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一种等离子体处理装置及其调节方法与流程

2022-06-05 15:38:47 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及半导体设备领域,具体涉及一种等离子体处理装置及其调节方法。


背景技术:

2.目前通常采用等离子刻蚀、物理气相沉积、化学气相沉积等工艺对半导体工艺件或衬底进行微加工,例如制造柔性显示屏、平板显示器、发光二极管、太阳能电池等。微加工制造的不同步骤可以包含等离子体辅助工艺,如晶圆边缘刻蚀工艺,这种工艺一般在真空反应腔内进行。
3.为了保证晶圆刻蚀的均匀性及刻蚀效果,需保证晶圆水平放置,以保证工艺刻蚀的均匀性,另外也要保证上电极组件和下电极组件的同心度,使两者之间的刻蚀区域重合,以保证晶圆刻蚀效果。
4.在传送晶圆进出真空反应腔时,上电极组件抬起;对晶圆进行处理时,上电极组件下降并与晶圆之间留下微小的间距。因此,上电极组件在下降到晶圆附近时,需要与晶圆、下电极组件保持极高的同心度,使得晶圆边缘暴露在等离子体中的部分在圆周方向对称,才能得到均匀的刻蚀,以保证斜边刻蚀(bevel etch)的效果。
5.在等离子体处理装置中上电极组件通常与真空反应腔的腔体端盖连接,日常运维工作时,需要经常打开腔体端盖对腔内结构进行调整,腔体端盖每次翻转开关后都需要重新对其进行对中调整以及与上电极组件的联动,以使上电极组件与晶圆保持较高的同心度,但其花费时间较久可能会影响等离子体处理装置的工作时长。另外,腔体端盖多次翻转开关后与之连接的上电极组件可能会发生偏移,即使腔体端盖完成对中调整后,晶圆边缘刻蚀区域也会出现偏差,影响刻蚀效果。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置及其调节方法,该等离子体处理装置通过自对准装置的自对准上结构和自对准下结构协同配合,实现了可移动上电极组件和下电极组件的同心度调节,所述自对准装置结构简单,操作方便,减轻了工作人员的调试压力。
7.为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
8.一种等离子体处理装置,该装置包含:
9.真空反应腔,其由反应腔腔体和腔体端盖包围而成;
10.可移动上电极组件,设置在所述真空反应腔内;
11.下电极组件,与所述可移动上电极组件相对设置,所述下电极组件与所述反应腔腔体底部可拆卸连接;
12.若干个自对准装置,所述自对准装置包含自对准上结构和自对准下结构,其分别与所述可移动上电极组件和所述下电极组件连接,所述自对准上结构和所述自对准下结构对齐拼合时所述可移动上电极组件和所述下电极组件中心对齐。
13.可选的,所述自对准上结构为对准孔,其为一凹槽结构,所述对准孔与所述可移动上电极组件连接;
14.所述自对准下结构为导向机构,其与所述下电极组件连接,所述导向机构包括一导向销,所述导向销进入所述对准孔时推动所述下电极组件和所述可移动上电极组件中心对齐。
15.可选的,所述自对准下结构为对准孔,其为一凹槽结构,所述对准孔与所述下电极组件连接;
16.所述自对准上结构为导向机构,其与所述可移动上电极组件连接,所述导向机构包括一导向销,所述导向销进入所述对准孔时推动所述下电极组件和所述可移动上电极组件中心对齐。
17.可选的,所述导向机构包含一开设有通孔的容纳空间,所述通孔与所述对准孔相对设置,所述导向销至少部分地位于所述容纳空间内。
18.可选的,所述导向销顶部为斜面结构。
19.可选的,所述自对准装置还包含:
20.弹性体,设置于所述容纳空间内,所述弹性体与所述导向销底部连接。
21.可选的,还包含:
22.若干个升降装置,分别与所述可移动上电极组件连接以使所述可移动上电极组件升降,所述升降装置包含支撑结构和驱动装置,所述支撑结构的一端与所述可移动上电极组件连接,其另一端与所述驱动装置连接,所述驱动装置用于驱动所述支撑结构以使所述可移动上电极组件升降。
23.可选的,还包含:
