CN213242485U - 一种等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种等离子体处理装置，包括：反应腔主体，所述反应腔主体的顶部设置有等离子体通道板组件；所述等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件，所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量；位于所述等离子体通道板上方的等离子体发生单元。所述等离子体处理装置能够避免等离子体通道板在高温条件下损伤。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子体处理装置。
背景技术
在半导体制造中，涉及多道工序，每道工序都是由一定的设备和工艺来完成的。其中，等离子体反应常被用于半导体晶圆及其它基片的化学物理沉积、刻蚀以及光刻胶灰化去除等，常用的等离子体源包括ICP、CCP以及微波等产生方式。对于光刻胶灰化去除工艺，通常经过下述几个过程：1）将光刻胶旋涂到半导体衬底上；2）有针对性地将光刻胶层暴露在光线中进行显影，在半导体衬底的顶部形成特定的光刻胶图案，即部分待处理的半导体衬底暴露出来；3）刻蚀或者高剂量离子注入到半导体衬底的暴露部分；4）去除刻蚀或者高剂量离子注入过程中起到掩膜作用的光刻胶，即我们说的光刻胶灰化去除工艺。典型地，光刻胶灰化去除工艺包括两种类型：刻蚀过程结束后的光刻胶掩膜去除；高剂量离子注入过程结束后的光刻胶掩膜去除。对于光刻胶灰化去除工艺，通常不希望等离子体中的高能离子与光刻胶进行直接作用，而是期望通过等离子体中的化学活性自由基中间体与光刻胶之间产生高温化学反应。
一般地，光刻胶灰化反应腔体由等离子体产生室和晶圆处理室组成；为了防止光刻胶灰化去除过程中，等离子体中的高能离子对晶圆产生不可逆的物理轰击损伤（PlasmaInduced Damage），通常在等离子体产生室和晶圆处理室之间安装一个等离子体通道板：等离子体通道板为圆盘多孔结构，中性化学活性基团可自由通过，而带电离子碰到栅网后被淬灭掉（Quench）；穿过等离子体通道板的中性化学活性基团与高温晶圆托盘上的晶圆进行高温化学反应，去除晶圆表面的残余光刻胶。
然而，现有技术中的等离子体通道板在高温条件下容易损伤。
发明内容
本实用新型解决的问题是提供一种等离子体处理装置，能够避免等离子体通道板在高温条件下损伤。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种等离子体处理装置，包括：反应腔主体，所述反应腔主体的顶部设置有等离子体通道板组件；所述等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件，所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量；位于所述等离子体通道板上方的等离子体发生单元。
可选的，所述定位件的数量为若干个，所述定位件沿着所述等离子体通道板的周边均匀分布。
可选的，所述定位件的材料为塑性材料。
可选的，所述定位件与等离子体通道板为一体式结构。
可选的，所述定位件为弹簧。
可选的，所述弹簧的材料和所述等离子体通道板的材料一致。
可选的，所述等离子体通道板组件还包括：支撑件，所述支撑件位于所述等离子体通道板的边缘区域的底部，所述支撑件与所述反应腔主体固定连接。
可选的，所述支撑件为环状结构。
可选的，所述反应腔主体具有顶壁板，所述顶壁板中具有贯穿所述顶壁板的开口；所述等离子体通道板和所述定位件嵌在所述开口中；所述支撑件还延伸至部分所述顶壁板的下方；所述等离子体通道板组件还包括：紧固件，所述紧固件紧固所述支撑件至所述顶壁板。
可选的，还包括：位于所述反应腔主体内的晶圆夹持平台，所述晶圆夹持平台的表面适于放置晶圆；所述等离子体通道板的中心轴和所述晶圆夹持平台的中心轴重合。
与现有技术相比，本实用新型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，等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件。由于所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量，因此当所述等离子体通道板在高温条件下发生膨胀时，所述等离子体通道板会向外延伸并压缩所述定位件，使得等离子体通道板的应力得以释放，从而保证等离子体通道板的良好平整度，避免等离子体通道板损伤。
附图说明
图1是一种等离子体处理装置的剖面结构示意图；
图2是本实用新型一实施例中等离子体处理装置的剖面结构示意图；
图3是本实用新型一实施例中的等离子体通道板组件的俯视图；
