一种等离子处理系统和等离子处理系统的运行方法技术方案

本发明专利技术提供一种等离子处理系统，包括：一传输腔，传输腔包括多个侧壁，每个侧壁上都连接有多个处理腔，每个处理腔内包括一个基座，基座上包括一个中心点；连接到同一个侧壁的至少两个处理腔构成一个处理腔组，其中第一处理腔组中两个基座的中心点之间具有第一距离，第二处理腔组中的两个基座的中心点之间具有第二距离，其中第一距离大于第二距离；所述传输腔中包括一个机械传输装置，基座上包括两个可独立运动的机械臂；且所述两个机械臂均包括多个旋转轴和多个旋转臂，其中每个机械臂最上方的旋转臂的远端还包括一个终端抓取器，用于抓取基片。本发明专利技术机械传输装置可以在同时从具有第一距离和第二距离的处理腔组中取放基片。

An Operating Method of Plasma Processing System and Plasma Processing System

【技术实现步骤摘要】
一种等离子处理系统和等离子处理系统的运行方法
本专利技术涉及半导体加工
，具体涉及一种等离子处理系统，特别涉及等离子处理系统中机械传输装置的设计和运行方法。
技术介绍
半导体芯片被日益广泛的应用到各种电子设备中，其中半导体芯片加工过程需要用到大量等离子处理器，这些处理器会对待处理的基片进行等离子刻蚀、化学气相沉积等工艺。在等离子处理过程中需要用到各种处理腔，比如上述工艺中提到的刻蚀、化学气相沉积都需要特别执行这些工艺的对应的处理腔，其它如光刻胶的去除(strip)和涂覆也需要专门的处理腔，基片从大气环境送入送出真空环境也需要真空锁(loadlock)，基片在不同处理腔和真空锁之间传输还需要至少一个传输腔，传输腔内还设置有至少一个机械臂用于在真空环境内精确的转运、放置处理前和处理完成后的基片。上述各个功能的处理腔都需要围绕传输腔设置，为了尽量节约整个等离子反应器的占地面积，也就是同一个传输腔上挂载更多的处理腔，现有技术提出了如专利US6486444所示的腔体排布结构。在该现有技术中两个处理腔集成为一体成为一个处理腔组，连接到传输腔的同一个侧壁上，传输腔另外两个侧面也被其它处理腔组使用。最后一个侧面被真空锁占用，真空锁可以同时进出两个基片。上述排布结构相比更早的现有技术可以排下更多的处理腔，但是处理功能单一，只能进行一种处理比如等离子刻蚀。随着工艺要求的发展，需要在一个等离子处理系统内完成多功能的任务，这样可以进一步的节约基片在不同处理系统之间转运的时间，还防止了在大气环境中转运带来污染的危险，整体上提高的处理效率。但是在同一个等离子处理系统中排布不同功能的处理腔，需要解决新产生的问题，不同功能的处理腔内部空间和外部尺寸会有区别，这会导致挂载在传输腔不同侧壁的两个并排的等离子处理腔中心点间距会不同，传输腔中原有的机械臂是为取放具有固定中心点间距的两个处理腔设计的，所以无法利用原有机械臂完成新的等离子处理系统的任务需求。所以业内需要开发一种新的机械臂，以实现利用一个机械臂完成在具有不同中心点间距的处理腔组之间取放多片基片。最佳的，该调机械臂需要结构简单、成本低廉，能够应用于各种等离子处理系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种等离子处理系统，包括：一传输腔，传输腔包括多个侧壁，每个侧壁上都连接有多个处理腔，传输腔侧壁和每个处理腔之间还包括一个气密阀门；每个处理腔内包括一个基座，用于放置基片，所述基座上包括一个中心点，与放置在基座上的基片的中心点位置对应；其中连接到同一个侧壁的至少两个处理腔构成一个处理腔组，其中第一处理腔组中两个基座的中心点之间具有第一距离，第二处理腔组中的两个基座的中心点之间具有第二距离，其中第一距离大于第二距离；所述传输腔中包括一个机械传输装置，所述机械传输装置包括一个可沿着一个中心旋转轴旋转的基座，所述中心旋转轴位于机械传输装置的中心点，基座上包括两个可独立运动的机械臂，所述两个机械臂对称安装在所述旋转基座中心旋转轴两侧；且所述两个机械臂均包括多个旋转轴和多个旋转臂，其中每个机械臂最上方的旋转臂的远端还包括一个终端抓取器，用于抓取基片。