24.若干个气体通道,分别由所述真空反应腔外部延伸经过所述真空反应腔底部、所述支撑结构内部、所述可移动上电极组件,所述气体通道用于将工艺气体注入所述真空反应腔内。
25.可选的,还包含:
26.若干个气体通道,分别由所述真空反应腔外部延伸经过所述真空反应腔顶部、所述可移动上电极组件,所述气体通道用于将工艺气体注入所述真空反应腔内。
27.可选的,所述支撑结构包含:
28.导向杆,其与所述可移动上电极组件连接,所述气体通道穿过所述导向杆内部以传送工艺气体;
29.丝杆,其一端与所述驱动装置连接,另一端与所述导向杆连接。
30.可选的,所述丝杆通过水平调节组件与所述导向杆连接,所述水平调节组件包含:
31.十字结构,其上端与所述导向杆底部螺纹连接,其下端与所述丝杆顶部螺纹连接;
32.夹紧机构,其包含上夹紧装置和下夹紧装置,所述上夹紧装置与所述导向杆底部螺纹连接,所述下夹紧装置与所述丝杆顶部螺纹连接,所述上夹紧装置和所述下夹紧装置上下夹紧固定所述十字结构的左右两端。
33.可选的,还包含:
34.第一传动装置,其包围各个所述支撑结构并与其螺纹连接;
35.所述反应腔腔体底部与所述支撑结构接触部位开设有若干个凹槽结构,所述支撑
结构周向对应开设有若干个延伸件,所述延伸件在所述凹槽内可上下发生位移且不可发生周向旋转;
36.所述驱动装置通过一第二传动装置与一个支撑结构螺纹连接,所述驱动装置转动借助所述支撑结构的反作用力带动所述支撑结构发生上下位移,进而借助所述第一传动装置带动其余支撑结构同步发生位移。
37.可选的,所述第一传动装置为皮带结构;
38.和/或,所述第二传动装置为皮带结构。
39.可选的,还包含:
40.若干个导向轴承,分别设置于所述反应腔腔体底部与各个所述支撑结构接触部位,以保证所述支撑结构升降的垂直性。
41.可选的,还包含:
42.若干个密封装置,分别套设在所述支撑结构位于所述真空反应腔外部的部分,所述密封装置一端与所述反应腔腔体底部连接,另一端与所述支撑结构连接。
43.可选的,所述气体通道为边缘进气通道或中央进气通道,所述边缘进气通道通过若干个边缘喷淋口将工艺气体注入所述真空反应腔内晶圆边缘区域的上方,所述中央进气通道通过若干个中央喷淋口将工艺气体注入所述真空反应腔内晶圆中央区域的上方。
44.可选的,所述下电极组件与所述反应腔腔体底部通过螺钉组件连接;
45.和/或,所述下电极组件底部与所述反应腔腔体之间还包含若干个密封结构,以保证所述真空反应腔的气密性;
46.和/或,所述自对准装置由金属材料制成;
47.和/或,所述自对准上结构与所述可移动上电极组件或所述下电极组件通过螺钉组件连接;
48.和/或,所述自对准下结构与所述下电极组件或所述可移动上电极组件通过螺钉组件连接。
49.可选的,一种等离子体处理装置的调节方法,
50.提供所述的等离子体处理装置;
51.调节下电极组件与反应腔腔体不固定连接;
52.调节可移动上电极组件向下移动使自对准上结构和自对准下结构对齐拼合,所述下电极组件受力发生位移;
53.所述自对准上结构和所述自对准下结构对齐拼合,所述可移动上电极组件和所述下电极组件同心。
54.可选的,还包含:
55.拆卸所述自对准上结构和所述自对准下结构。
56.可选的,在同心调节之前,对所述可移动上电极组件调平处理,其具体包含:
57.调节夹紧机构的上夹紧装置和下夹紧装置,使十字结构可移动;
58.旋转所述可移动上电极组件低位或高位处的十字结构,直至所述可移动上电极组件保持水平;
59.调节所述夹紧机构的上夹紧装置和下夹紧装置,使其夹紧固定所述十字结构的左右两端。
60.可选的,还包含:
61.驱动驱动装置转动,通过第二传动装置带动与之接触的支撑结构上下移动;
62.通过第一传动装置带动其余支撑结构同步转动。
63.本发明与现有技术相比具有以下优点:
64.本发明的等离子体处理装置及其调节方法中,该等离子体处理装置通过自对准装置的自对准上结构和自对准下结构协同配合,实现了可移动上电极组件和下电极组件的同心度调节,所述自对准装置结构简单,操作方便,大大缩短了可移动上电极组件和下电极组件同心度调节的时间,减少了机台占用时间,简化了调节流程,从而提高机台的使用效率,同时也减轻了工作人员的调试压力。
