一种刻蚀设备及刻蚀方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种刻蚀设备及刻蚀方法
本专利技术涉及刻蚀设备
，尤其涉及一种刻蚀设备及刻蚀方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用以下技术方案：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。其中，所述测量腔内转动设置有测量台，所述测量台上设置有沿竖直方向可伸缩的支撑柱，所述支撑柱被配置为驱动所述托盘升降以与所述托环脱离或卡接。其中，所述测量腔内还设置有夹具，所述夹具被配置为将所述托盘与所述测量台固定。其中，所述检测组件为台阶仪。其中，所述刻蚀设备还包括设置于所述测量腔内的驱动机构，所述驱动机构被配置为驱动所述检测组件升降及平移。其中，所述驱动机构包括：升降组件，所述升降组件设置于所述测量腔的侧壁上；第一平移组件，所述第一平移组件与所述升降组件的输出端连接；及第二平移组件，所述第二平移组件设置于所述第一平移组件上并与所述检测组件连接，所述第一平移组件的移动方向与所述第二平移组件的移动方向垂直。其中，所述刻蚀设备还包括：减震机构，所述减震机构设置于所述测量腔的底部。本专利技术的另一个目的在于提出一种刻蚀方法，可以保证刻蚀深度要求，且避免检测过程中工件与空气接触，有利于保证工件性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种应用于上述的刻蚀设备的刻蚀方法，包括以下步骤：S1：真空状态下对工件进行首次刻蚀，且首次刻蚀的刻蚀深度小于工件表面的标准刻蚀深度；S2：在真空状态下检测工件表面的实际刻蚀深度，并计算所述标准刻蚀深度与实际刻蚀深度的差值；S3：根据所述差值，对所述工件进行二次刻蚀，所述二次刻蚀的刻蚀深度不大于所述差值；S4：重复步骤S2和步骤S3，直至所述工件表面的刻蚀深度满足要求。有益效果：本专利技术提供了一种刻蚀设备及刻蚀方法。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。附图说明图1是本专利技术提供的刻蚀设备去除第三箱盖后的结构示意图；图2是本专利技术提供的刻蚀设备去除第三箱盖后的俯视图；图3是本专利技术提供的伸缩臂一种状态下的结构示意图；图4是本专利技术提供的伸缩臂另一种状态下的结构示意图；图5是本专利技术提供的托盘的仰视图；图6是本专利技术提供的检测部去除第三箱盖后的结构示意图；图7是本专利技术提供的驱动机构的结构示意图；图8是本专利技术提供的检测部与减震机构的结构示意图。其中：100、刻蚀部；11、刻蚀腔；12、第一箱体；13、第一箱盖；200、中转部；21、预抽腔；22、第二箱体；23、传动机构；231、托盘；2311、载物槽；2312、卡槽；232、伸缩臂；2321、主动杆；2322、连接杆；2323、从动杆；2324、托环；2325、凸块；300、检测部；31、测量腔；32、第三箱体；33、台阶仪；34、驱动机构；341、升降组件；3411、安装架；3412、丝杠；3413、螺母；342、第一滑板；343、第二滑板；35、测量台；351、夹具；36、进出口；400、控制组件；500、减震机构；51、紧固橡胶垫；52、减震气垫；53、粗橡胶圈垫。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例提供了一种刻蚀设备，可以用与对半导体工件刻蚀。如图1所示，刻蚀设备包括刻蚀部100和中转部200。刻蚀部100内设置有刻蚀腔11，中转部200内设置有预抽腔21，预抽腔21和刻蚀腔11均为密封腔体，且预抽腔21和刻蚀腔11连通。具体地，刻蚀部100包括第一箱体12以及第一箱盖13，第一箱盖13可以与第一箱体12转动连接，以便打开或关闭刻蚀腔11。刻蚀腔11内设置有刻蚀组件，本实施例中，刻蚀组件可以为等离子刻蚀组件，刻蚀组件通过激发气体产生等离子体，与半导体工件表面的物质反应，从而达到去除部分材料的目的。...

【技术保护点】
1.一种刻蚀设备，包括刻蚀腔(11)，其特征在于，所述刻蚀设备还包括：/n预抽腔(21)，所述预抽腔(21)与所述刻蚀腔(11)连通；/n测量腔(31)，所述测量腔(31)与所述预抽腔(21)连通，所述测量腔(31)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/n传送机构，所述传送机构设置于所述预抽腔(21)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(11)和所述测量腔(31)之间传送。/n

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀设备，包括刻蚀腔(11)，其特征在于，所述刻蚀设备还包括：
预抽腔(21)，所述预抽腔(21)与所述刻蚀腔(11)连通；
测量腔(31)，所述测量腔(31)与所述预抽腔(21)连通，所述测量腔(31)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(21)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(11)和所述测量腔(31)之间传送。


2.如权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述传送机构包括：
托盘(231)，所述托盘(231)上设置有多个容纳所述工件的载物槽(2311)；及
伸缩臂(232)，所述伸缩臂(232)转动设置于所述预抽腔(21)内，所述伸缩臂(232)被配置为将所述托盘(231)送入所述测量腔(31)或所述刻蚀腔(11)。


3.如权利要求2所述的刻蚀设备，其特征在于，所述伸缩臂(232)包括：
主动杆(2321)，所述主动杆(2321)与所述预抽腔(21)的底面转动连接；
连接杆(2322)，所述连接杆(2322)的一端与所述主动杆(2321)转动连接；及
从动杆(2323)，所述从动杆(2323)与所述连接杆(2322)的另一端转动连接，所述从动杆(2323)与所述托盘(231)连接。


4.如权利要求3所述的刻蚀设备，其特征在于，所述伸缩臂(232)还包括：
托环(2324)，所述托环(2324)设置于所述从动杆(2323)的端部，且所述托环(2324)与所述托盘(231)的底面卡接。


5.如权利要求4所述的刻蚀设备，其特征在于，所述测量腔(31)内转动设置有测量台(35)，所述测量台(35)上设置有沿竖直方向可伸缩的支撑柱，所述支撑柱被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赛，贾永刚，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32