CN213212104U - 等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子体处理装置包括：反应腔，其包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁具有基片传输口，所述基片传输口的顶部到反应腔底部具有第一距离；可移动下电极组件，设于所述反应腔内底部，用于承载待处理基片；等离子体约束装置，环绕设于所述可移动下电极组件的外围，其底部到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离；遮挡板，位于所述可移动下电极组件与反应腔侧壁之间，用于密封所述基片传输口；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板移动以密封所述基片传输口。所述等离子体处理装置能够降低颗粒污染，并能保证传片路径的畅通，且能提高待处理基片不同相位角上的刻蚀均匀性。

Description

等离子体处理装置

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，尤其涉及一种等离子体处理装置。

背景技术

在半导体器件制造的各种工序中，等离子体处理是将待处理基片加工成设计图案的关键工艺。在典型的等离子体处理工艺中，工艺气体在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场(电容耦合或者电感耦合)作用后与待处理基片表面发生物理轰击作用及化学反应，从而对待处理基片表面进行处理。

通常在等离子体处理装置的反应腔侧壁设置基片传输口，所述基片传输口用于实现待处理基片的传进或者传出，然而，所述反应腔侧壁易堆积颗粒污染物，当基片传输的过程中，堆积的颗粒污染物跌落在待处理基片的表面，将造成待处理基片的污染，影响，待处理基片的良率。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种等离子体处理装置，以减少颗粒污染，并能保证传片路径的畅通，且能提高待处理基片不同相位角上的刻蚀均匀性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种等离子体处理装置，包括：反应腔，其包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁具有基片传输口；可移动下电极组件，设于所述反应腔内底部，用于承载待处理基片；等离子体约束装置，环绕设于所述可移动下电极组件的外围；遮挡板，位于所述可移动下电极组件与反应腔侧壁之间，用于密封所述基片传输口；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板上下移动。

可选的，所述基片传输口的顶部到反应腔底部具有第一距离；所述等离子体约束装置的底部到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。

可选的，所述第一驱动装置还用于驱动所述可移动下电极组件上下移动。

可选的，还包括：第二驱动装置，用于驱动所述可移动下电极组件上下移动。

可选的，具有所述基片传输口的反应腔侧壁包括：位于所述基片传输口上方的第一侧壁部和位于所述基片传输口下方的第二侧壁部，沿平行于所述可移动下电极组件的表面，所述第一侧壁部的尺寸大于第二侧壁的尺寸；利用所述第一驱动装置使遮挡板密封基片传输口时，所述遮挡板顶部抵着所述第一侧壁部的下方。

可选的，所述基片传输口的周围设有台阶；所述遮挡板包括第一遮挡部和由第一遮挡部底部向外延伸的第二遮挡部；还包括：位于所述第一遮挡部和第二遮挡部表面的密封装置，当所述遮挡板密封所述基片传输口时，所述密封装置与台阶贴合。

可选的，所述第一驱动装置包括：驱动杆、滑板、滑轮和可压缩件，所述驱动杆的一端连接驱动器，另一端连接滑板，所述滑板具有滑面，所述滑轮可沿滑面运动，且所述滑面自上而下到反应腔侧壁的距离逐渐减小，所述滑轮的另一端与遮挡板连接，且所述滑板的上方通过可压缩件与等离子体约束装置固定。

可选的，还包括：安装基板，设于所述反应腔的顶部；气体喷淋头，位于所述安装基板的下方，与所述可移动下电极组件相对设置，用于向反应腔内输送反应气体。

可选的，还包括：机械手装置，用于取出或者放置待处理基片。

可选的，还包括：真空泵，用于使所述反应腔内为真空环境。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型技术方案提供的等离子体处理装置中，尽管所述基片传输口的位置低于所述等离子体约束装置，且反应腔侧壁不加热，使所述基片传输口附近的温度较低，但是，当待处理基片被传输至可移动下电极组件上后进行工艺处理时，所述遮挡板用于遮挡所述基片传输口，使等离子体约束装置下方的颗粒污染难以堆积在基片传输口的侧壁，这样所述基片传输口的内侧壁较清洁，不易对传输过程中的基片造成颗粒污染。并且，可通过第一驱动装置驱动所述遮挡板上下移动，但需要传进或者传出待处理基片时，使遮挡板向下移动，以保证传片路径的畅通；另外，所述等离子体约束装置上方，所述反应腔侧壁上没有开始基片传输口，使待处理基片不同相位角上的刻蚀均匀性较好。综上，等离子体处理装置不仅能够降低颗粒污染，并能保证传片路径的畅通，且能提高待处理基片不同相位角上的刻蚀均匀性。

