CN114975162A - 外延-刻蚀一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种外延‑刻蚀一体机，所述一体机包括：至少一外延装置，用于执行外延操作；至少一刻蚀装置，用于执行刻蚀操作；其中，所述外延装置与所述刻蚀装置分离设置。通过将外延装置与刻蚀装置一体化设置，在制备需要进行多次外延、刻蚀的半导体结构时，不需要进行多次破真空、抽真空操作，就可以完成半导体结构的制备，提高设备生产效率、减少晶圆转运风险、简化工艺过程。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种外延-刻蚀一体机。
背景技术
随着半导体技术的发展，半导体的结构设计越来越复杂，工艺流程也越来越繁琐。在很多半导体结构中，需要进行多次外延与刻蚀操作，在制备过程中，需要在外延设备与刻蚀设置中多次转移，腔室需要进行多次的破真空及抽真空操作，导致设备生产效率低，晶圆在多次转送中也存在暴露于空气中的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外延-刻蚀一体机，用于解决上述现有技术中设备生产效率低的问题。
基于以上考虑，本发明提供一种外延-刻蚀一体机，所述一体机包括：
至少一外延装置，用于执行外延操作；
至少一刻蚀装置，用于执行刻蚀操作；
其中，所述外延装置与所述刻蚀装置分离设置。
可选地，所述刻蚀装置包括等离子体刻蚀装置、反应离子刻蚀装置中的任意一种。
可选地，所述一体机还包括一传送腔室，所述传送腔室至少包括传送腔体及机械手臂，所述机械手臂用于将待处理晶圆在所述传送腔体、外延装置及刻蚀装置之间传送。
可选地，所述外延装置与刻蚀装置设有各自独立的真空系统。
可选地，所述一体机包括至少两台外延装置，分别进行p型外延操作及n型外延操作。
可选地，所述外延装置用于进行硅外延。
可选地，所述刻蚀装置用于进行硅和/或硅氧化物刻蚀。
可选地，所述传送腔体内设有氮气或/和惰性气体管路，以使腔体内有氮气或/和惰性气体保护。
可选地，所述传送腔体设有真空系统，以在进行晶圆传送时保持与外延装置或刻蚀装置相同的真空度。
可选地，所述一体机还包括预处理腔室，设置于所述传送腔体周围，以对待处理晶圆进行预处理操作。
可选地，所述外延装置与刻蚀装置围绕所述传送腔体设置。
本发明的，具有以下有益效果：
通过将外延装置与刻蚀装置一体化设置，在制备需要进行多次外延、刻蚀的半导体结构时，不需要多次破真空、抽真空操作，就可以完成半导体结构的制备，提高设备生产效率、减少晶圆转运风险、简化工艺过程。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1显示为本发明提供外延-刻蚀一体机的结构示意图。
图2显示为本发明提供的外延-刻蚀一体机用于形成第一沟槽的结构示意图。
图3显示为本发明提供的提供的外延-刻蚀一体机用于形成第一外延层的结构示意图。
图4显示为本发明提供的外延-刻蚀一体机用于形成第二沟槽的结构示意图。
图5显示为本发明提供的外延-刻蚀一体机用于形成第二外延层的结构示意图。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置（模块）或步骤。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的方法进行详细描述。
本发明提供一种外延-刻蚀一体机，包括：至少一外延装置，用于执行外延操作；至少一刻蚀装置，用于执行刻蚀操作；外延装置与刻蚀装置分离设置。在本实施例中，如图1所示，设置有4台外延装置，包括外延装置101、外延装置102、外延装置103、外延装置104，设置有一台刻蚀装置200。当然，在其他实施例中，外延装置与刻蚀装置的数量与排布可以根据需要进行设置，在此不做限制。
在本实施例中，还包括一互锁真空腔400，用于将晶圆放置于外延-刻蚀一体机内。
在本实施例中，还包括一传送腔室300，传送腔室300至少包括一传送腔体及一机械手臂301。机械手臂301用于将待处理晶圆在互锁真空腔400、传送腔室300、外延装置101、102、103、104及刻蚀装置200之间传送。
在本发明提供的外延-刻蚀一体机中，外延装置101、102、103、104与刻蚀装置200设有各自独立的真空系统，以便于独立进行外延操作或刻蚀操作。传送腔室300也具有独立的真空系统，以便在晶圆转移过程中，保持与外延装置或刻蚀装置相同的真空度，在不破真空的前提下在同一真空系统内部完成外延和刻蚀操作。
作为示例，传送腔室300内还设置有惰性气体或氮气气体管路，用于在转送晶圆时，对晶圆进行气体保护，防止晶圆在转移时被污染或者被氧化。
