CN219476616U - 一种等离子刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种等离子刻蚀设备，所述等离子刻蚀设备包括：相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体；第一真空泵，通过第一管路连接所述晶圆进料腔，用于对所述晶圆进料腔抽真空，所述第一真空泵和所述晶圆进料腔之间的第一管路上依次设置有第一真空阀和第一调节阀，所述第一调节阀用于调节所述第一管路的气体流速；第二真空泵，通过第二管路连接所述刻蚀腔体，用于对所述刻蚀腔体抽真空，所述第二真空泵和所述刻蚀腔体之间的第二管路上依次设置有第二真空阀和第二调节阀，所述第二调节阀用于调节所述第二管路的气体流速。本申请提供一种等离子刻蚀设备，可以保证抽真空的稳定性，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

Description

一种等离子刻蚀设备

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种等离子刻蚀设备。

背景技术

电感耦合等离子体(Inductive Coupled Plasma，ICP)刻蚀技术是半导体芯片加工制造过程中的一种重要工艺。等离子刻蚀工艺由等离子刻蚀设备完成。等离子刻蚀工艺的步骤包括刻蚀气体的导入、等离子体的生成、等离子体扩散至待刻蚀样品表面、等离子体在待刻蚀表面的扩散、等离子体与表面物质的反应以及反应产物的解吸附并排出等过程。

等离子刻蚀设备一般包括相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体。而晶圆进料腔和刻蚀腔体需要通过抽真空来保持一定真空度。然而目前的抽真空方式抽气速率无法准确控制，容易因为抽气太快导致晶圆移动或者抽气太慢导致真空度不够且抽气效率低。

因此，有必要提供一种更有效、更可靠的技术方案，能够准确控制对晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

实用新型内容

本申请提供一种等离子刻蚀设备，能够准确控制对晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

本申请提供一种等离子刻蚀设备，包括：相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体；第一真空泵，通过第一管路连接所述晶圆进料腔，用于对所述晶圆进料腔抽真空，所述第一真空泵和所述晶圆进料腔之间的第一管路上依次设置有第一真空阀和第一调节阀，所述第一调节阀用于调节所述第一管路的气体流速；第二真空泵，通过第二管路连接所述刻蚀腔体，用于对所述刻蚀腔体抽真空，所述第二真空泵和所述刻蚀腔体之间的第二管路上依次设置有第二真空阀和第二调节阀，所述第二调节阀用于调节所述第二管路的气体流速。

在本申请的一些实施例中，所述第一调节阀包括第一阀板和第一控制器，所述第一阀板设置于所述第一管路中，所述第一控制器设置于所述第一管路外控制所述第一阀板在所述第一管路中绕所述第一管路的直径旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第一控制器和所述第一阀板通过穿过所述第一管路管壁的第一连接件连接，所述第一控制器控制所述第一连接件旋转进而带动所述第一阀板旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第一控制器包括电机。

在本申请的一些实施例中，所述第一阀板的厚度为所述第一管路直径的3.5％至7％；所述第一阀板的直径与所述第一管路的直径相等。

在本申请的一些实施例中，所述第二调节阀包括第二阀板和第二控制器，所述第二阀板设置于所述第二管路中，所述第二控制器设置于所述第二管路外控制所述第二阀板在所述第二管路中绕所述第二管路的直径旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第二控制器和所述第二阀板通过穿过所述第二管路管壁的第二连接件连接，所述第二控制器控制所述第二连接件旋转进而带动所述第二阀板旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第二控制器包括电机。

在本申请的一些实施例中，所述第二阀板的厚度为所述第二管路直径的3.5％至7％；所述第二阀板的直径与所述第二管路的直径相等。

在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备还包括：位于所述晶圆进料腔和刻蚀腔体之间的传输腔，所述晶圆进料腔和刻蚀腔体通过所述传输腔连通。

本申请提供一种等离子刻蚀设备，利用可以控制气体流速的第一调节阀和第二调节阀来准确控制对晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

附图说明

以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的实用新型意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：

图1为一种等离子刻蚀设备的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图；

图3为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备中第一调节阀第一状态时的结构示意图；

图4为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备中第一调节阀第二状态时的结构示意图。

具体实施方式

以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

下面结合实施例和附图对本实用新型技术方案进行详细说明。

图1为一种等离子刻蚀设备的结构示意图。

参考图1所示，在一些等离子刻蚀设备中，主要包括通过传输腔相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体。其中，晶圆进料腔通过第一管路连接至第一真空泵，所述第一管路包括主线路和两条支线路(分别是高流量线路和低流量线路)，第一真空阀用于控制主线路的开关，第一高速阀用于控制高流量线路的开关，第一低速阀用于控制低流量线路的开关。同样地，刻蚀腔体通过第二管路连接至第二真空泵，所述第二管路包括主线路和两条支线路(分别是高流量线路和低流量线路)，第二真空阀用于控制主线路的开关，第二高速阀用于控制高流量线路的开关，第二低速阀用于控制低流量线路的开关。