65.进一步的,所述自对准装置可拆卸,完成对中调节后可将其拆卸取出,有利于节省所述真空反应腔内的空间,以便所述真空反应腔内安装更多的其他部件以保证刻蚀反应的刻蚀效果。
66.进一步的,该等离子体处理装置中工艺气体借助支撑结构的内部和可移动上电极组件注入真空反应腔中,所述可移动上电极组件与腔体端盖之间无连接,即使腔体端盖频繁开腔对可移动上电极组件和下电极组件的同心度也不会产生影响,避免了需要频繁对其同心度进行调节。
67.进一步的,该装置通过驱动装置驱动第二传动装置转动,进而带动与第二传动装置接触的一个支撑结构发生上下位移,再通过第一传动装置带动其余支撑结构同步垂向运动,多个部件协同配合,共同实现可移动上电极组件的升降,其结构简单,操作方便。
附图说明
68.为了更清楚地说明本发明技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:
69.图1为本发明的一种等离子体处理装置示意图;
70.图2为本发明的等离子体处理装置对中调节前的示意图;
71.图3为图2中a区域调节时的放大示意图;
72.图4为图2中a区域调节后的放大示意图;
73.图5为等离子体处理装置对中调节后示意图;
74.图6为另一实施例中的等离子体处理装置示意图。
具体实施方式
75.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
76.需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或
者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。
77.需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。
78.实施例一
79.如图1所示,为本发明的一种等离子体处理装置,该等离子体处理装置包含:一真空反应腔100,其由金属材料制成的反应腔腔体101和腔体端盖102包围而成,所述反应腔腔体101上设置一晶圆传输口103,该晶圆传输口103用于实现晶圆w在真空反应腔100内外之间传输。所述真空反应腔100内包含一下电极组件110,其设置于所述真空反应腔100内底部,所述下电极组件110设置有承载面,传入所述真空反应腔100内的待处理晶圆w放置在所述承载面上。进一步的,所述下电极组件110与所述反应腔腔体101底部可拆卸连接,以便对所述下电极组件110进行调整。所述真空反应腔100内还包含与所述下电极组件110相对设置的可移动上电极组件120,所述可移动上电极组件120位于所述真空反应腔100顶部,至少一射频电源(图中未示出)通过匹配网络施加到所述下电极组件110和可移动上电极组件120的至少之一,以将工艺气体解离为等离子体,使所述可移动上电极组件120和所述下电极组件110边缘区域之间产生等离子体,所述等离子体用于对所述晶圆w的边缘进行刻蚀。具体地,所述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晶圆w的表面发生多种物理和/或化学反应,使得待处理晶圆w边缘的形貌发生改变,从而完成对待处理晶圆w边缘的处理。
80.在本实施例中,所述等离子体处理装置适用于晶圆w边缘刻蚀领域。在晶圆w经等离子体刻蚀加工出设计图案的过程中,晶圆w外边缘区域及背面的外边缘区域会堆积一些多余膜层,如多晶硅层、氮化物层、金属层等,而这些多余膜层可能会对后续工艺和设备造成污染,因此需要通过斜边刻蚀即边缘刻蚀工艺将其去除。在边缘刻蚀工艺过程中,所述工艺气体通常包含含f、cl等的刻蚀气体和o2等清洁气体以及其他的辅助刻蚀气体,以便进行边缘刻蚀工艺。
81.如图1所示,所述等离子体处理装置还包含若干个自对准装置130,所述自对准装置130包含自对准上结构131和自对准下结构132,其分别与所述可移动上电极组件120和所述下电极组件110连接,所述自对准上结构131和所述自对准下结构132对齐拼合时所述可移动上电极组件120和所述下电极组件110中心对齐。