附图说明

图1为本实用新型一种等离子体处理装置的结构示意图；

图2为利用图1等离子体处理装置取放待处理基片的结构示意图；

图3为本实用新型另一种等离子体处理装置的结构示意图；

图4为本实用新型又一种等离子体处理装置的结构示意图；

图5为本实用新型再一种等离子体处理装置的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有等离子体处理装置对待处理基片的颗粒污染较严重，为此，本实用新型致力于提供一种等离子体处理装置，以降低待处理基片的颗粒污染，且能够保证传片路径的畅通，以下进行详细说明：

图1为本实用新型一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图1，等离子体处理装置1包括：反应腔，其包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁具有基片传输口110，所述基片传输口110到反应腔的底部具有第一距离；可移动下电极组件101，设于所述反应腔内底部，用于承载待处理基片W；等离子体约束装置105，环绕设于所述可移动下电极组件101的外围，其到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离；遮挡板103，位于所述可移动下电极组件101与反应腔侧壁之间，用于密封所述基片传输口110；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板103上下移动。

在本实施例中，所述等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理装置，所述等离子体处理装置还包括：安装基板111和位于所述安装基板111下方的气体喷淋头112，所述安装基板111和气体喷淋头112位于所述反应腔的顶部，且所述气体喷淋头112与可移动下电极组件101相对设置，所述气体喷淋头112用于向反应腔内输送反应气体。并且，所述等离子体处理装置还包括：真空泵(图中未示出)，用于使反应腔内为真空环境。所述气体喷淋头112作为反应腔的上电极，所述可移动下电极组件101包括基座(图中未示出)和位于基座上方的静电吸盘102，同时作为反应腔的下电极，所述上电极和所述下电极之间形成一反应区域。所述等离子体处理装置还包括至少一射频电源(图中未示出)，所述射频电源通过匹配网络(图中未示出)施加到所述上电极或下电极之一，在所述上电极和所述下电极之间产生射频电场，用以将反应气体解离为等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待处理基片W的表面发生多种物理和化学反应，使得待处理基片表面的形貌发生改变，即完成刻蚀过程。

对于电容耦合等离子体处理装置，射频回路的路径为：可移动下电极组件101传递至等离子体，再经等离子体传递至所述气体喷淋头112，再经所述气体喷淋头112传递至反应腔的顶部，再由反应腔的顶部传递至反应腔侧壁，所述反应腔侧壁接地形成射频回路。为了提高射频分布的均匀性，将基片传输口110设置在所述等离子体约束装置105的下方，即：所述基片传输口110到反应腔的底部具有第一距离，所述等离子体约束装置105到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离，这样，位于所述等离子体约束装置105上方的射频分布较均匀，有利于提高待处理基片W不同相位角上的刻蚀均匀性。

其中，所述基片传输口110用于实现待处理基片W的传进传出，所述等离子体处理装置还包括：阀板104，用于在反应腔的外面密封所述基片传输口110。

由于所述等离子体的温度较高，且等离子体位于所述可移动下电极组件101与气体喷淋头112之间，因此，所述等离子体约束装置105上方不易堆积颗粒污染物。但是，由于所述等离子体约束装置105下方因没有等离子体的存在温度较低而易堆积颗粒污染物。并且，对于电容耦合等离子体刻蚀装置，所述反应腔的侧壁通常不被加热，使得所述基片传输口110的内侧壁更加容易堆积颗粒污染物。

为了防止在所述基片传输口110周围堆积颗粒污染物，当对所述待处理基片W表面进行处理的过程中，利用第一驱动装置使所述遮挡板103向上移动以遮挡所述基片传输口110，这样即使所述等离子体约束装置105下方的温度较低，易产生颗粒污染，但是，由于基片传输口110被遮挡板103遮挡，使得基片传输口110处不易堆积颗粒污染，这样即便是所述阀板开关闭基片传输口110时产生轻微的晃动，也没有颗粒污染物跌落在待处理基片W的表面，因此，有利于提高待处理基片W的良率。

在本实施例中，具有所述基片传输口110的反应腔包括：位于所述基片传输口110上方的第一侧壁部100a和位于所述基片传输口110下方的第二侧壁部100b，沿平行于所述可移动下电极组件101的表面，所述第一侧壁部100a的尺寸大于第二侧壁部100b的尺寸，利用所述第一驱动装置驱动所述遮挡板103向上移动遮挡所述基片传输口110时，所述遮挡板103的顶部抵着所述第一侧壁部100a的底部，使所述基片传输口110能够被完全遮挡，使基片传输口110的内侧壁不会有等离子体的漏入，因此，基片传输口110处不易堆积颗粒污染，则后续通过基片传输口110传输待处理基片W时不易产生颗粒污染。