外延-刻蚀一体机还可以设置预处理腔室（未示出），与传送腔室连接，用于对晶圆进行预处理。预处理腔室可以为清洗腔室或加热腔室或其他根据需要进行设置的腔室。清洗腔室可以根据需要对晶圆进行清洗，加热腔室可以根据需要对晶圆进行加热。
作为示例，外延装置101、102、103、104和刻蚀装置200设置于传送腔室300的周围，以便于进行晶圆的转移和传送。当然，外延装置和刻蚀装置也可以根据需要进行设置，如呈“一”字排列等。
在本实施例中，外延装置主要进行硅外延操作，刻蚀装置主要进行硅、硅氧化物的刻蚀。在本实施例中，外延装置分别进行p型外延操作和n型外延操作，即外延装置101、102进行p型外延操作，外延装置103、104进行n型外延操作。
本发明提供外延-刻蚀一体机，可以具体用于CMOS图像传感器中感光区的形成，参照图2~图5，其具体操作方法为：
根据光阻图形12，采用刻蚀装置刻蚀半导体衬底11形成第一沟槽13，如图2所示；
通过传送腔室将晶圆转移至外延装置，采用外延装置在第一沟槽13表面进行第一外延，形成第一外延层14，如图3所示；
通过传送腔室将晶圆转移至刻蚀装置，采用刻蚀装置对第一外延层14和半导体衬底11进行自对准刻蚀，形成第二沟槽15，如图4所示；
通过传送腔室将晶圆转移至外延装置，采用外延装置在第一外延层14和第二沟槽表面15进行第二外延，形成第二外延层16，第二外延层16、第一外延层14与半导体衬底11形成感光区域17，如图5所示。
当然，本发明所提供的外延-刻蚀一体机，还可以用于制备其他需要进行多次刻蚀、外延步骤的半导体结构，图2至图5仅是给出的一种示例。
综上所述，本发明提供一种外延-刻蚀一体机，所述一体机包括：至少一外延装置，用于执行外延操作；至少一刻蚀装置，用于执行刻蚀操作；其中，所述外延装置与所述刻蚀装置分离设置。通过将外延装置与刻蚀装置一体化设置，在制备需要进行多次外延、刻蚀的半导体结构时，不需要进行多次破真空、抽真空操作，就可以完成半导体结构的制备，提高设备生产效率、减少晶圆转运风险、简化工艺过程。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (11)
1.一种外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述一体机包括：
至少一外延装置，用于执行外延操作；
至少一刻蚀装置，用于执行刻蚀操作；
其中，所述外延装置与所述刻蚀装置分离设置。
2.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述刻蚀装置包括等离子体刻蚀装置、反应离子刻蚀装置中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述一体机还包括一传送腔室，所述传送腔室至少包括传送腔体及机械手臂，所述机械手臂用于将待处理晶圆在所述传送腔体、外延装置及刻蚀装置之间传送。
4.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述外延装置与刻蚀装置设有各自独立的真空系统。
5.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述一体机包括至少两台外延装置，分别进行p型外延操作及n型外延操作。
6.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述外延装置用于进行硅外延。
7.根据权利要求1所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述刻蚀装置用于进行硅和/或硅氧化物刻蚀。
8.根据权利要求3所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述传送腔体内设有氮气或/和惰性气体管路，以使腔体内有氮气或/和惰性气体保护。
9.根据权利要求3所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述传送腔体设有真空系统，以在进行晶圆传送时保持与外延装置或刻蚀装置相同的真空度。
10.根据权利要求3所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述一体机还包括预处理腔室，设置于所述传送腔体周围，以对待处理晶圆进行预处理操作。
11.根据权利要求3所述的外延-刻蚀一体机，其特征在于，所述外延装置与刻蚀装置围绕所述传送腔体设置。
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