82.在本实施例中,所述下电极组件110与所述反应腔腔体101底部通过螺钉组件111可拆卸连接。当需要对所述可移动上电极组件120和所述下电极组件110进行对中调节时,调节下电极组件110与反应腔腔体101不固定连接,调节所述可移动上电极组件120和下电极组件110使所述自对准上结构131和自对准下结构132对齐拼合,所述下电极组件110受力发生位移。当所述自对准上结构131和所述自对准下结构132对齐拼合后,所述可移动上电极组件120和下电极组件110中心轴线重合。
83.所述自对准上结构131为对准孔,其为一凹槽结构,所述自对准上结构131与所述可移动上电极组件120通过螺钉组件连接。所述自对准下结构132为导向机构,其与所述下电极组件110通过螺钉组件连接,所述导向机构包括一导向销133,所述导向销133进入所述
对准孔时推动所述下电极组件110使其与所述可移动上电极组件120中心对齐。
84.可选的,所述自对准上结构131可设置于所述可移动上电极组件120的底部或侧边外围,所述自对准下结构132可设置于所述下电极组件110的上表面或侧边外围,本发明对其具体位置不进行限制。在本实施例中,所述自对准上结构131与所述可移动上电极组件120的底部边缘连接,所述自对准下结构132与所述下电极组件110的侧边外围连接。当然,所述自对准装置130的结构类型不仅限于上述结构,其为任意可实现对中调节功能的装置。
85.进一步的,所述自对准下结构132包含一顶部开设有通孔的容纳空间134,所述通孔与所述对准孔相对设置,所述导向销133至少部分地位于所述容纳空间134内,所述导向销133由所述通孔伸出容纳空间134。
86.所述自对准装置130还包含弹性体135,所述弹性体135设置于所述容纳空间134内,所述弹性体135与所述导向销133底部连接。如图2和图3结合所示,当所述可移动上电极组件120与下电极组件110中心偏移过大时,所述导向销133伸入所述自对准上结构131的对准孔中,所述可移动上电极组件120持续向下移动,所述导向销133会受到径向f1和垂向f2的作用力,所述自对准上结构131可能会导致导向销133受力过大造成所述下电极组件110的损坏,所述弹性体135的设置为所述导向销133提供了缓冲空间,保护下电极组件110免受损害。在本实施例中,所述弹性体135为弹簧,其与所述导向销133底部连接。
87.优选地,所述导向销133顶部为斜面结构。当需要对所述可移动上电极组件120和下电极组件110对中调节时,所述导向销133伸入所述自对准上结构131的凹槽结构中,导向销133顶部的斜面结构使其更容易伸入所述凹槽结构中。当所述可移动上电极组件120与下电极组件110中心轴线距离较远时,导向销133也可伸入所述凹槽结构中,增加了调节范围。可选的,所述自对准装置130由金属材料制成,以便有足够的刚度和强度,保证有足够的作用力推动下电极组件110发生位移。
88.在本实施例中,所述等离子体处理装置包含两个自对准装置130,两个自对准装置130围绕所述可移动上电极组件120对称设置,共同作用实现所述可移动上电极组件120和下电极组件110的对中调节。如图2所示,所述可移动上电极组件120和下电极组件110中心轴线不重合。调节时,所述导向销133插入对准孔中,所述可移动上电极组件120持续向下移动,所述导向销133会受到径向f1和垂向f2的作用力(请见图3),带动与之连接的下电极组件110在水平方向上发生位移,直至实现可移动上电极组件120和下电极组件110的中心轴线的重合(请见图4)。
89.在本实施例中,所述自对准装置130使用方便,易拆卸。如图5所示,在等离子体处理装置组装过程中,当所述可移动上电极组件120和下电极组件110的对中调节完成后,可将各个自对准装置130拆除,有利于节省所述真空反应腔100内的空间,以便所述真空反应腔100内安装更多的其他部件以保证刻蚀反应的刻蚀效果。
