專利名稱：干式蝕刻器中殘留氣體的去除裝置及去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置及去除方法。更詳細(xì)地說，涉及的是為了防止半導(dǎo)體制造工藝中用于蝕刻處理的反應(yīng)氣體，在工序過程中殘留在晶片的表面并在空氣中冷凝，不進(jìn)行其它的后處理即可除去反應(yīng)氣體的、干式蝕刻器中殘留氣體的去除裝置及去除方法。
以前，使用于半導(dǎo)體元件制造工藝的蝕刻器，能夠?qū)υ诟泄饽さ娘@影工序結(jié)束后生長(zhǎng)或蒸鍍?cè)诟泄饽は旅娴谋∧?，例如Si膜、多晶硅膜、SiO2膜等按照工序的要求進(jìn)行有選擇地去除。眾所周知，如此的蝕刻方法大致分為利用氣體的化學(xué)反應(yīng)的干式蝕刻和浸在化學(xué)藥品中將規(guī)定的部分溶解的濕式蝕刻。圖3是表示現(xiàn)有的干式蝕刻器的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
如圖3所示，現(xiàn)有的干式蝕刻器包括容納多個(gè)晶片2的盒子1；安放該盒子1的傳送裝置4；位于傳送裝置的大致中間部分的進(jìn)行干式蝕刻處理的蝕刻室5；真空預(yù)備室6。
傳送裝置4包括傳送臺(tái)3。該傳送臺(tái)3上能放置容納著多個(gè)晶片2的盒子1，并從放置的盒子1中一個(gè)一個(gè)地將晶片2進(jìn)行裝載或送出，同時(shí)進(jìn)行傳送。
蝕刻室5在其內(nèi)部可供給反應(yīng)氣體并能維持高真空狀態(tài)，同時(shí)，能夠進(jìn)行干式蝕刻。在該蝕刻室5中的大約中間部位，設(shè)置著安放傳送來的晶片2并進(jìn)行干式蝕刻的放置臺(tái)5c。而且，蝕刻室5的兩側(cè)設(shè)有出入口5a、5b，在該出入口5a、5b的外側(cè)設(shè)有在蝕刻室5的前后保持預(yù)備的高真空狀態(tài)的蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室6。在真空預(yù)備室6及蝕刻室5中安裝著在保持高真空狀態(tài)的同時(shí)抽吸及排出(Pumping、Purge)反應(yīng)氣體的排氣系統(tǒng)7，從前，在干式蝕刻處理中，例如在對(duì)多晶硅膜進(jìn)行干式蝕刻的時(shí)候，主要使用Cl2、HBr等反應(yīng)氣體。它們具有如果在進(jìn)行干式蝕刻工序后暴露在空氣中時(shí)會(huì)冷凝的性質(zhì)。因此，在蝕刻室和真空預(yù)備室中，設(shè)置著在晶片與反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)后將剩余的反應(yīng)氣體抽吸或排出的排氣系統(tǒng)7。
在使用具有如此結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的干式蝕刻器進(jìn)行干式蝕刻的時(shí)候，將容納著多個(gè)晶片2的盒子1放置到傳送裝置4上。將盒子1放置到傳送裝置4后，晶片2從盒子1中一個(gè)一個(gè)地被取出來由傳送臺(tái)3進(jìn)行傳送。
由傳送臺(tái)3傳送的晶片2，被傳送到預(yù)備地保持蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室6-1內(nèi)并保持真空狀態(tài)。然后保持真空狀態(tài)的晶片2被傳送到出入口5a并送入蝕刻室5中。被送入到蝕刻室5的晶片2，被放置在位于大約中間部分的放置臺(tái)5c上，并通過利用反應(yīng)氣體的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行干式蝕刻工序。
完成了干式蝕刻工序的晶片2，再次被送到預(yù)備地保持蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室6-2中。
晶片2被傳送到真空預(yù)備室6-2中后，通過排氣系統(tǒng)7進(jìn)行將殘留在蝕刻室5及真空預(yù)備室6中的部分的多余的反應(yīng)氣體抽吸及排出的操作。
晶片2在結(jié)束干式蝕刻處理后，從真空預(yù)備室6-2被傳送到外面，并被容納到放置在傳送臺(tái)3的端部的盒子1-2中。
如上所述，現(xiàn)有的干式蝕刻器對(duì)晶片進(jìn)行干式蝕刻的時(shí)候，通過排氣系統(tǒng)將蝕刻室及真空預(yù)備室中與晶片反應(yīng)后剩余的反應(yīng)氣體抽吸或排出，從而實(shí)現(xiàn)成品率及生產(chǎn)效率高的干式蝕刻工序。
但是，在現(xiàn)有的干式蝕刻器中，由于蝕刻室及真空預(yù)備室內(nèi)的氣體不能由排氣系統(tǒng)充分排出，因此按照工序流程，當(dāng)殘留在晶片表面的一部分反應(yīng)氣體暴露在空氣中時(shí)會(huì)冷凝、液化。
而且，殘留在晶片表面的該氣體，會(huì)作為生產(chǎn)工序中的不良原因而降低成品率，并且為了去除殘留氣體還需要使用在其它工序進(jìn)行后處理的的設(shè)備。
