[發明專利]真空處理裝置、用于改善真空處理裝置工藝結果的方法

有效

• 申請號: 201410828546.6
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN105789089B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 左濤濤;吳狄;何乃明
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明提供一種真空處理裝置以及用于改善真空處理裝置工藝結果的方法。所述真空處理裝置，包括：由底壁、側壁及頂蓋圍成的反應腔室，所述頂蓋以可轉動的方式安裝在所述側壁上，以使得所述反應腔室可通過所述頂蓋暴露；氣彈簧，所述氣彈簧的一端安裝在所述頂蓋上，另一端安裝在所述側壁上，用于在所述頂蓋完全打開、完全關閉時使所述頂蓋保持狀態；液壓阻尼器，所述液壓阻尼器的一端安裝在所述頂蓋上，一端安裝在所述側壁上，用于限制所述頂蓋打開或關閉過程中的速度。

技術領域

本發明涉及用于半導體制作的真空處理裝置，如等離子體刻蝕裝置、等離子體沉積裝置、等離子體灰化裝置、化學氣相沉積裝置，以及有機金屬化學氣相沉積裝置等，也涉及應用上述裝置改善其工藝處理結果的方法。

背景技術

在半導體制造領域，對于給定的真空處理裝置，業內人員總是希望它的工藝結果是符合預期的。以等離子體刻蝕裝置為例，對它賦以相同的刻蝕參數用來加工不同批次的相同基片時，人們期望各個批次的基片被刻蝕的深度、均勻度等都是大致相同的，至少是差異不大的。通常而言，在設備維修或重新調制后的初期，大體能滿足上述要求。然而，長期持續運行很長一段時間，通常兩三個月后，同一設備以相同參數生產出來的前后批次產品之間的差異就常常超出允許范圍，從而出現不合理的、大量的殘次品。這是業內需持續改善的一個問題。

業內通常認為導致上述問題產生的原因主要大致有以下兩個。一個是工藝過程中不斷產生并累積的顆粒、雜質等污染物。針對此點，給出的解決方案是經常以如清潔氣體、等離子體等原位清潔設備內部以去除累積的污染物。另一個原因是工藝(如刻蝕氣體、高溫活性氣體等)對設備主要部件的損傷以及主要部件的自然老化。針對該點，提出的改進方案通常包括更換受損傷部件、優化主要部件的防蝕性能，比如在氣體噴淋頭、內壁上涂覆抗蝕刻層等。

上述的各種解決手段經實踐驗證都是確實有效的。它們雖不能完全杜絕該問題的出現，但卻可大大延長設備正常運作的時間。

本發明的發明人發現了上述問題產生的另一原因，并據此對現有的半導體加工設備及方法進行了改進。

發明內容

發明人注意到，現有的半導體真空處理裝置，每開啟一次反應腔室的頂蓋，其發生上述問題的可能性就越大；對于運行時間相等的類似設備，累計開啟頂蓋次數多的，發生上述問題的概率也越大。于是，發明人將反應腔室的頂蓋，特別是頂蓋的開啟，與上述問題聯系了起來。

雖然肉眼難以發覺，但借助細部放大工具，發明人還是發現了差異：頂蓋開啟次數多的真空處理裝置(這里以電容耦合式等離子體刻蝕裝置為例)內的一些重要元件，如噴淋頭、聚焦環等，的位置已發生了細微偏移。發明人推測，這些重要元件的失位是導致上述問題的原因之一。并且，將這些元件恢復正常位置后，大量的測試也表明，設備在這方面的能力基本恢復到正常水平，即，發生上述問題的概率已與不經常開啟頂蓋的設備處于大體相當的水平。

基于上述發現及相關實驗，發明人提出了本發明。

根據本發明的一個方面，提供一種用于半導體加工的真空處理裝置，其包括：

由底壁、側壁及頂蓋圍成的反應腔室，所述頂蓋以可轉動的方式安裝在所述側壁上，以使得所述反應腔室在需要時可通過所述頂蓋暴露；

氣彈簧，所述氣彈簧的一端安裝在所述頂蓋上，另一端安裝在所述側壁上，用于在所述頂蓋完全打開、完全關閉時使所述頂蓋保持狀態；

液壓阻尼器，所述液壓阻尼器的一端安裝在所述頂蓋上，一端安裝在所述側壁上，用于限制所述頂蓋打開或關閉過程中的速度。

可選的，所述氣彈簧的壓力缸端安裝在所述頂蓋上，所述氣彈簧的活塞桿端安裝在所述側壁上；所述頂蓋完全關閉時，所述側壁的上表面與所述頂蓋之間呈零度角，所述頂蓋完全打開時，所述頂蓋與所述側壁的上表面之間呈鈍角。