90.所述等离子体处理装置还包含若干个升降装置,所述升降装置分别与所述可移动上电极组件120连接以使所述可移动上电极组件120升降。所述升降装置包含支撑结构140和驱动装置150,所述支撑结构140的一端与所述可移动上电极组件120连接,其另一端与所述驱动装置150连接,所述驱动装置150用于驱动所述支撑结构140以使所述可移动上电极组件120升降。
91.可选的,所述驱动装置150为步进电机或直线电机,当然,所述驱动装置150的类型
与结构不仅限于上述两种,其还可以为其他的类型或结构,只要其可实现对所述支撑结构140的驱动完成所述支撑结构140的升降即可。
92.进一步的,所述支撑结构140包含导向杆141和丝杆142。所述导向杆141与所述可移动上电极组件120连接,所述丝杆142一端与所述驱动装置150连接,另一端与所述导向杆141连接。在本实施例中,所述导向杆141底部位于所述真空反应腔100外部,其顶部位于所述真空反应腔100内,所述丝杆142通过水平调节组件与所述导向杆141底部连接,所述水平调节组件可调节其所在的支撑结构140的长度以实现对所述可移动上电极组件120的水平调节。可选的,所述导向杆141与所述丝杆142采用相同材质制备。
93.在安装等离子体处理装置时,根据真空反应腔100腔体加工工艺可以保证下电极组件110相对大地水平,但是可移动上电极组件120可能会发生倾斜,使得可移动上电极组件120的中心相对下电极组件110中心切斜和不重合。在晶圆w边缘刻蚀中,可移动上电极组件120和下电极组件110的刻蚀区域的重合至关重要,采用水平调节组件调节高位处或低位处所述支撑结构140的长度,使得该处的可移动上电极组件120平面降低或升高,直至可移动上电极组件120保持水平,进一步促进两者之间刻蚀区域的重合,有利于保证晶圆w刻蚀效果。另外,由于水平调节组件在所述真空反应腔100的外部,在等离子体处理装置使用过程中,若需要对可移动上电极组件120进行调平处理,在外部控制水平调节组件即可实现,无需额外的开腔等繁琐流程。
94.具体地,所述水平调节组件包含:十字结构143和夹紧机构。所述十字结构143上端与所述导向杆141底部内表面螺纹连接,其下端与所述丝杆142顶部的内表面螺纹连接。所述夹紧机构包含上夹紧装置144和下夹紧装置145,所述上夹紧装置144与所述导向杆141底部的外表面螺纹连接,所述下夹紧装置145与所述丝杆142顶部的外表面螺纹连接,所述上夹紧装置144和所述下夹紧装置145上下夹紧固定所述十字结构143的左右两端。
95.当需要对所述可移动上电极组件120调平处理时,先调节夹紧机构的上夹紧装置144和下夹紧装置145,使十字结构143可移动。旋转所述可移动上电极组件120低位或高位处的十字结构143,直至所述可移动上电极组件120保持水平。最后调节所述夹紧机构的上夹紧装置144和下夹紧装置145,使其夹紧固定所述十字结构143的左右两端以完成所述可移动上电极组件120的调平。该水平调节组件结构简单,使用方便,无需额外安装大型的机械进行调平处理,较大的节省了安装空间,对于等离子体处理装置来说,较大程度上提高了真空反应腔100周围和内部各部件安装布置的灵活性,不会影响其他部件的安放使用。
96.所述等离子体处理装置还包含第一传动装置160,其包围各个所述支撑结构140并与其螺纹连接。所述反应腔腔体101底部与所述支撑结构140的导向杆141接触部位开设有若干个凹槽结构,所述导向杆141周向对应设置有若干个延伸件146,所述延伸件146在所述凹槽结构内可上下发生位移且不可发生周向旋转。
97.进一步的,所述驱动装置150通过一第二传动装置170与一个支撑结构140螺纹连接,所述驱动装置150转动借助所述支撑结构140的反作用力带动所述支撑结构140发生上下位移,进而借助所述第一传动装置160带动其余支撑结构140同步发生位移。所述驱动装置150通过对一个支撑结构140的驱动实现对所有支撑结构140的上下驱动,进而实现所述可移动上电极组件120的上下位移,整体装置结构简单,使用方便。可选的,所述第一传动装置160为皮带结构,所述第二传动装置170也为皮带结构,所述第二传动装置170的长度范围
小于所述第二传动装置170的长度范围。