在使用所述第一真空泵和第二真空泵对所述晶圆进料腔和刻蚀腔体进行抽真空时，前期先打开高流量线路，快速抽气，后期再切换成低流量线路，低速抽气。

然而这种方案中，虽然抽气速率可以调整，但是阀门数量较多，占用空间大；并且仅有高速和低速两种抽气速率，抽气速率的控制仍然不够。

基于此，本申请提供一种等离子刻蚀设备，利用可以控制气体流速的第一调节阀和第二调节阀来准确控制对晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

图2为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构示意图。下面结合附图对本申请实施例所述的等离子刻蚀设备的结构进行详细说明。

本申请提供一种等离子刻蚀设备，参考图2所示，包括：相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体；第一真空泵，通过第一管路连接所述晶圆进料腔，用于对所述晶圆进料腔抽真空，所述第一真空泵和所述晶圆进料腔之间的第一管路上依次设置有第一真空阀和第一调节阀，所述第一调节阀用于调节所述第一管路的气体流速；第二真空泵，通过第二管路连接所述刻蚀腔体，用于对所述刻蚀腔体抽真空，所述第二真空泵和所述刻蚀腔体之间的第二管路上依次设置有第二真空阀和第二调节阀，所述第二调节阀用于调节所述第二管路的气体流速。

相对于图1所示的等离子刻蚀设备，本申请实施例所述的等离子刻蚀设备中，通过第一调节阀和第二调节阀调节第一管路和第二管路的气体流速，进而调节晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，减少了阀门数量，节省了空间，并且能够实现抽气速率的无极调节，可以随着晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度来随时调节抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

继续参考图2所示，在本申请的一些实施例中，所述等离子刻蚀设备还包括：位于所述晶圆进料腔和刻蚀腔体之间的传输腔，所述晶圆进料腔和刻蚀腔体通过所述传输腔连通。

所述晶圆进料腔用于存放待刻蚀的晶圆，所述传输腔用于将待刻蚀的晶圆从晶圆进料腔传输至刻蚀腔体，所述刻蚀腔体用于刻蚀晶圆。

在本申请的一些实施例中，所述晶圆进料腔和传输腔之间，以及所述传输腔和刻蚀腔体之间均设置有仓门。在传输晶圆时，分别打开仓门，使晶圆进料腔、传输腔和刻蚀腔体连通；在不需要传输晶圆时，则关闭仓门，隔离晶圆进料腔、传输腔和刻蚀腔体。

所述第一真空泵通过第一管路连接所述晶圆进料腔，用于对所述晶圆进料腔抽真空。所述第一真空阀用于控制所述第一管路的开关。所述第一调节阀用于调节所述第一管路的气体流速。

图3为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备中第一调节阀第一状态时的结构示意图。其中，左图为垂直于第一管道的截面图，右图为沿着第一管道的截面图。

参考图3所示，在本申请的一些实施例中，所述第一调节阀包括第一阀板100和第一控制器110，所述第一阀板100设置于所述第一管路中，所述第一控制器110设置于所述第一管路外控制所述第一阀板100在所述第一管路中绕所述第一管路的直径旋转。

继续参考图3所示，在本申请的一些实施例中，所述第一控制器110和所述第一阀板100通过穿过所述第一管路管壁的第一连接件120连接，所述第一控制器110控制所述第一连接件120旋转进而带动所述第一阀板100旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第一控制器110包括电机。

在图3所示的第一状态下，所述第一阀板100与所述第一管路的延伸方向平行，此时所述第一阀板100对第一管路的通道的遮挡面积最小，也就是第一管路的气体流速最大。而随着所述第一阀板100绕所述第一管道的直径旋转，所述第一阀板100对第一管路的通道的遮挡面积越来越大，第一管路的气体流速随之逐渐变小。通过所述第一阀板100的旋转，即实现了第一管路中气体流速的无极调节。

图4为本申请实施例所述的等离子刻蚀设备中第一调节阀第二状态时的结构示意图。其中，左图为垂直于第一管道的截面图，右图为沿着第一管道的截面图。

在图4所示的第二状态下，所述第一阀板100与所述第一管路的延伸方向垂直，此时所述第一阀板100对第一管路的通道的遮挡面积最大，也就是第一管路的气体流速最小。

在本申请的一些实施例中，所述第一阀板100的厚度为所述第一管路直径的3.5％至7％，例如4％、5％或6％；所述第一阀板100的直径与所述第一管路的直径相等。所述第一阀板100的厚度不能太小，否则在图4所示的第二状态下，第一阀板100受到的吸力最大时，可能第一阀板100会由于太薄而碎裂。所述第一阀板100的厚度也不能太大，否则在图3所示的第一状态下，所述第一阀板100仍然会占据较大的空间，遮挡较大的通道面积，使得气体流速上限降低。

