[發明專利]一種等離子處理系統和等離子處理系統的運行方法

有效

• 申請號: 201711480475.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109994358B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 雷仲禮;王謙
• 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: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發明提供一種等離子處理系統，包括：一傳輸腔，傳輸腔包括多個側壁，每個側壁上都連接有多個處理腔，每個處理腔內包括一個基座，基座上包括一個中心點；連接到同一個側壁的至少兩個處理腔構成一個處理腔組，其中第一處理腔組中兩個基座的中心點之間具有第一距離，第二處理腔組中的兩個基座的中心點之間具有第二距離，其中第一距離大于第二距離；所述傳輸腔中包括一個機械傳輸裝置，基座上包括兩個可獨立運動的機械臂；且所述兩個機械臂均包括多個旋轉軸和多個旋轉臂，其中每個機械臂最上方的旋轉臂的遠端還包括一個終端抓取器，用于抓取基片。本發明機械傳輸裝置可以在同時從具有第一距離和第二距離的處理腔組中取放基片。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，具體涉及一種等離子處理系統，特別涉及等離子處理系統中機械傳輸裝置的設計和運行方法。

背景技術

半導體芯片被日益廣泛的應用到各種電子設備中，其中半導體芯片加工過程需要用到大量等離子處理器，這些處理器會對待處理的基片進行等離子刻蝕、化學氣相沉積等工藝。在等離子處理過程中需要用到各種處理腔，比如上述工藝中提到的刻蝕、化學氣相沉積都需要特別執行這些工藝的對應的處理腔，其它如光刻膠的去除(strip)和涂覆也需要專門的處理腔，基片從大氣環境送入送出真空環境也需要真空鎖(load lock)，基片在不同處理腔和真空鎖之間傳輸還需要至少一個傳輸腔，傳輸腔內還設置有至少一個機械臂用于在真空環境內精確的轉運、放置處理前和處理完成后的基片。上述各個功能的處理腔都需要圍繞傳輸腔設置，為了盡量節約整個等離子反應器的占地面積，也就是同一個傳輸腔上掛載更多的處理腔，現有技術提出了如專利US6486444所示的腔體排布結構。在該現有技術中兩個處理腔集成為一體成為一個處理腔組，連接到傳輸腔的同一個側壁上，傳輸腔另外兩個側面也被其它處理腔組使用。最后一個側面被真空鎖占用，真空鎖可以同時進出兩個基片。

上述排布結構相比更早的現有技術可以排下更多的處理腔，但是處理功能單一，只能進行一種處理比如等離子刻蝕。隨著工藝要求的發展，需要在一個等離子處理系統內完成多功能的任務，這樣可以進一步的節約基片在不同處理系統之間轉運的時間，還防止了在大氣環境中轉運帶來污染的危險，整體上提高的處理效率。但是在同一個等離子處理系統中排布不同功能的處理腔，需要解決新產生的問題，不同功能的處理腔內部空間和外部尺寸會有區別，這會導致掛載在傳輸腔不同側壁的兩個并排的等離子處理腔中心點間距會不同，傳輸腔中原有的機械臂是為取放具有固定中心點間距的兩個處理腔設計的，所以無法利用原有機械臂完成新的等離子處理系統的任務需求。

所以業內需要開發一種新的機械臂，以實現利用一個機械臂完成在具有不同中心點間距的處理腔組之間取放多片基片。最佳的，該調機械臂需要結構簡單、成本低廉，能夠應用于各種等離子處理系統。

發明內容

本發明提供了一種等離子處理系統，包括：一傳輸腔，傳輸腔包括多個側壁，每個側壁上都連接有多個處理腔，傳輸腔側壁和每個處理腔之間還包括一個氣密閥門；每個處理腔內包括一個基座，用于放置基片，所述基座上包括一個中心點，與放置在基座上的基片的中心點位置對應；其中連接到同一個側壁的至少兩個處理腔構成一個處理腔組，其中第一處理腔組中兩個基座的中心點之間具有第一距離，第二處理腔組中的兩個基座的中心點之間具有第二距離，其中第一距離大于第二距離；所述傳輸腔中包括一個機械傳輸裝置，所述機械傳輸裝置包括一個可沿著一個中心旋轉軸旋轉的基座，所述中心旋轉軸位于機械傳輸裝置的中心點，基座上包括兩個可獨立運動的機械臂，所述兩個機械臂對稱安裝在所述旋轉基座中心旋轉軸兩側；且所述兩個機械臂均包括多個旋轉軸和多個旋轉臂，其中每個機械臂最上方的旋轉臂的遠端還包括一個終端抓取器，用于抓取基片。還可以包括第三處理腔組，第三處理腔組中兩個基座的中心點之間具有第三距離。

其中，所述第一處理腔組中的兩個處理腔用于執行第一處理工藝，第二處理腔組中的處理腔用于執行第二處理工藝。

其中所述每個機械臂最上方的旋轉臂包括近端部分和遠端部分，一彎折部位于所述遠端部分和近端部分之間，所述兩個機械臂中位于最上方的旋轉臂的遠端部分互相平行且上下重疊，所述遠端部分覆蓋所述機械傳輸裝置的中心點。