CN208521893U - 半导体干式蚀刻机台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于半导体技术领域，具体为一种半导体干式蚀刻机台该机台包括依次设置的气闸室、真空传输室以及工艺腔，气闸室通过氮气管二连通于氮气源一；氮气管二上设有氮气阀门一；真空传输室与工艺腔均通过氮气管一连通于氮气源二；真空传输室通过支管组(第一支管与第二支管的组合)与氮气管一连通，支管组包括并列设置的第一支管与第二支管以及第三支管，第一支管与氮气管一连通；第一支管上同时设有压力控制器与氮气阀门二；第二支管通过氮气阀门三与所述氮气管一连通；工艺腔通过第三支管连通于氮气管一，第三支管上设有氮气阀门四。通过改进氮气管道设计，可以简单又有效率地预防硅片产品缺陷的产生并达到降低生产成本的效益。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体技术领域，具体为一种半导体干式蚀刻机台。
背景技术
刻蚀技术(etching technique)，是在半导体工艺，按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术。刻蚀技术不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺，而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工，刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。
干刻蚀是一类较新型刻蚀技术，但迅速为半导体工业所采用。目前半导体干式蚀刻机台中真空传输室、气闸室与工艺腔的氮气泄气管均采用单一氮气源供此三模组使用之设计，当气闸室开启氮气阀门时，真空传输室会因氮气流量瞬间减少导致真空传输室真空压力骤降；反之，当气闸室关闭氮气阀门时，真空传输室会因氮气流量瞬间增大导致真空传输区室真空压力暴升，此现象将会造成真空传输室压力差变化过大问题，从图1硅片冷却暂存区泄气阀开启/关闭时，真空传输室压力走势图可以看出，当硅片冷却暂存区泄气阀开启的时候，真空传输室压力出现峰值A，当硅片冷却暂存区泄气阀关闭的时候，真空传输室压力出现峰谷B，其中压力波动幅度大于15毫托。
在硅片蚀刻工艺过程中，真空传输室压力差变化越大，微尘分子扬起越大，从图5可以看出，这些灰尘会落到硅片上，造成硅片产品缺陷。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，减少硅片产品缺陷，本实用新型提供半导体干式蚀刻机台及其工艺流程。
为实现上述技术目的，本实用新型采取的具体的技术方案为，一种半导体干式蚀刻机台，包括依次设置的气闸室、真空传输室以及工艺腔；所述气闸室通过氮气管二连通于氮气源一；所述氮气管二上设有氮气阀门一；所述真空传输室与所述工艺腔均通过氮气管一连通于氮气源二；所述真空传输室通过支管组(第一支管与第二支管的组合)与所述氮气管一连通，所述支管组包括并列设置的第一支管与第二支管以及第三支管，所述第一支管与所述氮气管一连通；所述第一支管上同时设有压力控制器与氮气阀门二；所述第二支管通过氮气阀门三与所述氮气管一连通；所述工艺腔通过所述第三支管连通于所述氮气管一，所述第三支管上设有氮气阀门四。
作为本实用新型改进的技术方案，还包括装载端口，所述装载端口的一端设于所述工艺腔的进口端，用于向所述气闸室输入待加工硅片，所述装载端口的另一端设置于所述工艺腔的出口端，用于装载从所述气闸室输出的已工艺硅片。
作为本实用新型改进的技术方案，还包括硅片对齐模块，设于所述装载端口与所述气闸室之间。
作为本实用新型改进的技术方案，还包括大气传输组件，所述大气传输组件包括大气传输手臂，所述大气传输手臂用于实现待加工硅片在所述装载端口与所述气闸室之间的传输。
作为本实用新型改进的技术方案，所述真空传输室内设有真空传输手臂，所述真空传输手臂实现待加工硅片在所述气闸室、所述真空传输室与所述工艺腔间的运输。
作为本实用新型改进的技术方案，还包括硅片冷却暂存区，设置在所述气闸室相对于所述真空传输室的另一端，用于暂时放置已完成刻蚀工艺的硅片。
作为本实用新型改进的技术方案，还包括操作界面，用于实现控制蚀刻机台的运行状态。
有益效果
本实用新型通过改变氮气管道设计，改变了真空传输室压力差过大的问题，当硅片冷却暂存区泄气阀关闭或者开启时，真空传输室压力震荡范围远远小于5毫托，解决了压力震荡对硅片产品质量的影响；
