一种等离子体刻蚀机的传片系统设计

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刻蚀是半导体制造工艺、微电子IC制造工艺及微纳制造工艺中的-种相当重要的工艺环节，是利用化学或物理方法有选择性地从硅片或蓝宝石衬底片等待刻蚀材料表面去除不需要的材料的过程u 。随着半导体器件的集成度提高，半导体器件的线宽越来越小，关键尺寸的控制也越来越重要，对刻蚀工艺的要求也越来越高√蚀最简单最常用的分类是干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀种类很多，包括光辉发、气相腐蚀和等离子体刻蚀等，其中最常用的是等离子体刻蚀，其原理是在等离子体处理装置中通入刻蚀气体，并将其电离成等离子体，利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备-定能量，通过轰击被刻蚀物表面将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的2。优点是各向异性好、选择比高、可控性、灵活性及重复性好，易实现 自动化和洁净度高，缺点是成本较高、设备复杂。

- 般等离子体刻蚀机由工艺腔 (刻蚀腔)、传片腔、射频电源、真空系统、进排气系统、温控系统和软件控制系统等组成，如图1所示。工艺进行时，首先在传片腔中放入装有所需刻蚀晶片的片盘，通过传片装置送至工艺腔室；随后软件系统控制射频电源在上下电极中产生等离子体，进行刻蚀工艺；工艺结束后再由传片装置将片盘送至传片腔，随后从传片腔中取出片盘，完成-次刻蚀，再次放入片盘可以进行新-轮刻蚀。

图1 -般等离子体刻蚀机结构原理示意图传片腔是刻蚀系统的重要组成部分，其作用表现在：作为人机交流窗口，在刻蚀过程开始前将片盘放入传片腔，刻蚀完成后，再从中取出片盘。现有的-般等离子体刻蚀机的传片系统存在诸多问题，主要是片盘吞吐量较小，甚至是单片刻蚀，不能实现连续自动化和批量加工，无法适应大规模工业化生产需求。

本文提供了-种等离子体刻蚀机的新型传片系统，实现了多盘连续自动化批量刻蚀，提高刻蚀效率，较好的满足大规模工业化生产的要求。

1 设计原理和工作过程本文设计的新型传片系统由机械手腔和预装腔两部分组成，如图2所示，机械手传输运动和片盘的预装作业分别在两个独立的腔体内完成，图中3个腔体之间均设由插板阀控制隔断和连通。工作状态时，工艺腔内为约10 Pa的高真空，机械手腔和预装腔则为1O Pa的低真空状态。采用两个独立腔体后，机械手腔可有更大空间采用全自动真空机械手，预装腔则可形成多工位式片盘预装，提高生产效率。

收稿日期：2012-12-07作者简介：张钦亮 (1980-)，男，工程师，研究方向为新能源设备的研制与开发。