如果使用在其它工序進(jìn)行后處理的設(shè)備就需要增加費(fèi)用，從而成為該產(chǎn)品成本上升的主要原因，同時(shí)還會(huì)延長(zhǎng)制造工序的所需時(shí)間。
本發(fā)明的目的正是為了解決上述問題。本發(fā)明提供了一種干式蝕刻器中殘留氣體去除裝置及去除方法。使用本發(fā)明，在防止干式蝕刻后在晶片表面上殘留有反應(yīng)氣體及在空氣中冷凝及液化的同時(shí)，不進(jìn)行其它工序的后處理就可以去除殘留氣體。
本發(fā)明為了解決上述問題，具有真空預(yù)備室及蝕刻室；并在該室內(nèi)設(shè)有干式蝕刻器，該干式蝕刻器對(duì)晶片進(jìn)行蝕刻的同時(shí)能夠?qū)埩粼谑覂?nèi)的蝕刻后的反應(yīng)氣體向外部抽吸及排出；在蝕刻室內(nèi)設(shè)有加熱裝置，該加熱裝置對(duì)室內(nèi)加熱并將氣體分子活性化，使在干式蝕刻后被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝及液化，該加熱裝置使用了能夠用光能進(jìn)行加熱的紫外燈或鹵燈。
真空預(yù)備室內(nèi)設(shè)有清洗裝置，該清洗裝置對(duì)晶片進(jìn)行清洗，使在干式蝕刻后被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝及液化，該清洗裝置的溶液使用純水。
在這里設(shè)有干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，它由下列工序組成氣體供給工序，是為了在晶片上蝕刻規(guī)定的薄膜而供給反應(yīng)氣體的，該晶片經(jīng)過真空預(yù)備室并維持高真空狀態(tài)而送進(jìn)蝕刻室或由蝕刻室送出的；處理工序，對(duì)晶片進(jìn)行加熱或清洗，使由反應(yīng)氣體作用的蝕刻結(jié)束后被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝；伴隨著該處理工序的排出階段，將殘留在蝕刻室及真空預(yù)備室內(nèi)的反應(yīng)氣體向外部抽吸及排出。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有的干式蝕刻器的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的實(shí)施例。圖1是表示利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第一實(shí)施例在具有容納多個(gè)晶片20的盒子(圖中未示出)的同時(shí)，設(shè)置著放置該盒子(圖中未示出)并將晶片20一個(gè)一個(gè)地傳送的傳送裝置(圖中未示出)。該傳送裝置(圖中未示出)的大致中間位置設(shè)有維持高真空狀態(tài)的同時(shí)進(jìn)行干式蝕刻工序的蝕刻室50。
在蝕刻室50的大致中間位置設(shè)有放置傳送來的晶片20并進(jìn)行干式蝕刻處理的放置臺(tái)50c。而且在蝕刻室50的兩側(cè)設(shè)有出入口50a、50b，在出入口50b的外側(cè)設(shè)有預(yù)備地維持高真空狀態(tài)的蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室60。
而且，蝕刻室50中還設(shè)有氣體供給系統(tǒng)52。為了對(duì)放置的晶片20進(jìn)行干式蝕刻處理，該氣體供給系統(tǒng)52從上部供給反應(yīng)氣體(例如Cl2、HBr等)。
真空預(yù)備室60及蝕刻室50的內(nèi)部配置著維持高真空狀態(tài)的同時(shí)抽吸及排出反應(yīng)氣體的氣體排氣系統(tǒng)70。
特別地，在蝕刻室50的內(nèi)部安裝著加熱裝置80(例如紫外燈或鹵燈等)，該加熱裝置80利用光能將殘留氣體活性化使反應(yīng)氣體不能殘留在晶片表面，并將被活性化的殘留氣體通過排氣系統(tǒng)70抽吸及排出。由此，可以防止干式蝕刻后在晶片表面上殘留著一部分反應(yīng)氣體并在暴露于空氣中時(shí)的冷凝或液化的發(fā)生。
在利用具有如此結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的殘留氣體去除裝置的第一實(shí)施例進(jìn)行干式蝕刻的時(shí)候，將多個(gè)晶片20容納到盒子中(圖中未示出)并放置到傳送裝置(圖中未示出)上。盒子放置在傳送裝置上后，晶片20一個(gè)一個(gè)地從盒子中被取出通過出入口50a而傳送到蝕刻室50。
由傳送裝置(圖中未示出)被傳送到蝕刻室50中的晶片20，被放置到位于大致中間位置的放置臺(tái)50c上。晶片20被放置后，通過氣體供給系統(tǒng)52保持蝕刻室50內(nèi)的高真空狀態(tài)的同時(shí)，進(jìn)行供給反應(yīng)氣體(Cl2、HBr等)的氣體供給工序。
給蝕刻室50中充分地供給了反應(yīng)氣體后，蝕刻室50中的反應(yīng)氣體(Cl2、HBr等)和晶片20發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行干式蝕刻處理。