图4是本实用新型另一实施例中等离子体通道板和定位件的俯视图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中的等离子体通道板在高温条件下容易损伤。
典型的结构如图1所示，等离子体处理装置包括：晶圆处理室3；晶圆托盘1；晶圆2；等离子体通道板4；等离子体通道板固定螺钉5；等离子体发生器6；等离子体产生室7；进气口8；出气口9。
等离子体通道板4通常的材料可以是导电材料，如Al或Si，也可以是绝缘材料，如陶瓷等。通常，等离子体通道板4通过固定螺钉固定到晶圆处理室3的腔体顶壁，并保持接地（以Al材料为例）。这种安装固定方式存在等离子体通道板4高温热形变应力释放问题，具体的，等离子体发生器6的高密度等离子体会持续对等离子体通道板4进行加热，等离子体通道板4内部会因高温产生热形变应力。通常等离子体通道板4顶面出现拉应力，等离子体通道板4底面出现压应力，结果导致等离子体通道板4中心面朝向等离子体发生器6的弯曲。当等离子体通道板4的温度由20℃被等离子体加热至200℃时，等离子体通道板4的径向膨胀量达到约2mm水平；为了释放这一膨胀量，等离子体通道板4的栅网面向等离子体方向的弯曲量将达到0.1mm水平。等离子体通道板4的通道板中心在“低温-高温-低温-高温-…”的循环膨胀-收缩过程中，可能会出现通道板中心微小的破裂损伤产生碎屑。进而导致晶圆的颗粒污染问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种等离子体处理装置，包括：反应腔主体，所述反应腔主体的顶部设置有等离子体通道板组件；所述等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件，所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量；位于所述等离子体通道板上方的等离子体发生单元。所述等离子体处理装置能够避免等离子体通道板在高温条件下损伤。
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细的说明。
本实用新型一实施例提供一种等离子体处理装置，结合参考图2和图3，包括：反应腔主体200，所述反应腔主体200的顶部设置有等离子体通道板组件；所述等离子体通道板组件包括：等离子体通道板210；位于等离子体通道板210侧部的定位件211，所述定位件211的弹性模量小于所述等离子体通道板210的弹性模量；位于所述等离子体通道板210上方的等离子体发生单元。
本实施例中，所述定位件211的数量为若干个，所述定位件211沿着所述等离子体通道板210的周边均匀分布。
本实施例中，所述定位件211的材料为塑性材料，如弹簧形状组件、特氟龙、橡胶等。
本实施例中，所述定位件211与所述等离子体通道板210可拆卸分离。
在一个具体的实施例中，所述定位件211的弹性模量小于或等于1GPa。
本实施例中，所述等离子体通道板组件还包括：支撑件212，所述支撑件212位于所述等离子体通道板210的边缘区域的底部，所述支撑件212与所述反应腔主体200固定连接。
本实施例中，所述支撑件212为环状结构，使得支撑件212能够更好对等离子体通道板210进行支撑，等离子体通道板210的边缘区域的各处受到的支撑力较为一致。在其他实施例中，支撑件212的数量为若干个，若干个支撑件212围绕所述等离子体通道板210的边缘底部均匀分布。
所述反应腔主体200具有顶壁板，所述顶壁板中具有贯穿所述顶壁板的开口；所述等离子体通道板210和所述定位件211嵌在所述开口中；所述支撑件212还延伸至部分所述顶壁板的下方。
所述等离子体通道板组件还包括：紧固件214，所述紧固件214紧固所述支撑件212至所述顶壁板。所述紧固件214例如可以为螺丝。
所述等离子体处理装置还包括：位于所述反应腔主体200内的晶圆夹持平台260，所述晶圆夹持平台260的表面适于放置晶圆；所述等离子体通道板210的中心轴和所述晶圆夹持平台260的中心轴重合。
本实施例中，等离子体通道板210的材料为导电材料，如Al或Si，也可以是绝缘材料，如陶瓷等。等离子体通道板210为圆盘多孔结构。
所述等离子体发生单元包括反应室介质管231和位于所述反应室介质管231侧壁的射频天线232。所述反应室介质管231中的顶部具有进气口233。所述反应腔主体200底部还具有出气口270。
所述射频天线232激发通入反应室介质管231中的气体产生等离子体，等离子体内的带电粒子（包括离子和电子）会被等离子体通道板210过滤掉，带电离子碰到等离子体通道板210的表壁后被淬灭掉，等离子体内的中性化学活性基团会自由通过离子体通道板210进入反应腔主体200到达晶圆10表面，穿过等离子体通道板210的中性化学活性基团与晶圆夹持平台260上的晶圆10进行反应，具体的，进行高温化学反应，例如可以去除晶圆10表面的残余光刻胶。