还可以包括第三处理腔组，第三处理腔组中两个基座的中心点之间具有第三距离。其中，所述第一处理腔组中的两个处理腔用于执行第一处理工艺，第二处理腔组中的处理腔用于执行第二处理工艺。其中所述每个机械臂最上方的旋转臂包括近端部分和远端部分，一弯折部位于所述远端部分和近端部分之间，所述两个机械臂中位于最上方的旋转臂的远端部分互相平行且上下重叠，所述远端部分覆盖所述机械传输装置的中心点。较佳的，每个机械臂包括至少三个旋转臂和三个机械臂旋转轴，所述机械臂旋转轴能够驱动所述旋转臂旋转，且每个机械臂中至少一个旋转轴能够上下移动。其中，所述第一处理腔组的两个处理腔之间还包括至少一个真空锁腔，且所述两个处理腔和真空锁腔均连接到同一个传输腔侧壁。进一步地，第一处理腔组的两个处理腔之间包括两个真空锁腔，第一真空锁叠放在第二真空锁上方。在上述具有两个叠放真空锁的等离子处理系统运行过程中，所述第一和第二机械臂分别将两片基片移动到传输腔中的上下相叠的同一位置作为启动位置，第一和第二基片到达所述启动后，驱动所述第一和第二机械臂将第一和第二基片分别送入两个真空锁腔。所述第一和第二处理腔组中的每个处理腔都包括一个通道，使得基片沿着所述通道到达各个处理腔，所述基片中心点沿着所述通道运行形成的轨迹与所述传输腔侧壁形成的夹角小于90度。所述第一处理腔组的两个处理腔中包括第一组通道，基片沿所述第一组通道运行，基片中心点在运行过程中形成的轨迹与传输腔侧壁具有第一夹角θ1；所述第二处理腔组的两个处理腔中包括第二组通道，基片沿所述第二组通道运行，基片中心点在运行过程中形成的轨迹与传输腔侧壁具有第一夹角θ2；其中θ1小于θ2。本专利技术还提供等离子处理系统的运行方法，其特征在于，所述第一和第二机械臂分别将第一和第二基片移动到传输腔中的第一位置和第二位置，所述第一位置和第二位置均位于到所述机械传输装置的中心旋转轴距离为R1的圆上，同时所述第一位置和第二位置之间具有D1的距离，第一和第二基片到达所述第一位置和第二位置后，驱动所述第一和第二机械臂将第一和第二基片送入第一处理腔组的两个处理腔。进一步的，所述第一和第二机械臂分别将第三和第四基片移动到传输腔中的第三位置和第四位置，所述第三位置和第四位置均位于到所述机械传输装置的中心旋转轴距离为R2的圆上，同时所述第三位置和第四位置之间具有D2的距离，第三和第四基片到达所述第三位置和第四位置后，驱动所述第一和第二机械臂将第三和第四基片送入第二处理腔组的两个处理腔，所述R1大于R2，D1大于D2。本专利技术对应不同尺寸的处理腔可以驱动机械臂具有不同的启动位置和移动轨迹，使得本专利技术机械臂能够适应不同中心点间距的处理腔组。附图说明图1a为本专利技术机械臂的俯视图；图1b为本专利技术机械臂的侧视图；图2a是本专利技术等离子处理系统及基片传输入第一处理腔的运行轨迹示意图；图2b是本专利技术等离子处理系统及机械臂伸展到第一处理腔的示意图；图3a是本专利技术等离子处理系统及基片传输入第二处理腔的运行轨迹示意图；图3b是本专利技术等离子处理系统及机械臂伸展到第二处理腔的示意图。具体实施方式以下结合附图1-3，进一步说明本专利技术的具体实施例。如图1a所示，本专利技术的机械传输装置包括旋转基座10，旋转基座10围绕下方的旋转轴A10可控的旋转。旋转基座10上包括两个沿着中心线对称分布的旋转轴A22和A21位于旋转轴A10两边。旋转臂22的第一端通过旋转轴A22连接到旋转基座10，旋转臂21的第一端通过旋转轴A21连接到旋转基座10。