由反應(yīng)氣體的作用進(jìn)行干式蝕刻工序之后，由加熱裝置80加熱蝕刻室50內(nèi)部而進(jìn)行對(duì)氣體的分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行活性化的處理工序，從而使反應(yīng)氣體不能殘留在晶片20的表面上及在空氣中冷凝液化。
而且，伴隨著對(duì)氣體的分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行活性化的處理工序，進(jìn)行將殘留在蝕刻室及真空預(yù)備室內(nèi)的多余殘留氣體向外部抽吸及排出的殘留氣體的排出工序。
處理工序及氣體的排出工序結(jié)束后，將晶片20傳送到預(yù)備地保持著干式蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室60。被送到真空預(yù)備室60的晶片20，又被傳送到外部并被容納到放置在外部的盒子(圖中未示出)里。如此反復(fù)，直到盒子內(nèi)的所有晶片20結(jié)束了干式蝕刻處理為止。
使用如上所述的利用本發(fā)明的殘留氣體去除裝置，晶片20在干式蝕刻處理結(jié)束后，在經(jīng)過真空預(yù)備室60暴露在空氣中時(shí)，晶片20的表面也不會(huì)會(huì)因殘留氣體而導(dǎo)致冷凝及液化的發(fā)生。
下面，參照?qǐng)D2詳細(xì)說明利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第二實(shí)施例。圖2是表示利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。在圖2與圖1中，除了加熱裝置之外都是相同的結(jié)構(gòu)要素，因此，對(duì)同一結(jié)構(gòu)要素用同一記號(hào)表示，從而省略了重復(fù)說明。
如圖2所示，利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的第二實(shí)施例，取代圖1所示的設(shè)在蝕刻室50內(nèi)的加熱裝置80，而在真空預(yù)備室60內(nèi)安裝了能夠用純水(去離子水Deionized Water)清洗的清洗裝置90。
進(jìn)行干式蝕刻工序的蝕刻室50的兩側(cè)，設(shè)有出入口50a、50b，在該出入口50b的外側(cè)設(shè)有預(yù)備地維持高真空狀態(tài)蝕刻環(huán)境的真空預(yù)備室60。
在蝕刻室50的大致中間位置設(shè)有放置晶片20的放置臺(tái)50c。而且，放置臺(tái)50c的上部設(shè)有氣體供給系統(tǒng)52。為了對(duì)放置的晶片20進(jìn)行干式蝕刻處理，該氣體供給系統(tǒng)52從上部供應(yīng)反應(yīng)氣體(例如Cl2、HBr等)。
真空預(yù)備室60及蝕刻室50的內(nèi)部配置著維持高真空狀態(tài)的同時(shí)抽吸及排出反應(yīng)氣體的氣體排出系統(tǒng)70。
真空預(yù)備室60中安裝著清洗裝置90，該清洗裝置90使用純水清洗結(jié)束在蝕刻室50內(nèi)的干式蝕刻處理的晶片20表面上殘留的部分反應(yīng)氣體。
在利用具有如此結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的殘留氣體去除裝置的第二實(shí)施例進(jìn)行干式蝕刻的時(shí)候，將晶片20傳送到蝕刻室50內(nèi)放置到放置臺(tái)50c的上部。并通過氣體供給系統(tǒng)52向蝕刻室50內(nèi)供給反應(yīng)氣體，由該反應(yīng)氣體進(jìn)行干式蝕刻處理。然后，結(jié)束干式蝕刻處理的晶片20被傳送到真空預(yù)備室60。
在真空預(yù)備室60通過清洗裝置90使用純水(去離子水)對(duì)傳送到此的晶片20進(jìn)行清洗，使晶片20表面上殘留的部分反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝、液化。在清洗的同時(shí)，由氣體排氣系統(tǒng)70將蝕刻室及真空預(yù)備室中的殘留氣體向外部抽吸及排出。
被清洗裝置90清洗過的晶片20，被傳送到真空預(yù)備室60的外部并被容納到放置在外部的盒子(圖中未示出)內(nèi)。
如上所述，對(duì)殘留在晶片表面的反應(yīng)氣體不是由加熱裝置進(jìn)行加熱使其活性化、而是由清洗裝置90進(jìn)行清洗，也能夠去除反應(yīng)氣體，結(jié)果同樣達(dá)到本發(fā)明的效果。
以上詳細(xì)說明了利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置的實(shí)施例，但是本發(fā)明不僅是限于上述的實(shí)施例，在不超出其要點(diǎn)的范圍內(nèi)可變更使用。
例如，在利用本發(fā)明的殘留氣體的去除裝置中，供給反應(yīng)氣體的氣體供給系統(tǒng)并不是僅限定于從上部的供給，也可以設(shè)置成對(duì)室內(nèi)進(jìn)行均勻的供給。
