[发明专利]用于等离子体反应器系统的工件旋转装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于集成电路制造中的等离子体反应器系统，更具体地，涉及用于等离子体反应器系统的工件旋转装置。

背景技术

在超大规模集成(ULSI)半导体晶圆的处理中使用的光刻掩模的制造比半导体晶圆处理需要更高程度的蚀刻均匀性。单一掩模图案一般在石英掩模上占四平方英寸的面积。掩模图案的图像向下聚焦到晶圆上单一芯片(die)(一平方英寸)的面积上，然后在整个晶圆上步进，形成用于每个芯片的单一图像。在石英掩模上蚀刻掩模图案之前，通过扫描电子束将掩模图案写入光刻胶，其为一个耗时的工艺，致使单一掩模的成本相当高。掩模蚀刻工艺在整个掩模的表面上不均匀。而且，电子束写入光刻胶图案本身不均匀，在晶圆上45nm特征尺寸的情形下，并在整个掩模上表现出临界尺寸(例如，线宽)约2-3nm的变化。(例如，该变化是所有所测线宽的3σ方差。)光刻胶临界尺寸中的这种不均匀性典型地在不同掩模源或用户中变化。掩模蚀刻工艺不能增加大于1nm的变化，以致在所蚀刻的掩模图案中该变化不超过3-4nm。这些严格的要求起于在石英掩模图案中衍射效应的使用，以达到晶圆上的清晰图像。在掩模蚀刻工艺中对于该改善有连续的要求。

发明内容

我们已经发现一种改善掩模中蚀刻图案的均匀性的方法可能是在掩模蚀刻工艺完成之前旋转掩模。例如，当特定的蚀刻步骤没有完成时，蚀刻工艺可能停止(等离子体关闭和工艺气体注入停止)，掩模从等离子体反应腔室移除并旋转180度并返回至腔室中，等离子体蚀刻工艺重新开始直到完成。该问题在于在没有昂贵的修改或适应下，包括机械臂和叶片的掩模运送装置不能随着掩模进出任意腔室传送而改变掩模的旋转方向。即，即使机械臂和叶片自身能旋转(在差不多360度的一些情形下)，它们也不能使掩模取向产生相对于任何腔室的净变化，原因在于机械叶片一拿到掩模，它的相对于各个腔室的旋转取向就固定了。这是因为每次叶片从任何一个腔室拿取或放置掩模到其中，它总是以同样的边缘抓取掩模。由于各个腔室典型地可仅具有单个狭口阀，通过该狭口阀掩模可进入腔室中，掩模进出的方向总是相同的，因此掩模旋转方向不可能有净主要变化，只要叶片总是以相同边缘抓取掩模。因此，掩模经过90度或180度的旋转需要干预以从包括自动掩模运送装置的处理系统移除掩模，随后手动旋转掩模。该干预可能需要包括在等离子体反应器中掩模处理的暂停(suspension)，整个系统中掩模的移除，在一些不同外部位置处掩模的手动旋转，然后掩模再次进入回到处理系统中，重启等离子体工艺，等等。该干预可能引起生产力的降低，以及在掩模生产工艺中的不确定，并且是不实用的。

根据本发明的一个方案，提供一种用于处理平面工件的等离子体处理系统，其具有改变工件的旋转位置相对于系统的等离子体处理腔室的能力。系统工件传送装置耦合到系统的反应腔室。工件传送装置能传送工件进出各个腔室。该系统进一步包括耦合到工件传送装置的工厂界面，用于传送工件进出等离子体处理系统的工厂环境外部。工厂界面包括(a)限定内空间的框架，(b)在该内空间内的所述框架上支撑的可旋转且可平移的臂；(c)附接到该臂外端的工件运送叶片；以及(d)固定的工件夹持支撑托架。该托架包括固定到框架上并延伸到框架的内部框架中的支撑边缘，用于限定工件支撑平面。托架进一步包括在托架外围的不同部分的第一和第二工件传送边缘。工件边缘叶片能将工件放置在托架上，并在托架的各个第一和第二工件传送边缘处从托架移除工件。通过本发明的实施方式，有可能进行工件相对于系统的旋转。

附图说明

因此为了获得本发明的示例性实施方式并能详细理解，将参照在附图中示出的实施方式对以上的简要所述的本发明进行更加详细的描述。应该理解，为了使本发明明显，在此没有讨论一些众所周知的工艺。

图1是具有多个等离子体反应器腔室和自动工件运送能力的等离子体处理系统的俯视图；

图2是在图1的系统中的工厂界面的透视图；

图3是对应于图2的俯视图；

图4是在图2和图3中的工厂界面中的掩模旋转托架的透视图；

图5是图4的一个托架的典型角柱的透视图；

图6是图5的柱的侧视图，描述了未对准掩模的截图；

图7是图5的柱的侧视图，描述了掩模的最终对准。

为了便于理解，尽可能使用相同的附图标记表示附图中共有的相同元件。应该理解一个实施方式的元件和器件可以有利地结合到其它实施方式中，而不用进一步陈述。然而，应该注意，附图仅示出了本发明的示例性实施方式，因此不能理解为对本发明范围的限定，因为本发明可承认其它等效的实施方式。

具体实施方式