第筒的周壁上开设有多个沿周向均布的开口结构;
所述线圈结构套设于所述法拉第筒的外周,并且与所述驱动结构相连,所述驱动结构驱动所述线圈结构沿所述法拉第筒的轴向移动,以使所述线圈结构在第一位置及第二位置之间移动,并且所述第一位置位于所述介质套筒的中部,所述第二位置靠近所述工艺腔室的所述顶板,且所述第二位置与所述顶板的距离能够避免所述线圈结构和所述顶板打火。
2.如权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述开口结构沿所述法拉第筒轴向延伸设置,并且包括自上至下设置的第一开口部、连通部及第二开口部,所述第一开口部、所述第二开口部以及所述连通部沿所述法拉第筒周向分别具有第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸,所述第一尺寸和所述第二尺寸均大于所述第三尺寸。
3.如权利要求2所述的半导体工艺设备,其特征在于,多个所述开口结构的开口总面积为所述法拉第筒外周面积的25%~31%。
4.如权利要求2所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述线圈结构在第一位置与多个所述连通部在水平方向上对齐设置;所述线圈结构在第二位置与多个所述第二开口部在水平方向对齐设置。
5.如权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述半导体工艺设备还包括有保护罩,所述保护罩的底端与所述工艺腔室的顶板连接,并且包覆于所述介质套筒、法拉第筒、线圈结构、驱动结构及进气组件的外周。
6.如权利要求5所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述驱动结构包括驱动部及驱动连杆,所述保护罩内且位于所述进气组件的上方设置有隔板,所述驱动部与所述隔板固定连接,所述驱动连杆的顶端与所述驱动部连接,底端与所述线圈结构顶部的一端连接,所述驱动部通过所述驱动连杆带动所述线圈结构垂直升降。
7.如权利要求6所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述驱动结构还包括有限位部件,所述限位部件设置于所述工艺腔室的顶板上,并且与所述线圈结构的底部一端连接,用于限定所述线圈结构垂直升降。
8.如权利要求7所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述限位部件包括限位轴承及光轴,所述限位轴承固定设置于所述工艺腔室的顶板上,所述光轴滑动限位于所述限位轴承内,并且所述光轴的顶端与所述线圈结构连接。
9.如权利要求6所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述驱动连杆包括有驱动横杆及连接竖杆,所述驱动横杆的一端与所述驱动部连接,另一端与所述连接竖杆的顶端连接,所述连接竖杆的底端与所述线圈结构连接,并且所述连接竖杆的轴向与所述法拉第筒的轴向平行设置。
10.如权利要求9所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述驱动部为伸缩缸,所述驱动部的缸体固定设置于所述隔板上,所述驱动部的伸缩轴与所述驱动横杆的端部连接。
11.如权利要求1至10的任一所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述介质套筒包括陶瓷材质或者石英材质的套筒结构,所述进气组件包括有金属材质的盖板,所述盖板盖合于所述介质套筒的顶端,所述介质套筒的底端与所述工艺腔室的顶板连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210092315.8A CN114446759B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 半导体工艺设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210092315.8A CN114446759B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 半导体工艺设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114446759A CN114446759A (zh) | 2022-05-06 |
CN114446759B true CN114446759B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=81369201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210092315.8A Active CN114446759B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 半导体工艺设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114446759B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5614055A (en) * | 1993-08-27 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD and etching reactor |
JPH11185995A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ処理装置 |
JP2002343776A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 誘導結合プラズマ処理装置 |
KR100783071B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2007-12-07 | 세메스 주식회사 | 패러데이 실드 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치 |
CN106653549A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种半导体加工设备 |
CN106711007A (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种感应耦合型等离子体处理装置 |
CN113113280A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 具有开合法拉第组件的等离子体处理系统及其开合法拉第组件 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008288437A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
-
2022
- 2022-01-26 CN CN202210092315.8A patent/CN114446759B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5614055A (en) * | 1993-08-27 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD and etching reactor |
JPH11185995A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマ処理装置 |
JP2002343776A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 誘導結合プラズマ処理装置 |
KR100783071B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2007-12-07 | 세메스 주식회사 | 패러데이 실드 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치 |
CN106653549A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种半导体加工设备 |
CN106711007A (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种感应耦合型等离子体处理装置 |
CN113113280A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 具有开合法拉第组件的等离子体处理系统及其开合法拉第组件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114446759A (zh) | 2022-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4928055B2 (ja) | プラズマを閉じ込める処理室構成 | |
US7491649B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
US8525419B2 (en) | High voltage isolation and cooling for an inductively coupled plasma ion source | |
CN101150909B (zh) | 等离子体约束装置 | |
KR20040014130A (ko) | 챔버 배기장치내의 플라즈마용 자기 배리어 | |
EP0670587B1 (en) | Plasma asher with microwave trap | |
US20150200075A1 (en) | Plasma Reactor with Inductive Excitation of Plasma and Efficient Removal of Heat from the Excitation Coil | |
US20020038791A1 (en) | Plasma processing method and apparatus | |
JP2007110135A (ja) | プラズマ閉込め装置及びプラズマの閉込め方法 | |
KR20080077670A (ko) | 유도성으로 결합된 고주파 플라즈마 플러드 건을 제공하기위한 기법 | |
KR101065450B1 (ko) | 이온원 장치 및 그 장치를 위한 전자 에너지 최적화 방법 | |
EP1422738A2 (en) | Magnetron for microwave oven | |
KR20150036045A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
CN114446759B (zh) | 半导体工艺设备 | |
WO2007117122A1 (en) | Compound plasma source and method for dissociating gases using the same | |
CN114446761A (zh) | 半导体工艺设备 | |
KR102526862B1 (ko) | 플라즈마 소스 | |
KR970072169A (ko) | 플라즈마 식각 장치 | |
CN112713075A (zh) | 等离子体隔离环、等离子体处理装置与基片处理方法 | |
CN116997068B (zh) | 用于磁控溅射镀膜的等离子发生器及磁控溅射镀膜机 | |
KR101446554B1 (ko) | 다중 방전관 어셈블리를 갖는 플라즈마 챔버 | |
CN110660635A (zh) | 工艺腔室和半导体处理设备 | |
KR20070025543A (ko) | 분리된 상부링을 갖는 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치 | |
CN112530776B (zh) | 一种等离子体处理装置 | |
CN112530775A (zh) | 一种等离子体处理装置 |
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 |