当需要传片时，可利用所述第一驱动装置使遮挡板103向下运动，使所述基片传输口110被打开，同时使所述可移动下电极组件101也向下移动，再利用机械手装置实现待处理基片W的取放。

在一种实施例中，所述可移动下电极组件101也通过第一驱动装置实现上下移动，这是因为：当需要对待处理基片W表面进行处理时，需使可移动下电极组件101朝向气体喷淋头112移动，使所述下电极组件101与气体喷淋头112之间的距离满足工艺要求。在对待处理基片表面进行工艺处理的过程中，同时也要求遮挡板103向上移动以遮挡所述基片传输口110，以防止基片传输口110的内侧壁堆积颗粒污染物；当待处理基片W表面完成处理后，需要将基片传出反应腔，此时要求所述下电极组件101向下移动，同时要求所述遮挡板103向下移动打开所述基片传输口110，由此可见，所述可移动下电极组件101和遮挡板103上下移动的需求是一致的，因此，所述可移动下电极组件101和遮挡板103可通过第一驱动装置实现上下移动，使得等离子体处理装置的复杂度较低，有利于降低成本。

在另一实施例中，所述等离子体处理装置还包括第二驱动装置(图中未示出)，所述可移动下电极组件101通过第二驱动装置实现上下移动，也即：所述可移动下电极组件101和遮挡板103通过不同的驱动装置进行驱动，两者之间相互不受影响。

在本实施例中，所述可移动下电极组件101在上下移动的过程中，等离子体约束装置105固定不动；所述等离子体约束装置105与可移动下电极组件101之间通过波纹管实现密封。

图2为利用图1等离子体处理装置取放待处理基片的结构示意图。

当所述待处理基片W表面被处理完成时，使所述可移动下电极组件101向下移动，所述遮挡板103向下移动，使所述基片传输口110被打开，机械手装置106伸入所述反应腔内，将待处理基片W取出，当机械手装置106承载处理后的基片移动至基片传输口110时，由于所述基片传输口110周围无颗粒污染物的堆积，因此，不会跌落在基片的表面，有利于提高基片的良率。

图3为本实用新型另一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图3，等离子体处理装置20包括：反应腔，其包括反应腔侧壁201，所述反应腔侧壁201具有基片传输口202，所述基片传输口202到反应腔200底部具有第一距离；可移动下电极组件203，设于所述反应腔200内底部，用于承载待处理基片W；等离子体约束装置204，环绕设于所述可移动下电极组件203的外围，其到反应腔200底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离；遮挡板205，位于所述可移动下电极组件203与反应腔200侧壁之间，用于密封所述基片传输口202；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板205移动以密封所述基片传输口202。

在本实施例中，具有所述基片传输口202的反应腔侧壁包括：位于所述基片传输口202上方的第一侧壁部201a和位于所述基片传输口202下方的第二侧壁部201b，沿平行于所述可移动下电极组件203的表面，所述第一侧壁部201a的尺寸等于第二侧壁部201b的尺寸；所述第一驱动装置使遮挡板205向上移动与基片传输口202相对，再使遮挡板205朝向基片传输口202运动以密封基片传输口202。为了使所述遮挡板205能够顺利的上下移动，所述遮挡板205与反应腔侧壁之间留有间隙。并且，在对待处理基片W处理的过程中，利用第一驱动装置使遮挡板205与基片传输口202相对设置后，便可阻挡颗粒污染物在基片传输口202处的堆积。当然为了更好地阻挡颗粒污染物在基片传输口202处的沉积，所述第一驱动装置还可以具有使遮挡板205朝向基片传输口202移动的功能以完全密封所述基片传输口202。

图4为本实用新型又一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图4，等离子体处理装置30包括：反应腔，其包括反应腔侧壁300，所述反应腔侧壁300具有基片传输口310，所述基片传输口310到反应腔底部具有第一距离；可移动下电极组件301，设于所述反应腔内底部，用于承载待处理基片W；等离子体约束装置305，环绕设于所述可移动下电极组件301的外围，其到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离；遮挡板303，位于所述可移动下电极组件301与反应腔侧壁300之间，用于密封所述基片传输口310；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板303移动以密封所述基片传输口310。

