半导体刻蚀装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体生产和制造领域。一种半导体刻蚀装置，包括刻蚀腔，该刻蚀腔上设置有传输门，所述刻蚀腔具有侧壁以及顶壁和底壁，刻蚀腔相对的侧壁上分别开设有进气孔和出气孔供刻蚀气体进入和排出，刻蚀腔内设置有基板承载盘，基板承载盘上设置有固持架，固持架用于层叠地固持多片基板，层叠的多片基板之间留有间隙，所述刻蚀气体的流动方向平行于所述基板的表面，基板承载盘可转动，以在刻蚀过程中带动基板旋转该半导体刻蚀装置大大提高了刻蚀效率，且同时也保证了刻蚀的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体生产和制造领域，更具体地说，涉及一种气相刻蚀工艺中使用的半导体刻蚀装置。
技术介绍
由于消费者人均可支配收入的提高，城市以及农村居民的恩格尔系数持续走低，大量富余的消费资金不断的流向电子产品，深刻的改变了当代人们的生活方式。同时，这也造就了半导体行业在近几十年来的大发展。在半导体领域，更多、更快、更微小始终代表着本行业的最先进生产力，是本领域技术人员不懈努力的方向。而作为众多半导体加工工艺中重中之重的核心工艺之一，用于图形化处理基板的刻蚀工艺能够在很大程度上决定基板产品的品质。按照刻蚀方法进行区分，厂商主要采用的刻蚀方法可细分为干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺，而干法刻蚀工艺由于其自身的优势及特点受到了广大加工厂商的推崇。近年来NAND存储技术在存储器件占有的市场份额越来越多，同时MEMS加工的器件在日常生活中越来越常见。在NAND芯片制造和MEMS加工中，处理其中的氧化硅材料需要用到HF工艺，传统的湿法HF工艺容易导致结构的粘连而遇到越来越多的挑战。因此必须要用气相HF工艺对氧化硅等材料进行去除/释放。传统的干法刻蚀工艺，需要设置一专门的刻蚀腔，将基板静置于其中并通入刻蚀气体，通过刻蚀气体与基板表面发生的反应来达到刻蚀目的，现有的大部分刻蚀装置通常每次仅能处理单片基板，以保证刻蚀的均匀性，这与半导体领域更快更高效的理念格格不入；然而，也有一些厂商尝试同时对多片基板进行干法刻蚀以提高效率，但却引入了新的问题，即对多片基板同时刻蚀时，由于气流、温度等腔室内微环境的差异，难以保证每片基板的刻蚀均匀性，使基板产品的质量严重下滑，因此这方面的尝试也多以失败而告终。上述技术问题成为笼罩在本领域从业人员头顶的一片乌云，广大半导体科研工作者不禁要问，难道刻蚀工艺的效率和均匀性，真如“鱼和熊掌，不可得兼”吗？
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，给出了可行的解决方案，该方案主要涉及一种半导体刻蚀装置。其中的半导体刻蚀装置能够设置多组固持架，每组固持架上又层叠有多片基板，相比以往的刻蚀装置大大提高了刻蚀工艺的效能；而为了保证刻蚀的均匀性，该半导体刻蚀装置的基板承载盘采用了旋转式设计，并对基板与基板之间、基板与刻蚀腔之间的距离加以限定，从而确保了基板整个刻蚀过程中获得均匀地刻蚀处理。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种半导体刻蚀装置，包括刻蚀腔，该刻蚀腔上设置有传输门，所述刻蚀腔具有侧壁以及顶壁和底壁，所述刻蚀腔相对的侧壁上分别开设有进气孔和出气孔供刻蚀气体进入和排出，所述刻蚀腔内设置有基板承载盘，所述基板承载盘上设置有固持架，所述固持架用于层叠地固持多片基板，所述层叠的多片基板之间留有间隙，所述刻蚀气体的流动方向平行于所述基板的表面所述基板承载盘可转动，以在刻蚀过程中带动所述基板旋转。进一步地，所述固持架的数量为一个或多个，位于同一固持架上的多片基板彼此平行，位于不同固持架且所处高度位置相同的多片基板共面。进一步地，所述刻蚀腔的顶壁与所述基板的正面相对，所述刻蚀腔的底壁与所述基板的反面相对，所述基板与所述顶壁和底壁之间均留有间隙。进一步地，所述顶壁和/或所述底壁上设置有热源以加热所述刻蚀腔并维持所述刻蚀腔内的温度恒定。进一步地，所述最接近刻蚀腔顶壁的基板与所述刻蚀腔顶壁的内表面留有4～15mm的间隙。进一步地，所述最接近刻蚀腔底壁的基板与所述刻蚀腔底壁的内表面留有4～15mm的间隙。进一步地位于同一固持架上的多片基板中，相邻两片基板之间留有4～10mm的间隙。进一步地，所述固持架带动所述基板绕所述固持架自身的中心轴转动，所述固持架的中心轴的位置不同于所述基板承载盘的旋转中心的位置。进一步地，所述固持架与所述基板承载盘之间设置有传动装置，所述固持架绕自身中心轴转动的速度由所述基板承载盘通过该传动装置控制。进一步地，所述进气孔的后方以及所述出气孔的前方分别设置有整流板，所述进气孔与所述排气孔相对设置以在整流板之间形成均匀、稳定的层流，所述喷淋板相对设置以在喷淋板之间形成均匀、稳定的层流。本专利技术提供的半导体刻蚀装置，不仅能够实现规模化加工，大幅度提高气相刻蚀的效率，同时还解决了多片刻蚀的均匀性难题，具有明显的进步，经济意义巨大。