所述第二真空泵通过第二管路连接所述刻蚀腔体，用于对所述刻蚀腔体抽真空。所述第二真空阀用于控制所述第二管路的开关。所述第二调节阀用于调节所述第二管路的气体流速。

在本申请的一些实施例中，所述第二调节阀包括第二阀板和第二控制器，所述第二阀板设置于所述第二管路中，所述第二控制器设置于所述第二管路外控制所述第二阀板在所述第二管路中绕所述第二管路的直径旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第二控制器和所述第二阀板通过穿过所述第二管路管壁的第二连接件连接，所述第二控制器控制所述第二连接件旋转进而带动所述第二阀板旋转。

在本申请的一些实施例中，所述第二控制器包括电机。

在本申请的一些实施例中，所述第二阀板的厚度为所述第二管路直径的3.5％至7％，例如4％、5％或6％；所述第二阀板的直径与所述第二管路的直径相等。

所述第二调节阀的结构可以与所述第一调节阀的结构完全相同，因此所述第二调节阀的结构可以参考对第一调节阀结构的描述，在此不再赘述。

本申请提供一种等离子刻蚀设备，利用可以控制气体流速的第一调节阀和第二调节阀来准确控制对晶圆进料腔和刻蚀腔体的抽气速率，保证抽真空的稳定性，保证晶圆进料腔和刻蚀腔体的真空度，提高等离子刻蚀的工艺效率和工艺可靠性。

综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。

应当理解，本实施例使用的术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作“连接”或“耦接”至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。

还应当理解，术语“包含”、“包含着”、“包括”或者“包括着”，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标记符在整个说明书中表示相同的元件。

此外，本申请说明书通过参考理想化的示例性截面图和/或平面图和/或立体图来描述示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的与图示的形状的不同是可预见的。因此，不应当将示例性实施例解释为限于在此所示出的区域的形状，而是应当包括由例如制造所导致的形状中的偏差。因此，在图中示出的区域实质上是示意性的，其形状不是为了示出器件的区域的实际形状也不是为了限制示例性实施例的范围。

Claims (10)

1.一种等离子刻蚀设备，其特征在于，包括：

相互连通的晶圆进料腔和刻蚀腔体；

第一真空泵，通过第一管路连接所述晶圆进料腔，用于对所述晶圆进料腔抽真空，所述第一真空泵和所述晶圆进料腔之间的第一管路上依次设置有第一真空阀和第一调节阀，所述第一调节阀用于调节所述第一管路的气体流速；

第二真空泵，通过第二管路连接所述刻蚀腔体，用于对所述刻蚀腔体抽真空，所述第二真空泵和所述刻蚀腔体之间的第二管路上依次设置有第二真空阀和第二调节阀，所述第二调节阀用于调节所述第二管路的气体流速。

2.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一调节阀包括第一阀板和第一控制器，所述第一阀板设置于所述第一管路中，所述第一控制器设置于所述第一管路外控制所述第一阀板在所述第一管路中绕所述第一管路的直径旋转。

3.如权利要求2所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一控制器和所述第一阀板通过穿过所述第一管路管壁的第一连接件连接，所述第一控制器控制所述第一连接件旋转进而带动所述第一阀板旋转。

4.如权利要求2所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一控制器包括电机。

5.如权利要求2所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第一阀板的厚度为所述第一管路直径的3.5％至7％；所述第一阀板的直径与所述第一管路的直径相等。

6.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二调节阀包括第二阀板和第二控制器，所述第二阀板设置于所述第二管路中，所述第二控制器设置于所述第二管路外控制所述第二阀板在所述第二管路中绕所述第二管路的直径旋转。

7.如权利要求6所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二控制器和所述第二阀板通过穿过所述第二管路管壁的第二连接件连接，所述第二控制器控制所述第二连接件旋转进而带动所述第二阀板旋转。

8.如权利要求6所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二控制器包括电机。

9.如权利要求6所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，所述第二阀板的厚度为所述第二管路直径的3.5％至7％；所述第二阀板的直径与所述第二管路的直径相等。

10.如权利要求1所述的等离子刻蚀设备，其特征在于，还包括：位于所述晶圆进料腔和刻蚀腔体之间的传输腔，所述晶圆进料腔和刻蚀腔体通过所述传输腔连通。