[发明专利]一种刻蚀设备及刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种刻蚀设备及刻蚀方法，涉及刻蚀设备技术领域。该刻蚀设备包括刻蚀腔、预抽腔、测量腔及传送机构，预抽腔与刻蚀腔连通；测量腔与预抽腔连通，测量腔内设置有检测组件，检测组件被配置为检索工件上刻蚀的深度；传送机构设置于预抽腔内，传送机构被配置为承载工件，并实现工件在刻蚀腔和测量腔之间传送。该刻蚀设备中，首次刻蚀后通过测量刻蚀深度计算二次刻蚀的深度，通过多次刻蚀和测量来保证工件表面刻蚀深度的要求，避免工件报废。工件在检测过程中始终位于真空环境，一方面可以节省破真空和建立真空等重复作业的时间，提高刻蚀效率；另一方面可以避免工件与空气接触，保证工件的质量，从而提高刻蚀的良品率。

技术领域

本发明涉及刻蚀设备技术领域，尤其涉及一种刻蚀设备及刻蚀方法。

背景技术

刻蚀工艺是一种按照掩膜图形或设计要求，通过溶液、反应离子或其它机械方式对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性的材料腐蚀或剥离的技术，是对半导体器件进行图形化处理的一种重要方式。其中，干法刻蚀是通过气体放电，使刻蚀气体电离、分解，由产生的离子对基板进行刻蚀的工艺，这种工艺刻蚀精度高，具有各向异性特性。等离子体刻蚀作为干法刻蚀中最常见的一种形式，可以实现各向异性刻蚀，广泛应用于半导体器件制造行业。

随着技术的发展，半导体器件电路的集成程度越来越高，器件图形加工的特征尺寸越来越小，对刻蚀工艺的尺寸控制要求也日益提升。半导体器件制造中对半导体衬底进行的深孔刻蚀工艺可以实现半导体器件的高密度构造连接。深孔刻蚀特征尺寸小，对图形的形貌要求高，一般采用等离子体刻蚀进行工艺加工。某些制造工艺因为成本极高，其深孔刻蚀工艺对于刻蚀精度，尤其是刻蚀深度的尺寸控制要求非常高。一般的刻蚀设备通过刻蚀速率与刻蚀时间的乘法计算来控制刻蚀深度。这种方法的偏差很大，因为刻蚀速率受腔体温度、真空度和气体流量等多种因素影响，每次的刻蚀速率均存在波动。且刻蚀速率也是由刻蚀深度与刻蚀时间的除法计算得来，并不能作为精确的标准值。一般刻蚀设备没有过程深度控制，工艺反应腔室也无法安装测量装置，所以等离子体刻蚀设备无法保证单次刻蚀的深度能够在误差方面完全符合要求。如果刻蚀的深度大于要求深度，则晶圆可能报废。如果刻蚀的深度不足要求深度，则需要重新进行加刻。重新加刻的过程将占用很长的时间，并且两次刻蚀之间晶圆暴露于大气中，会影响产品性能，降低产品良率。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种刻蚀设备，可以保证刻蚀深度的精度要求，且避免工件与空气接触，有利于保证工件性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种刻蚀设备，包括刻蚀腔，所述刻蚀设备还包括：

预抽腔，所述预抽腔与所述刻蚀腔连通；

测量腔，所述测量腔与所述预抽腔连通，所述测量腔内设置有检测组件，所述检测组件被配置为检索工件上刻蚀的深度；及

传送机构，所述传送机构设置于所述预抽腔内，所述传送机构被配置为承载所述工件，并实现所述工件在所述刻蚀腔和所述测量腔之间传送。

其中，所述传送机构包括：

托盘，所述托盘上设置有多个容纳所述工件的载物槽；及

伸缩臂，所述伸缩臂转动设置于所述预抽腔内，所述伸缩臂被配置为将所述托盘送入所述测量腔或所述刻蚀腔。

其中，所述伸缩臂包括：

主动杆，所述主动杆与所述预抽腔的底面转动连接；

连接杆，所述连接杆的一端与所述主动杆转动连接；及

从动杆，所述从动杆与所述连接杆的另一端转动连接，所述从动杆与所述托盘连接。

其中，所述伸缩臂还包括：

托环，所述托环设置与所述从动杆的端部，且所述托环与所述托盘的底面卡接。