附图说明图1是本专利技术第一具体实施例的截面图；图2是本专利技术第一具体实施例的俯视图；图3是本专利技术第二具体实施例的截面图；图4是本专利技术第二具体实施例的截面图；图5是本专利技术第一具体实施例中的实验条件数据表；图6是本专利技术第一具体实施例中的实验结果数据表。具体实施方式公众及技术人员可以参考本专利技术申请的附图，并结合具体实施例对本方案进行理解。图1-图2是本专利技术第一具体实施例的示意图。图5和图6涉及本专利技术的实验条件及结果。图1是本专利技术第一具体实施例的正向剖视图。该实施例中的半导体刻蚀装置包括刻蚀腔101，刻蚀腔101为一长方体形的腔体，腔体具有顶壁、底壁以及四个侧壁。在本实施例中，沿着刻蚀腔101正视图方向的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁。如图1，在刻蚀腔101的左侧壁上开设有传输门103，供基板进出。而如图2中的俯视图所示的，在刻蚀腔101的第一侧壁上开设有进
气孔109，刻蚀腔101的第二侧壁上开设有出气孔110，进气孔109和出气孔110供刻蚀气体进入或流出。由于刻蚀腔101为长方体形腔体，所以第一侧壁与第二侧壁相对且平行。为了使刻蚀工艺以一个较快的速率进行，通常会对刻蚀腔101内的工艺环境进行加热，所以本实施例中在刻蚀腔101的顶壁和底壁上分别设置了热源106。对刻蚀腔101进行加热可以采用多种方式，本实施例则优选了在刻蚀腔101的顶壁和底壁均设置热源共同进行加热的方式，这样可以从上下两个方向对基板同时进行加热，是基板受热更加均匀，从而刻蚀工艺的刻蚀速率均匀也得到了保障。刻蚀腔101的内部则设置有一个大的基板承载盘102，基板承载盘102的上方设置有三组固持架104，共固持有三摞基板105。其中每组固持架104均固持有多片基板105，且位于同一组固持架104上的基板105层叠放置、彼此平行；而位于不同组固持架104上的基板105与相应高度位置处的其他组固持架104所固持的基板105共面。这样，由于基板承载盘102上设置有多组固持架104，而每组固持架104上又固持有多片基板105，因此一次刻蚀工艺就可以同时对这一大批基板105同时进行刻蚀，大大提高了半导体刻蚀装置的刻蚀效率，节约了工艺时间。基板105放置于固定架104上时，基板105的边缘与刻蚀腔101的第一侧壁、第二侧壁相对，以使刻蚀气体能够平行地与基板105的表面接触，对基板105的表面进行刻蚀；而基板105的正面则与刻蚀腔101的顶壁相对，基板105的反面与刻蚀腔101的底壁相对。由于刻蚀腔101为长方体形的刻蚀腔，所以在本实施例中，基板105实际上是平行于刻蚀腔101的顶壁和底壁，而垂直于刻蚀腔101的侧壁，这样的结构使该半导体刻蚀装置的设计十分简洁，易于制造。平行的基板105之间彼此留有间隙，且基板105与刻蚀腔101的顶壁、底壁也留有间隙，供刻蚀气体穿过间隙与基板105的表面接触，以高效刻蚀。而为了在提高刻蚀效率的同时保证基板105刻蚀的均匀性，该半导体刻蚀装置的基板承载盘102通过位于基板承载盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体刻蚀装置，包括刻蚀腔，该刻蚀腔上设置有传输门，所述刻蚀腔具有侧壁以及顶壁和底壁，其特征在于，所述刻蚀腔相对的侧壁上分别开设有进气孔和出气孔供刻蚀气体进入和排出，所述刻蚀腔内设置有基板承载盘，所述基板承载盘上设置有固持架，所述固持架用于层叠地固持多片基板，所述层叠的多片基板之间留有间隙，所述刻蚀气体的流动方向平行于所述基板的表面，所述基板承载盘可转动，以在刻蚀过程中带动所述基板旋转。

【技术特征摘要】
1.一种半导体刻蚀装置，包括刻蚀腔，该刻蚀腔上设置有传输门，所述刻蚀腔具有侧壁以及顶壁和底壁，其特征在于，所述刻蚀腔相对的侧壁上分别开设有进气孔和出气孔供刻蚀气体进入和排出，所述刻蚀腔内设置有基板承载盘，所述基板承载盘上设置有固持架，所述固持架用于层叠地固持多片基板，所述层叠的多片基板之间留有间隙，所述刻蚀气体的流动方向平行于所述基板的表面，所述基板承载盘可转动，以在刻蚀过程中带动所述基板旋转。2.根据权利要求1所述的半导体刻蚀装置，其特征在于，所述固持架的数量为一个或多个，位于同一固持架上的多片基板彼此平行，位于不同固持架且所处高度位置相同的多片基板共面。3.根据权利要求1所述的半导体刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀腔的顶壁与所述基板的正面相对，所述刻蚀腔的底壁与所述基板的反面相对，所述基板与所述顶壁和底壁之间均留有间隙。4.根据权利要求1所述的半导体刻蚀装置，其特征在于，所述顶壁和/或所述底壁上设置有热源以加热所述刻蚀腔并维持所述刻蚀腔内的温度恒定。5.根据权利要求1所述的半导体刻蚀装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾照伟，王坚，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31