[发明专利]一种防止反应气体泄露的等离子体处理装置及其方法

说明书

本发明提供一种防止反应气体泄露的等离子体处理装置，包含腔体和衬套，所述衬套上方设有介电窗，所述腔体、衬套和介电窗围绕形成反应腔；所述反应腔内底部包括用于放置晶圆的基座，基座下方包括用于抽出反应腔内气体维持反应腔内低压的抽真空装置；所述衬套一侧的侧壁设有开口，用于容纳晶圆进出，所述衬套外设有一遮挡板，用于对所述开口进行密封；所述腔体内还设置与遮挡板连接的导向机构，通过所述导向机构实现遮挡板进行竖直运动和水平运动，完全封堵衬套侧壁上的开口。本发明还提供一种防止反应气体泄露的方法。

技术领域

本发明涉及蚀刻设备的耐腐蚀防护技术领域，特别涉及一种防止反应气体泄露的等离子体处理装置及其方法。

背景技术

如图1所示是一个简化的刻蚀(ETCH)系统示意图，由传输腔102、真空阀103(slitvalve)和等离子处理装置101组成。其中，等离子处理装置1包含介电窗111(insulationwindow)、衬套112(liner)、腔体113(chamber body)、抽真空装置115。其中，所述腔体113、衬套112、介电窗111围绕形成等离子体处理装置1的反应腔。

现有技术中，传输腔102(Transmission Machine，简称TM)与反应腔相互传片的过程中，由于两个腔体内的气压的不平衡，会出现腔体间的气体流动，悬浮在各腔体中的颗粒(particle)会随着气体流向另一个腔体，造成腔体的颗粒污染问题。假设气体是从传输腔102流向等离子处理装置101，则传输腔102的腔体内的悬浮颗粒会随着气体流向等离子处理装置101，对等离子体处理装置101内的晶圆造成污染。

目前解决上述问题的办法是，在腔体内设置一个遮挡在腔体侧壁上的开口和衬套侧壁上的开口之间的遮挡板116，其阻挡由传输腔102流向所述反应腔的气体中的污染颗粒。如图1A所示，所述遮挡板116底部固定连接有支撑杆124，所述支撑杆124由反应腔外部的驱动机构(如气缸)驱动进行上下运动，从而实现遮挡板116竖直的上下运动。遮挡板116为打开状态时，晶圆可以在反应腔与传输腔102之间传输。遮挡板116为关闭状态时，遮挡板116遮挡在衬套侧壁开口。

进一步，还可以通过控制遮挡板116(slit door shutter)开关的时间顺序，和传输腔102与反应腔的压差来减小颗粒污染的程度。例如，在晶圆刻蚀完毕后，通过抽真空装置115将反应腔内的等离子体气体抽走，接着使当前放置晶圆的反应腔内气压高于传输腔102内气压，在打开真空阀103之前，遮挡板116伸出处于关闭状态遮挡在衬套侧壁开口；打开真空阀103，反应腔内气体中的污染颗粒落在遮挡板116上；经过预设的一个时间再打开遮挡板116，此时遮挡板116缩回处于打开状态，遮挡板116不再遮挡衬套侧壁开口，最后将晶圆从反应腔送入传输腔。再例如，将晶圆从传输腔102送入反应腔时，使传输腔内气压高于反应腔内气压；在打开真空阀之前，遮挡板116处于伸出状态遮挡在衬套侧壁开口；打开真空阀103，传输腔102内气体中的污染颗粒落在遮挡板116上；经过预设的一个时间再打开遮挡板116，此时遮挡板116缩回，将晶圆从传输腔2送入反应腔。

然而为了防止遮挡板116与衬套112的侧壁产生硬接触，避免遮挡板116在运动过程中与衬套侧壁产生摩擦，现有技术中遮挡板116与衬套侧壁之间设有一个4mm～5mm的间隙。在晶圆刻蚀的过程中，解离后的等离子体气体会通过该间隙进入遮挡板与腔体侧壁开口之间的区域，腐蚀遮挡板16内的零件。由于遮挡板16在气缸的驱动下只能进行竖直的上下运动，该间隙无法被遮挡板16封堵。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止反应气体泄露的等离子体处理装置及方法。通过在腔体内设置一个与遮挡板连接的导向机构，通过所述导向机构驱动遮挡板进行竖直运动和水平运动，完全封堵衬套侧壁上的开口，防止反应腔内的反应气体泄露。

为了达到上述目的，本发明提供一种防止反应气体泄露的等离子体处理装置，包含腔体和衬套，所述衬套上方设有介电窗，所述腔体、衬套和介电窗围绕形成反应腔；