本实用新型通过优化半导体干式蚀刻机台硬件的设计，可以简单又有效率地预防硅片产品缺陷的产生，并达到降低生产成本的效益。
附图说明
图1未改进氮气管道时真空传输室压力走势图；
图2改进氮气管道后真空传输室压力走势图；
图3半导体干式蚀刻机台俯视图；
图4氮气管道改进后工作流程示意图；
图5未改进氮气管道时硅片表面示意图；
图6改进氮气管道后硅片表面示意图。
图中，1、装载端口；2、大气传输组件；2a、大气传输手臂；3、硅片冷却暂存区；4、气闸室；5、真空传输室；5a、真空传输手臂；6、工艺腔；7、硅片对齐模块；8、操作界面；9a、氮气管一；9a1、第一支管；9a11、氮气阀门二；9a12、压力控制器；9a2、第二支管；9a21、氮气阀门三；9a3、第三支管；9a31、氮气阀门四；9b、氮气管二；9b1、氮气阀门一；10a、氮气源二；10b、氮气源一。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
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)具有与本实用新型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定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
从图3可以看出，使用者通过操作界面8上键盘和鼠标对操作界面8内软件进行操作，首先，使大气传输组件2内大气传输手臂2a进行运动，精准地从装载端口1的一端取出待加工的硅片，经过硅片对齐模块7后，由硅片对齐模块7对齐每片硅片缺角角度，使每片硅片保持工艺一致性地进入气闸室4；然后，确认氮气阀门一9b1为关闭状态，确保氮气源一10b不再通过氮气管二9b向气闸室4输入氮气后，再将气闸室4进行抽气处理，至到气闸室4达到真空状态；当气闸室4达到真空状态后，真空传输室5的真空传输手臂将硅片从气闸室4取出，进入真空传输室5，这段期间，真空传输室5内的压力通过氮气管一9a上第一支管9a1设置的压力控制器9a12进行控制，致使真空传输室5内压力控制在40±2.5毫托。由于真空传输室5和气闸室4分别通过氮气管一9a和氮气管二9b与不同的氮气源相连，这样不会因为气闸室4内氮气阀门的开启与关闭导致真空传输室5内压力大幅波动，也即不会造成微尘扬起并附着在硅片上，避免了因为真空传输室5压力波动过大而造成的硅片产品缺陷。随后再将用真空传输手臂5a将硅片从真空传输室5传入工艺腔6进行刻蚀工艺处理。
刻蚀工艺完成后，真空传输手臂5a又从工艺腔6取出的硅片，送入气闸室4，此时开启氮气管二9b上的氮气阀门一9b1，气闸室4将进行泄气，直至气闸室4由真空状态至大气状态；当气闸室4达到大气状态后，这段期间，真空传输室5内的压力通过氮气管一9a上第一支管9a1设置的压力控制器9a12进行控制，使真空传输室5内部压力控制在40±2.5毫托，随后，大气传输组件2中的大气传输手臂2a从气闸室4取出硅片，经由大气传输手臂2a进入硅片冷却暂存区3，最后再经由大气传输手臂2a传回装载端口1，完成整个硅片刻蚀工艺流程。经过上述工艺处理后的硅片表面微尘点很少，见图6，成功地预防了硅片大量缺陷产品的产生，硅片产品缺陷数将从未改造氮气管到前的10颗缺陷数降至5颗缺陷数左右，大幅降低了硅片生产企业的成本。
从图4可以看出，半导体干式蚀刻机台的气闸室4通过氮气管二9b连通于氮气源一10b；氮气管二9b上设有氮气阀门一9b1，当气闸室4要进行真空状态至大气状态时，即在真空状态下将氮气阀门9b1开启后，氮气源一10b供给氮气经过氮气管二9b对气闸室4进行泄气至大气状态；真空传输室5与工艺腔6均通过氮气管一9a连通于氮气源二10a，当真空传输室5泄气至大气状态与控制真空状态压力与工艺腔6泄气至大气状态时，均由氮气源二10a供给氮气经过氮气管一9a给真空传输室5与工艺腔6使用；真空传输室5通过支管组(第一支管9a1与第二支管9a2的组合)与氮气管一9a连通，支管组包括并列设置的第一支管9a1与第二支管9a2以及第三支管9a3，第一支管9a1与氮气管一9a连通，当真空传输室5要泄压至(维修保养时)大气状态下时，氮气会由氮气管一9a经过第二支管9a2对真空传输室进行泄气；当真空传输室5在一般真空状态下时，作为压力控制的来源的氮气由氮气管一9a经过第一支管9a1对真空传输室进行压力控制；第一支管9a1上同时设有压力控制器9a12与氮气阀门二9a11，因第一支管9a1传输氮气为供给真空传输室5控制压力使用，所以在一般真空状态下氮气阀门二9a11会持续开启，使氮气经由第一支管9a1进入压力