98.所述等离子体处理装置还包含若干个导向轴承104。所述导向轴承104分别设置于所述反应腔腔体101底部与各个所述支撑结构140的接触部位,以保证所述支撑结构140升降的垂直性。
99.所述等离子体处理装置还包含若干个密封装置105,所述密封装置105分别套设在所述支撑结构140位于所述真空反应腔100外部的部分,所述密封装置105一端与所述反应腔腔体101底部连接,另一端与所述支撑结构140连接,即使所述支撑结构140多次升降,也不会影响所述真空反应腔100内的气体环境。
100.进一步的,所述下电极组件110底部与所述反应腔腔体101之间还包含若干个密封结构112,以保证所述真空反应腔100的气密性。在本实施例中,所述密封结构112为o型密封圈,其设置于所述下电极组件110的底部与所述反应腔腔体101之间,以防两者之间存在缝隙破坏真空反应腔100内的气体环境。
101.另外,所述等离子体处理装置还包含若干个气体通道180。各个所述气体通道180分别由所述真空反应腔100外部延伸经过所述真空反应腔100底部、所述支撑结构140内部、所述可移动上电极组件120,所述气体通道180用于将工艺气体注入所述真空反应腔100内。在本实施例中,所述可移动上电极组件120与腔体端盖102无连接,腔体端盖102多次开关也不会影响可移动上电极组件120的位置,在装置使用过程中更容易保持所述可移动上电极组件120和晶圆w、下电极组件110之间的同心度,保证了斜边刻蚀的工艺效果,也减少了工作人员精力与时间的损耗,有利于晶圆w刻蚀工艺的开展。
102.进一步的,所述气体通道180内表面设有耐等离子体腐蚀性的镀层,以保护所述气体通道180的内表面,避免其发生颗粒脱落进而污染所述真空反应腔100的腔体环境。可选的,所述耐等离子体腐蚀的镀层材料为特氟龙镀层或氧化钇膜层或阳极氧化铝层。
103.在本实施例中,所述等离子体处理装置包含三个支撑结构140和三个气体通道180,各个所述支撑结构140沿所述可移动上电极组件120周向均匀分布。各个所述气体通道180分别从真空反应腔100外进入各个所述支撑结构140的导向杆141内部以向真空反应腔100内注入若干种工艺气体。
104.进一步的,在本实施例中,所述可移动上电极组件120内的气体通道180为边缘进气通道181或中央进气通道182。所述边缘进气通道181在所述可移动上电极组件120内采用多路径分布结构,其包含设置在可移动上电极组件120底部的多个边缘喷淋口,各个所述边缘喷淋口沿晶圆w边缘区域均匀分布(类似于花洒头结构),以便将第一气体均匀注入所述晶圆w边缘区域的上方,有利于保证晶圆w边缘刻蚀的效果。所述中央进气通道182包含若干个中央喷淋口,所述中央喷淋口位于晶圆w中央区域的上方,以便将第二气体注入所述晶圆w中央区域的上方。通常情况下,在边缘刻蚀工艺中,所述边缘进气通道181通入的第一气体包含含f、cl等的刻蚀气体和o2等清洁气体以及其他的辅助刻蚀气体,以便进行边缘刻蚀工艺。所述中央进气通道182通入的第二气体包含缓冲气体或清洁气体,所述缓冲气体用于在晶圆w边缘处理时保持晶圆w上方的高气压,以使晶圆w中央区域免受等离子体环境的刻蚀,所述清洁气体用于在所述真空反应腔100内无晶圆w时的真空反应腔100的清洁。
105.在斜边刻蚀工艺中,第一气体(如ar、cf4、o2等)经边缘进气通道181进入所述真空反应腔100内的晶圆w边缘区域的上方,在射频的激励作用下形成等离子体。这些等离子体
经过所述可移动上电极组件120和下电极组件110之间的电场作用(电容耦合)后与晶圆w边缘聚集的多余膜层发生化学反应,从而去除在其他工艺过程中产生的多余膜层。与此同时,第二气体经中央进气通道182进入所述真空反应腔100内的晶圆w中央区域的上方,可调节第二气体的流速或压强以保护晶圆w中央区域不受等离子体环境的影响。
106.当然,所述气体通道180的结构类型与位置关系不仅限于上述描述,其为任意可实现工艺气体注入的装置结构。在其他实施例中,各个气体通道180分别由所述真空反应腔100外部延伸经过所述真空反应腔100顶部即腔体端盖102、所述可移动上电极组件120,所述气体通道180用于将工艺气体注入所述真空反应腔100内,其工艺气体的注入过程不需要经过支撑结构140内部,可独立进行。
