CN221176149U - 一种刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种刻蚀设备，包括：刻蚀腔室；隔离挡板，将所述刻蚀腔室分隔为晶圆容置腔和自清洗腔；其中所述自清洗腔内配置有：气体吹扫平台，位于所述自清洗腔顶部且与自清洗腔侧壁相连；吊顶喷头，设置于所述气体吹扫平台上；侧壁喷头，设置于所述自清洗腔的侧壁。通过在刻蚀腔室内设置具有气体吹扫平台及喷头对腔室及时进行吹扫和清理，及时、有效、便捷的解决刻蚀工艺设备内工艺副产物的附着问题，从而保证后续新工艺的进行及延长刻蚀腔室的工艺寿命，同时提升晶圆产品良率。

Description

一种刻蚀设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种刻蚀设备。

背景技术

随着半导体工艺的发展，半导体芯片的面积越来越小，芯片内的半导体器件关键尺寸也不断缩小，因此半导体工艺能力受到的考验也越来越大，其中刻蚀工艺是其中之一。刻蚀工艺一般都在等离子体腔室中进行，并利用各种气体进行相应的物理轰击或者化学反应。

目前，越来越多的特殊气体被用于半导体工艺制程中，由于各种化学反应，不可避免的会产生很多气态的工艺副产物，这些副产物大部分会随着混合气体，通过气体管路输送至中央处理***，但少部分会沉积于腔室内表面，形成多结构形态的壁垢；在刻蚀腔室内工艺压力变化的过程中，这些疏松的副产物壁垢会漂浮到晶圆表面，形成阻挡刻蚀的缺陷或表面颗粒缺陷，影响产品的良率。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种带有自清洗功能的刻蚀设备，避免刻蚀工艺中，产生的工艺副产物附着于刻蚀腔室的内壁，进而漂浮到晶圆表面形成缺陷。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种刻蚀设备包括：刻蚀腔室；隔离挡板，将所述刻蚀腔室分隔为晶圆容置腔和自清洗腔；其中所述自清洗腔内配置有：气体吹扫平台，位于所述自清洗腔顶部与自清洗腔侧壁相连；吊顶喷头，设置于所述气体吹扫平台上；侧壁喷头，设置于所述自清洗腔的侧壁。

本申请一些实施例中，所述气体吹扫平台与所述自清洗腔侧壁以焊接、螺接或者铆接方式连接。

本申请一些实施例中，所述气体吹扫平台内设置有气体输送管路，所述气体输送管路与所述吊顶喷头连通。

本申请一些实施例中，所述吊顶喷头为多个固定喷头或多个旋转喷头或一个以上固定喷头和一个以上旋转喷头的组合。

本申请一些实施例中，所述固定喷头与所述吹扫平台倾斜连接，倾斜角度为20度～70度。

本申请一些实施例中，所述旋转喷头包括与所述吹扫平台连接的旋转台，与所述旋转台连接的多个气体喷嘴。

本申请一些实施例中，所述气体喷嘴与所述旋转台成20度～90度连接。

本申请一些实施例中，所述侧壁喷头与所述自清洗腔的侧壁成20度～90度设置。

本申请一些实施例中，所述刻蚀设备还包括：气体排出口，设置于所述自清洗腔底部。

本申请一些实施例中，所述自清洗腔外侧壁设置有加热器。

与现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有以下有益效果：在刻蚀腔室内设置具有气体吹扫平台及喷头对腔室及时进行吹扫和清理，及时、有效、便捷的解决刻蚀工艺设备内工艺副产物的附着问题，从而保证后续新工艺的进行及延长刻蚀腔室的工艺寿命，同时提高晶圆产品良率。

附图说明

图1是一种刻蚀设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的刻蚀设备的结构示意图。

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。

图1是一种刻蚀设备的结构示意图。如图1所示，刻蚀设备具有刻蚀腔室100，所述刻蚀腔室100包括主体以及用于封闭所述主体的顶盖，所述顶盖和所述主体构成的封闭空间为腔体；气体源(未示出)，用于向所述刻蚀腔室100提供反应气体；进气管路110，所述进气管路110的第一端连接所述气体源，所述进气管路110的第二端连接所述顶盖中心；承载结构120，位于腔体的内部，用于承载晶圆；气体排出口140，设置于所述刻蚀腔室100底部。