本实施例的等离子体处理装置中，等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件。由于所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量，因此当所述等离子体通道板在高温条件下发生膨胀时，所述等离子体通道板会向外延伸并压缩所述定位件，使得等离子体通道板的应力得以释放，从而保证等离子体通道板的良好平整度，避免等离子体通道板损伤。
本实用新型另一实施例还提供一种等离子体处理装置，请结合参考图4，本实施例中的等离子体处理装置与前一实施例的区别在于：对于位于等离子体通道板210侧部的定位件211’，所述定位件211’的弹性模量小于所述等离子体通道板210的弹性模量；所述定位件211’为弹簧。
本实施例中，所述定位件211’的数量为若干个，所述定位件211’沿着所述等离子体通道板210的周边均匀分布。
所述铝制等离子体通道板的弹性模量为70GPa的水平。所述弹簧的弹性模量小于或等于1GPa。
本实施例中，所述定位件211’与等离子体通道板210为一体式结构。
本实施例中，所述弹簧的材料和所述等离子体通道板的材料一致，使得弹簧与等离子体通道板之间具有较好的结合力度，同时易于等离子体通道板组件的安装。
在其他实施例中，所述弹簧的材料和所述等离子体通道板的材料不同。
本实施例中，所述反应腔主体200具有顶壁板，所述顶壁板中具有贯穿所述顶壁板的开口；所述等离子体通道板210和所述定位件211嵌在所述开口中；所述支撑件212还延伸至部分所述顶壁板的下方；所述支撑件212还延伸至部分所述顶壁板的下方；所述等离子体通道板组件还包括：紧固件214，所述紧固件214紧固所述支撑件212至所述顶壁板。所述紧固件214例如可以为螺丝。
所述等离子体处理装置还包括：位于所述反应腔主体200内的晶圆夹持平台260，所述晶圆夹持平台260的表面适于放置晶圆；所述等离子体通道板210的中心轴和所述晶圆夹持平台260的中心轴重合。
关于本实施例中与前一实施例相同的其他部件，不再详述。
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 (10)
1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
反应腔主体，所述反应腔主体的顶部设置有等离子体通道板组件；
所述等离子体通道板组件包括：等离子体通道板；位于等离子体通道板侧部的定位件，所述定位件的弹性模量小于所述等离子体通道板的弹性模量；
位于所述等离子体通道板上方的等离子体发生单元。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述定位件的数量为若干个，所述定位件沿着所述等离子体通道板的周边均匀分布。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述定位件的材料为塑性材料。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述定位件与等离子体通道板为一体式结构。
5.根据权利要求1或4所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述定位件为弹簧。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述弹簧的材料和所述等离子体通道板的材料一致。
7.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述等离子体通道板组件还包括：支撑件，所述支撑件位于所述等离子体通道板的边缘区域的底部，所述支撑件与所述反应腔主体固定连接。
8.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述支撑件为环状结构。
9.根据权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述反应腔主体具有顶壁板，所述顶壁板中具有贯穿所述顶壁板的开口；所述等离子体通道板和所述定位件嵌在所述开口中；所述支撑件还延伸至部分所述顶壁板的下方；所述等离子体通道板组件还包括：紧固件，所述紧固件紧固所述支撑件至所述顶壁板。
10.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：位于所述反应腔主体内的晶圆夹持平台，所述晶圆夹持平台的表面适于放置晶圆；所述等离子体通道板的中心轴和所述晶圆夹持平台的中心轴重合。
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