107.另外,采用本实施例中的等离子体处理装置进行安装调试时,可采用下述方法对所述可移动上电极组件120和下电极组件110进行对中处理:
108.调节下电极组件110与反应腔腔体101不固定连接;调节可移动上电极组件120向下移动使自对准上结构131和自对准下结构132对齐拼合,所述下电极组件110受力发生位移;所述自对准上结构131和所述自对准下结构132对齐拼合,所述可移动上电极组件120和所述下电极组件110同心。
109.该方法还包含:完成对中即同心度调节后,拆卸所述自对准上结构131和所述自对准下结构132,以避免占用所述真空反应腔100内的空间。
110.另外,若可移动上电极组件120发生倾斜,在同心调节之前,可先对所述可移动上电极组件120调平处理,其具体包含:调节夹紧机构的上夹紧装置144和下夹紧装置145,使十字结构143可移动;旋转所述可移动上电极组件120低位或高位处的十字结构143,直至所述可移动上电极组件120保持水平;调节所述夹紧机构的上夹紧装置144和下夹紧装置145,使其夹紧固定所述十字结构143的左右两端。
111.在使用过程中,可利用驱动装置150、第一传动装置160和第二传动装置170实现支撑结构140的上下移动,具体为:驱动驱动装置150转动,通过第二传动装置170带动与之接触的支撑结构140上下移动;通过第一传动装置160带动其余支撑结构140同步转动。
112.实施例二
113.请参照图6,基于实施例一中的等离子体处理装置的结构特性,本实施例对自对准装置230的结构做出了一些改变,主要针对自对准上结构231和自对准下结构232做出改变。
114.在本实施例中,所述自对准下结构232为对准孔,其为一凹槽结构,所述对准孔与所述下电极组件210通过螺钉组件连接。所述自对准上结构231为导向机构,其与所述可移动上电极组件220通过螺钉组件连接,所述导向机构包括导向销233、弹性体235和底部开设有通孔的容纳空间234,所述通孔与所述对准孔相对设置,所述弹性体235设置于所述容纳空间234内并与所述导向销233顶部连接,所述导向销233至少部分地位于所述容纳空间234内,其由所述通孔伸出所述容纳空间234,所述导向销233进入所述对准孔时推动所述下电极组件210和所述可移动上电极组件220中心对齐。
115.在本实施例中,导向销233位于对准孔上方,能够更容易伸入所述自对准下结构232的对准孔中以便进行可移动上电极组件220和下电极组件210的对中调节。本实施例的其他结构部分以及各组件作用方式都与实施例一中的相同,在此不再加以赘述。
116.综上所述,本发明的一种等离子体处理装置及其调节方法中,该等离子体处理装
置中通过自对准装置130的自对准上结构131和自对准下结构132,实现了可移动上电极组件120和下电极组件110的同心度调节,所述自对准装置130结构简单,操作方便,对中调节完成后可将其拆卸,节省了真空反应腔100内的空间,使所述真空反应腔100内可灵活放置排放其他部件,提高了其空间使用效率。
117.进一步的,该等离子体处理装置中工艺气体借助支撑结构140的内部和可移动上电极组件120注入真空反应腔100中,所述可移动上电极组件120与腔体端盖102之间无连接,即使腔体端盖102频繁开腔对可移动上电极组件120和下电极组件110的同心度也不会产生影响,避免了需要频繁对其同心度进行调节。
118.进一步的,该装置通过驱动装置150驱动第二传动装置170转动,进而带动与第二传动装置170接触的一个支撑结构140发生上下位移,再通过第一传动装置160带动其余支撑结构140同步垂向运动,多个部件协同配合,共同实现可移动上电极组件120的升降,其结构简单,操作方便。
119.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
再多了解一些

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