经研究发现，采用现有的刻蚀设备进行刻蚀时，会产生较多有毒、有害、易燃易爆、具有腐蚀性的工艺废气，这使刻蚀腔室内壁产生附着物，这些疏松的附着物会漂浮到晶圆表面，形成缺陷，影响产品的良率。同时刻蚀工艺中所使用的这些特殊气体也会对刻蚀腔室本身造成不同程度的腐蚀和损伤；加速刻蚀腔室内工艺组件的老化，缩短其使用寿命。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种刻蚀设备包括：刻蚀腔室；隔离挡板，将所述刻蚀腔室分隔为晶圆容置腔和自清洗腔；其中所述自清洗腔内配置有：气体吹扫平台，位于所述自清洗腔顶部与自清洗腔侧壁相连；吊顶喷头，设置于所述气体吹扫平台上；侧壁喷头，设置于所述自清洗腔的侧壁。所述刻蚀设备还可以包括气体排出口，设置于所述自清洗腔底部。

为使本实用新型的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图2是本申请实施例提供的刻蚀设备结构示意图，所述刻蚀设备可进行自清洗。如图2所示，所述刻蚀设备包括：刻蚀腔室200，所述刻蚀腔室200包括主体以及用于封闭所述主体的顶盖，所述顶盖和所述主体构成的封闭空间为腔体；隔离挡板230，将刻蚀腔室200分隔为晶圆容置腔210和自清洗腔211。

本申请一些实施例中，所述隔离挡板230为铝基质或不锈钢基质，在基质上进行阳极氧化后形成所述隔离挡板230。所述隔离挡板230与刻蚀腔室200的侧壁以焊接、螺接或者铆接方式连接。被所述隔离挡板230分隔出的晶圆容置腔210和自清洗腔211大小可以一致；也可以晶圆容置腔210大，自清洗腔211小；也可以晶圆容置腔210小，自清洗腔211大。

继续参考图2，所述晶圆容置腔210内具有承载结构220，用于承载晶圆及对晶圆进行降温；进气管路290，所述进气管路290的第一端连接气体源(未示出)，所述进气管路290的第二端连接刻蚀腔室200的顶盖的中心。

其中，进气管路290至少具有一根。气体源通过进气管路290向晶圆容置腔210内提供反应气体。

再参考图2，所述自清洗腔211内具有气体吹扫平台250，位于自清洗腔211顶部且与自清洗腔211相连，气体吹扫平台250为内部设置有气体输送管路(未示出)；吊顶喷头270，设置于气体吹扫平台250上，且与隔离挡板230分别位于气体吹扫平台250相对两侧，所述吊顶喷头270的一端与气体吹扫平台250内的气体输送管路连接；侧壁喷头280，设置于自清洗腔211的侧壁；气体排出口240，设置于所述自清洗腔底部，用于将吹扫清理后的气体副产物排出腔体内。

本申请一些实施例中，气体吹扫平台250内的气体输送管道可以由多段管道组成，相邻两段管道之间可以直接连接；也可以在相邻两段管道之间设置一些组件(例如调气阀和/或开关阀门等)。

本申请一些实施例中，气体吹扫平台250与自清洗腔211侧壁以焊接、螺接或者铆接等方式连接。

本申请一些实施例中，吊顶喷头270的设置方式可以是多个固定喷头270a匀布于气体吹扫平台250上。固定喷头270a朝向腔体侧壁方向以倾斜角度为20度～70度的方式设置，具体可以是20度、30度、40度、50度、60度或70度等；固定喷头270a具有倾斜角度的目的是为了气体能更好地吹扫和清理腔室侧壁上的附着物。固定喷头270a是直接与气体吹扫平台250内的气体输送管道一端进行连接的。

本申请一些实施例中，吊顶喷头270的设置方式可以多个旋转喷头270b匀布于气体吹扫平台250上。旋转喷头270b包括：与所述吹扫平台连接的旋转台271b，与旋转台271b连接的多个气体喷嘴271a。其中，旋转台271b可以通过一体成型的方式或者焊接或螺接或铆接等方式与气体吹扫平台250连接，且气体吹扫平台250内的气体输送管道经过旋转台271b与气体喷嘴271a连接。

气体喷嘴271a朝向腔体侧壁方向以倾斜角度为20度～90度的方式设置于旋转台271b上，具体可以是20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度等。为了让吹扫出的气体不仅能吹扫和清理腔室侧壁上的附着物，而且还能吹扫和清理腔室底部的附着物，气体喷嘴271a可以部分是倾斜的设置于旋转台271b上、部分是垂直的设置于旋转台271b上。

本申请一些实施例中，吊顶喷头270的设置方式可以是固定喷头270a和旋转喷头270b结合。其中，固定喷头270a朝向腔体侧壁方向以倾斜角度为20度～70度的方式设置，具体可以是20度、30度、40度、50度、60度或70度等；旋转喷头270b中的气体喷嘴271a朝向腔体侧壁方向以倾斜角度为20度～90度的方式设置于旋转台271b上，具体可以是20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度等。