在本实施例中，所述基片传输口310的周围设有台阶302；所述遮挡板303包括第一遮挡部303a和由第一遮挡部303a底部向外延伸的第二遮挡部303b；还包括：位于所述第一遮挡部303a和第二遮挡部303b表面的密封装置，当所述遮挡板303密封所述基片传输口310时，所述密封装置与台阶302贴合，使所述基片传输口310完全被遮挡板303密封，则在对待处理基片W进行处理的过程中，所述基片传输口310的周围不易堆积颗粒污染，后续待处理基片W在基片传输口310进出时不易被污染，因此，有利于提高待处理基片W的良率。

图5为本实用新型再一种等离子体处理装置的结构示意图。

请参考图5，等离子体处理装置40包括：反应腔401，其包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁具有基片传输口402，所述基片传输口402到反应腔401底部具有第一距离；可移动下电极组件403，设于所述反应腔内401底部，用于承载待处理基片W；等离子体约束装置404，环绕设于所述可移动下电极组件403的外围，其到反应腔401底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离；遮挡板405，位于所述可移动下电极组件403与反应腔401侧壁之间，用于密封所述基片传输口402；第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板405移动以密封所述基片传输口402。

在本实施例中，所述第一驱动装置包括：驱动杆406a、滑板406、滑轮406c和可压缩件407，所述驱动杆406a的一端连接驱动器，另一端连接滑板406，所述滑板406具有滑面A，所述滑轮406c可沿滑面A运动，且所述滑面A自上而下到反应腔401侧壁的距离逐渐减小，所述滑轮406c的另一端与遮挡板405连接，且所述滑板的上方通过可压缩件407与等离子体约束装置404固定。这样，通过驱动器带动驱动杆406a，所述驱动杆406a顶起滑板406b、遮挡板405和可压缩件407向靠近等离子体约束装置404的方向移动，直至所述可压缩件407运动至等离子体约束装置404接触，此时所述基片传输口402相对设置。然后，继续施加向上的压力，使可压缩件407被压缩，所述滑轮406c将沿滑面A向下运动，由于所述滑板406b下端的滑面A到反应腔401侧壁的距离缩小，使得遮挡板405被横向推向基片传输口402，则所述基片传输口402被遮挡板405密封，因此，有利于防止基片传输口402处沉积颗粒污染物，有利于降低对待处理基片的污染。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离。本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：

反应腔，其包括反应腔侧壁，所述反应腔侧壁具有基片传输口；

可移动下电极组件，设于所述反应腔内底部，用于承载待处理基片；

等离子体约束装置，环绕设于所述可移动下电极组件的外围；

遮挡板，位于所述可移动下电极组件与反应腔侧壁之间，用于密封所述基片传输口；

第一驱动装置，用于驱动所述遮挡板移动以密封所述基片传输口。

2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述基片传输口的顶部到反应腔底部具有第一距离；所述等离子体约束装置的底部到反应腔底部具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。

3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一驱动装置还用于驱动所述可移动下电极组件上下移动。

4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：第二驱动装置，用于驱动所述可移动下电极组件上下移动。

5.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，具有所述基片传输口的反应腔侧壁包括：位于所述基片传输口上方的第一侧壁部和位于所述基片传输口下方的第二侧壁部，沿平行于所述可移动下电极组件的表面，所述第一侧壁部的尺寸大于第二侧壁部的尺寸；利用所述第一驱动装置使遮挡板密封基片传输口时，所述遮挡板顶部抵着所述第一侧壁部的下方。

6.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述基片传输口的端部设有台阶；所述遮挡板包括第一遮挡部和由第一遮挡部底部向外延伸的第二遮挡部；还包括：位于所述第一遮挡部和第二遮挡部表面的密封装置，当所述遮挡板密封所述基片传输口时，所述密封装置与台阶贴合。

7.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，具有所述基片传输口的反应腔侧壁包括：位于所述基片传输口上方的第一侧壁部和位于所述基片传输口下方的第二侧壁部，沿平行于所述可移动下电极组件的表面，所述第一侧壁部的尺寸等于第二侧壁部的尺寸；所述第一驱动装置使遮挡板向上移动与基片传输口相对，再使遮挡板朝向基片传输口运动以密封基片传输口。

8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括：驱动杆、滑板、滑轮和可压缩件，所述驱动杆的一端连接驱动器，另一端连接滑板，所述滑板具有滑面，所述滑轮可沿滑面运动，且所述滑面自上而下到反应腔侧壁的距离逐渐减小，所述滑轮的另一端与遮挡板连接，且所述滑板的上方通过可压缩件与等离子体约束装置固定。

9.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：安装基板，设于所述反应腔的顶部；气体喷淋头，位于所述安装基板的下方，与所述可移动下电极组件相对设置，用于向反应腔内输送反应气体。

10.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：机械手装置，用于取出或者放置待处理基片。

11.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：真空泵，用于使所述反应腔内为真空环境。

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