如上所述，若使用利用本發(fā)明的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，由于在蝕刻室或真空預(yù)備室內(nèi)設(shè)有能加熱或清洗反應(yīng)氣體的裝置，所以能夠去除殘留在晶片表面的部分反應(yīng)氣體使在空氣中不致發(fā)生冷凝、液化。
由于在晶片的表面不殘留有反應(yīng)氣體，不需要在干式蝕刻處理之后進(jìn)行去除殘留氣體的其它工序的設(shè)備，能夠使制造成本減少的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高的性能價(jià)格比。
并且，由于不需要進(jìn)行去除殘留氣體的其他工序的設(shè)備，因此能夠縮短用于生產(chǎn)的所需時(shí)間，在提高半導(dǎo)體制造工序中的成品率的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)。
再者，最近以來，隨著半導(dǎo)體晶片的大尺寸化、高集成化，導(dǎo)致了設(shè)備的多室化及室功能的多樣化，現(xiàn)在是追求將所有工序集中于一個(gè)裝置的系統(tǒng)。由此看來，半導(dǎo)體制造中的殘留氣體去除裝置的一體化對(duì)于設(shè)備的改進(jìn)具有非常好的效果。
權(quán)利要求
1.一種干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，所述干式蝕刻器具有真空預(yù)備室及蝕刻室、可向該室內(nèi)送入晶片并供給反應(yīng)氣體，然后在該晶片表面蝕刻薄膜，同時(shí)能夠?qū)埩粼谒鍪覂?nèi)的蝕刻后的反應(yīng)氣體向外部抽吸及排出，其特征在于在所述蝕刻室內(nèi)設(shè)有加熱裝置，所述加熱裝置對(duì)所述蝕刻室進(jìn)行加熱使氣體分子活性化，從而使干式蝕刻后被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝及液化。
2.如權(quán)利要求1所述的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，其特征在于所述干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置中的所述加熱裝置是利用光能進(jìn)行加熱的紫外燈或鹵燈。
3.干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，所述干式蝕刻器具有真空預(yù)備室及蝕刻室、可向該室內(nèi)送入晶片并供給反應(yīng)氣體，然后在該晶片表面蝕刻薄膜，同時(shí)能夠?qū)埩粼谒鍪覂?nèi)的蝕刻后的反應(yīng)氣體向外部抽吸及排出，其特征在于在所述真空預(yù)備室內(nèi)設(shè)有清洗裝置，該清洗裝置清洗晶片，從而使干式蝕刻后被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝及液化。
4.如權(quán)利要求3所述的干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置，其特征在于在所述干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置中的所述清洗裝置使用的溶液是純水。
5.干式蝕刻器的殘留氣體去除方法，其特征在于它包括以下步驟為了在經(jīng)過真空預(yù)備室并維持高真空狀態(tài)被送到蝕刻室內(nèi)、或從所述蝕刻室內(nèi)送出的晶片上蝕刻規(guī)定的薄膜而供給反應(yīng)氣體的氣體供給工序；為了使由所述反應(yīng)氣體的作用而進(jìn)行蝕刻并被送到外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中發(fā)生冷凝而進(jìn)行加熱或清洗的處理工序；伴隨著所述處理工序?qū)⑽g刻室及真空預(yù)備室內(nèi)殘留的反應(yīng)氣體向外部抽吸及排出的排出工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干式蝕刻器的殘留氣體去除裝置及方法。在具有真空預(yù)備室及蝕刻室的、將晶片裝入室內(nèi)在其表面蝕刻薄膜的同時(shí)能將室內(nèi)的反應(yīng)氣體向外抽吸及排出的干式蝕刻器中,設(shè)有加熱裝置或清洗裝置,加熱裝置對(duì)蝕刻室進(jìn)行加熱使氣體分子活性化、清洗裝置對(duì)晶片進(jìn)行清洗,從而使被送到蝕刻室外部的晶片表面上殘留的反應(yīng)氣體不會(huì)在空氣中冷凝及液化。由此不需要去除殘留氣體的其他工序設(shè)備,提高了制造工序的成品率。
文檔編號(hào)H01L21/302GK1170777SQ9711151
公開日1998年1月21日 申請(qǐng)日期1997年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月30日
發(fā)明者金兌昱, 盧壽光, 樸 晉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社