控制器9a12运算氮气流量后，流入真空传输室5后使得真空传输室5压力稳定于40±2.5毫托；第二支管9a2通过氮气阀门三9a21与氮气管一9a连通，当真空传输室5要泄气至(维修保养时)大气状态时，将氮气阀门三9a21开启后，氮气源二10a供给氮气经由氮气管一9a经过第二支管9a2进入真空传输室5进行泄气至(维修保养时)大气状态使用；工艺腔6通过第三支管9a3连通于氮气管一9a，第三支管9a3上设有氮气阀门四9a31，当工艺腔6要泄气至(维修保养时)大气状态时，将氮气阀门四9a31开启后氮气源二10a供给氮气经由氮气管一9a经过第三支管9a3进入工艺腔6进行泄气至(维修保养时)大气状态使用，因真空传输室5在一般状态下均维持在40±2.5毫托的压力下，所以在一般真空状态下氮气阀门二9a11会持续开启，使氮气源二10a的氮气会经由第一支管9a1进入压力控制器9a12运算氮气流量后流入真空传输室5后，致使真空传输室5压力稳定于40±2.5毫托。其中，第一支管9a1主要负责氮气进入真空传输室5执行压力控制的管路通道；氮气阀门二9a11主要负责氮气进入真空传输室5的开关阀件，一般正常状态(真空状态)下为持续开启的；第二支管9a2主要负责氮气进入真空传输室5执行泄气至(维修保养时)大气状态的管路通道；氮气阀门三9a21主要负责氮气进入真空传输室5的开关阀件，一般正常状态(真空状态)下为持续关闭的，倘若真空传输室5要执行泄气至(维修保养时)大气状态下的话，氮气阀门三9a21则会开启，氮气阀门二9a11则会关闭，目前在本实用新型的技术改善案中所提及的氮气均使用在气闸室4、真空传输室5与工艺腔6供泄气至大气状态以及真空传输室5控制真空状态下压力的这两种来源使用。
本实用新型通过改善目前半导体干式蚀刻机台中氮气管道的设计，使得半导体干式蚀刻机台的真空传输室和工艺腔与气闸室分别与不同的氮气源相连，致使气闸室氮气阀门开启或关闭时，不会导致真空传输室的压力出现大幅波动，避免了因真空传输室压力大幅波动导致的硅片缺陷的产生，大大降低了硅片生产企业的成本。
以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种半导体干式蚀刻机台，包括依次设置的气闸室、真空传输室以及工艺腔；其特征在于，所述气闸室通过氮气管二连通于氮气源一；所述氮气管二上设有氮气阀门一；所述真空传输室与所述工艺腔均通过氮气管一连通于氮气源二；所述真空传输室通过由第一支管与第二支管的组合而成的支管组与所述氮气管一连通，所述支管组包括并列设置的所述第一支管与所述第二支管以及第三支管，所述第一支管与所述氮气管一连通；所述第一支管上同时设有压力控制器与氮气阀门二；所述第二支管通过氮气阀门三与所述氮气管一连通；所述工艺腔通过所述第三支管连通于所述氮气管一，所述第三支管上设有氮气阀门四。
2.根据权利要求1所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，还包括装载端口，所述装载端口的一端设于所述工艺腔的进口端，用于向所述气闸室输入待加工硅片，所述装载端口的另一端设置于所述工艺腔的出口端，用于装载从所述气闸室输出的已工艺硅片。
3.根据权利要求2所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，还包括硅片对齐模块，设于所述装载端口与所述气闸室之间。
4.根据权利要求2所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，还包括大气传输组件，所述大气传输组件包括大气传输手臂，所述大气传输手臂用于实现待加工硅片在所述装载端口与所述气闸室之间的传输。
5.根据权利要求1所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，所述真空传输室内设有真空传输手臂，所述真空传输手臂实现待加工硅片在所述气闸室、所述真空传输室与所述工艺腔间的运输。
6.根据权利要求1所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，还包括硅片冷却暂存区，设置在所述气闸室相对于所述真空传输室的另一端，用于暂时放置已完成刻蚀工艺的硅片。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体干式蚀刻机台，其特征在于，还包括操作界面，用于实现控制蚀刻机台的运行状态。
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