[發明專利]硅片刻蝕設備及控制腔室上蓋升降的方法

無效

• 申請號: 200710063393.0
• 申請日: 2007-01-10
• 公開（公告）號: CN101221904A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 張俊
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/00;C23F4/00;H01J37/32;H05H1/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙鎮勇;郭宗勝

技術領域

本發明涉及一種半導體硅片加工設備，尤其涉及一種半導體硅片刻蝕設備及控制腔室上蓋升降的方法。

背景技術

在半導體加工工藝中，特別是在刻蝕、氧化、化學氣相沉積(CVD)等過程中，通常使用基于等離子體的半導體加工工藝將半導體硅片加工成集成電路芯片。為給硅片加工提供最佳的工藝環境，傳統的等離子加工系統是通過控制等離子真空腔內的氣流或等離子體流來實現的，這樣就需要提供密封性較高的真空腔室。而當腔室內部的部件，如靜電卡盤、內襯、頂針等需要拆裝或維護時，就需要升起腔室上蓋，以打開腔室，進行部件拆裝和維護。

打開真空腔室上蓋的操作就需要一套開蓋機構的控制系統，對提升操作進行控制。同時，當拆裝操作或維護操作完成后，重新合上腔室上蓋時，為保持真空腔室的密封性，需對腔室上蓋的降落進行控制和精準定位，以確保在保證人員和設備安全的前提下，精確復原并密封腔室，為工藝加工提供最佳的真空環境。

因此，刻蝕系統工藝模塊開蓋機構控制系統需要解決兩個重要問題：一是腔室上蓋的升降控制，二是重新合蓋密封時關鍵位置的精準定位。

如圖1所示，是現有技術中的硅片刻蝕設備的結構示意圖，包括刻蝕腔室1，刻蝕腔室1的上部依次設有安裝襯環2和腔室上蓋3，腔室上蓋3連接有開蓋機構。所述開蓋機構包括電機8，電機8通過傳動裝置驅動滑塊4上下移動，進而帶動腔室上蓋3上升或下降，傳動裝置上設有制動器9，通過控制裝置控制電機8和制動器9的動作，實現腔室上蓋3的升降控制。在腔室上蓋3升降過程中打開制動器9，停止升降時制動器9制動，腔室上蓋3位置固定。

上述的硅片刻蝕設備中，采用兩個接近傳感器，分別位于開蓋機構的上端和下端，以感應滑塊4上的被檢測塊6。安裝在上端的傳感器為上限位傳感器5，當滑塊4帶動腔室上蓋3到達定義的上限位置時，控制裝置斷開升信號，按上升按鈕時制動器9制動，此時腔室上蓋3不能升只能降，以防誤操作發生危險。安裝在下端的傳感器為下限位傳感器7，當滑塊4帶動腔室上蓋3到達下限位置時，控制裝置斷開降信號，按下降按鈕時制動器制動，此時腔室上蓋不能降只能升，以實現合蓋時的定位，并防止誤操作損壞設備。

上述控制方案簡單，可實現要求的腔室上蓋3的升降控制和合蓋定位兩個功能，但存在較為明顯的缺點：一是難以保證安裝精度的問題。合蓋時要求在腔室上蓋3與安裝襯環2的上表面較好接觸后，停止降操作，避免損壞設備，而下限位傳感器7的安裝精度將影響合蓋質量，稍高則不能合理密封，稍低則可能造成腔室上蓋3壓擠安裝襯環2上表面，造成設備損傷。這就要求在傳感器安裝調試時需不斷調整、實驗，增加了安裝的難度；二是長期的可靠性問題。當下限位傳感器7和被檢測塊6的相對位置在未知狀況下發生變化時，將導致合蓋時不能密封或損傷設備。三是該方案在制動器9控制和電機8升降操作控制的控制邏輯上不完善，將可能直接導致安全事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種硅片刻蝕設備及控制腔室上蓋升降的方法，該設備及方法能精確、安全、可靠的控制硅片刻蝕設備的腔室上蓋的上升和下降，及合蓋時的精確定位。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的硅片刻蝕設備，包括刻蝕腔室，刻蝕腔室的上部依次設有安裝襯環和腔室上蓋，所述的安裝襯環與腔室上蓋之間設有多個壓力感應裝置。

所述的壓力感應裝置有3個。

所述的壓力感應裝置為微型壓力開關。

所述的壓力感應裝置為微型壓力傳感器。

所述的多個壓力感應裝置均勻分布且嵌入安裝于所述安裝襯環的上表面。

所述的多個壓力感應裝置均勻分布且緊貼所述腔室上蓋的內壁安裝于腔室上蓋的下表面。

當腔室上蓋接觸到壓力感應裝置時，關閉腔室上蓋的下降操作。

當腔室上蓋接觸到微型壓力開關時，微型壓力開關關閉腔室上蓋的下降操作。

當腔室上蓋接觸到微型壓力傳感器時，微型壓力傳感器向控制裝置發出限位信號，控制裝置接收到限位信號后關閉腔室上蓋的下降操作。

當硅片刻蝕設備進行刻蝕工藝時，關閉腔室上蓋的上升及下降操作。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的硅片刻蝕設備及控制腔室上蓋升降的方法，由于安裝襯環與腔室上蓋之間設有多個壓力感應裝置，來實現對腔室上蓋最低下降限位的控制，并完善了對腔室上蓋升降的控制邏輯，能精確、安全、可靠的控制硅片刻蝕設備的腔室上蓋的上升和下降，及合蓋時的精確定位。主要適用于半導體硅片刻蝕設備，也適用于其它類似的設備。

附圖說明

圖1為現有技術中硅片刻蝕設備的結構示意圖；