旋转臂22的第二端上包括一个旋转轴A32，旋转臂32的第一端通过旋转轴A32连接到旋转臂22第二端，对应的旋转臂21的第二端上包括一选择轴A31，一个旋转臂31的第一端通过旋转轴A31连接到旋转臂21的第二端。旋转臂32的第二端包括一个旋转轴A42，旋转臂42的第一端通过旋转轴A42连接到旋转臂32的第二端，旋转臂31的第二端包括一个旋转轴A41，一个旋转臂41的第一端通过旋转轴A41连接到旋转臂31的第二端。旋转臂41上具有一个弯折部，使得旋转臂41的第二端也就是远离旋转轴10的远端部分与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子处理系统，包括：一传输腔，传输腔包括多个侧壁，每个侧壁上都连接有多个处理腔，传输腔侧壁和每个处理腔之间还包括一个气密阀门；每个处理腔内包括一个基座，用于放置基片，所述基座上包括一个中心点，与放置在基座上的基片的中心点位置对应；其中连接到同一个侧壁的至少两个处理腔构成一个处理腔组，其中第一处理腔组中两个基座的中心点之间具有第一距离，第二处理腔组中的两个基座的中心点之间具有第二距离，其中第一距离大于第二距离；所述传输腔中包括一个机械传输装置，所述机械传输装置包括一个可沿着一个中心旋转轴旋转的基座，所述中心旋转轴位于机械传输装置的中心点，基座上包括两个可独立运动的机械臂，所述两个机械臂对称安装在所述旋转基座中心旋转轴两侧；且所述两个机械臂均包括多个旋转轴和多个旋转臂，其中每个机械臂最上方的旋转臂的远端还包括一个终端抓取器，用于抓取基片。

【技术特征摘要】
1.一种等离子处理系统，包括：一传输腔，传输腔包括多个侧壁，每个侧壁上都连接有多个处理腔，传输腔侧壁和每个处理腔之间还包括一个气密阀门；每个处理腔内包括一个基座，用于放置基片，所述基座上包括一个中心点，与放置在基座上的基片的中心点位置对应；其中连接到同一个侧壁的至少两个处理腔构成一个处理腔组，其中第一处理腔组中两个基座的中心点之间具有第一距离，第二处理腔组中的两个基座的中心点之间具有第二距离，其中第一距离大于第二距离；所述传输腔中包括一个机械传输装置，所述机械传输装置包括一个可沿着一个中心旋转轴旋转的基座，所述中心旋转轴位于机械传输装置的中心点，基座上包括两个可独立运动的机械臂，所述两个机械臂对称安装在所述旋转基座中心旋转轴两侧；且所述两个机械臂均包括多个旋转轴和多个旋转臂，其中每个机械臂最上方的旋转臂的远端还包括一个终端抓取器，用于抓取基片。2.如权利要求1所述的等离子处理系统，其特征在于，所述每个机械臂最上方的旋转臂包括近端部分和远端部分，一弯折部位于所述远端部分和近端部分之间，所述两个机械臂中位于最上方的旋转臂的远端部分互相平行且上下重叠，所述远端部分覆盖所述机械传输装置的中心点。3.如权利要求1所述的等离子处理系统，其特征在于，所述每个机械臂包括至少三个旋转臂和三个机械臂旋转轴，所述机械臂旋转轴能够驱动所述旋转臂旋转，且每个机械臂中至少一个旋转轴能够上下移动。4.如权利要求1所述的等离子处理系统，其特征在于，所述第一处理腔组的两个处理腔之间还包括至少一个真空锁腔，且所述两个处理腔和真空锁腔均连接到同一个传输腔侧壁。5.如权利要求1所述的等离子处理系统，其特征在于，所述第一和第二处理腔组中的每个处理腔都包括一个通道，使得基片沿着所述通道到达各个处理腔，所述基片中心点沿着所述通道运行形成的轨迹与所述传输腔侧壁形成的夹角小于90度。6.如权利要求4所述的等离子处理系统，其特征在于，所述第一处理腔组的两个处理腔之间包括两个真空锁腔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷仲礼，王谦，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31