本申请一些实施例中，朝向腔体底部方向侧壁喷头280与所述自清洗腔211的侧壁成20度～90度设置，具体可以是20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度等。为了更好的将腔室内的气体副产物吹向气体排出口240，侧壁喷头280设置有多个，可以交错水平设置和倾斜设置；也可以靠近腔室底的1～2个水平设置，其余倾斜设置；也可以靠近气体吹扫平台250的1～2个水平设置，其余倾斜设置；还可以是分别靠近气体吹扫平台250和腔室底的水平设置，其余倾斜设置。具体设置方式不局限于此。

侧壁喷头280可以与刻蚀腔室200侧壁中的气体输送管道连接，也可以直接与气体吹扫平台250内的气体输送管道连接。

本申请一些实施例中，自清洗腔211外侧壁上设置有加热器，所述加热器具有保温防火性能。所述加热器可以为柔性加热带或其它公知加热器，当为柔性加热带时可以贴附于自清洗腔211外侧壁上。

本申请一些实施例中，气体排出口240内壁涂布有防腐层。气体排出口240外壁设置有加热器，所述加热器可以为柔性加热带或其它公知加热器，当为柔性加热带时可以贴附于气体排出口240外壁上，以对气体排出口240进行加热保温。

本申请一些实施例中，各气体输送管道等气体输送部件上也会包裹加热器。

各部件包裹加热器的目的在于为了确保进入刻蚀腔室200中的气体的温度符合要求且不会冷却。本申请一些实施例中，进入自清洗腔211内的吹扫气体温度在60摄氏度～120摄氏度的范围内，但不限于此，吹扫气体的温度可以根据刻蚀腔室200在刻蚀工作结束时的温度设定。

本申请一些实施例中，吊顶喷头270和侧壁喷头280输出的吹扫气体可以为氩气、氮气或氙气等惰性气体。但不限于此，在其它实施例中，吹扫气体可以根据需要选择。

本申请所述刻蚀设备在进行刻蚀工作时，所述隔离挡板230处于开启状态，即晶圆容置腔210和自清洗腔211连通，晶圆容置腔210内部产生的等离子体对承载结构220上的晶圆进行刻蚀工艺。当刻蚀设备停止刻蚀，且处于自清洗状态时，隔离挡板230处于关闭状态，将晶圆容置腔210和自清洗腔211隔离，吹扫气体通过气体输送管道并经由吊顶喷头270和侧壁喷头280吹入自清洗腔211内，并将自清洗腔211侧壁及底部的杂质颗粒及其他工艺副产物吹出至气体排出口280，进而提高刻蚀腔室200的清洁度，以及避免松动的杂质颗粒及其他工艺副产物残留，对后续刻蚀工艺效果的产生影响。

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，当诸如层、区域或衬底之类的元件被称作在另一个元件“上”时，其可以直接在另一个元件上，或者也可以存在中间元件。与之相反，术语“直接地”表示没有中间元件。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。例如，被示出为矩形的蚀刻区域通常会具有圆形的或弯曲的特征。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)

1.一种刻蚀设备，其特征在于，包括：

刻蚀腔室；

隔离挡板，将所述刻蚀腔室分隔为晶圆容置腔和自清洗腔，其中，所述自清洗腔内配置有：

气体吹扫平台，位于所述自清洗腔顶部与自清洗腔侧壁相连；

吊顶喷头，设置于所述气体吹扫平台上；

侧壁喷头，设置于所述自清洗腔的侧壁。

2.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述气体吹扫平台与所述自清洗腔侧壁以焊接、螺接或者铆接方式连接。

3.如权利要求2所述的刻蚀设备，其特征在于，所述气体吹扫平台内设置有气体输送管路，所述气体输送管路与所述吊顶喷头连通。

4.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述吊顶喷头为多个固定喷头或多个旋转喷头或一个以上固定喷头和一个以上旋转喷头的组合。

5.如权利要求4所述的刻蚀设备，其特征在于，所述固定喷头与所述吹扫平台倾斜连接，倾斜角度为20度～70度。

6.如权利要求4所述的刻蚀设备，其特征在于，所述旋转喷头包括与所述吹扫平台连接的旋转台，以及与所述旋转台连接的多个气体喷嘴。

7.如权利要求6所述的刻蚀设备，其特征在于，所述气体喷嘴与所述旋转台成20度～90度连接。

8.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述侧壁喷头与所述自清洗腔的侧壁成20度～90度设置。

9.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括：气体排出口，设置于所述自清洗腔底部。

10.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述自清洗腔外侧壁设置有加热器。