一种等离子体处理设备的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种等离子体处理设备。


背景技术：

2.在晶圆加工过程中，对晶圆在机台中的传送位置精度有较高的要求。等离子体处理工艺在晶圆加工过程中属于一种较为常见的工艺，晶圆在等离子体反应室的工艺腔内的位置精度对晶圆的等离子体工艺有着重要的影响，相关技术中，晶圆在等离子体反应室的工艺腔内的位置精度还有待进一步提高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种等离子体处理设备，以提高晶圆在等离子体反应室的工艺腔内的位置精度。
4.为达到上述目的，本技术实施例提供一种等离子体处理设备，包括：
5.等离子体反应室，形成有工艺腔；
6.升降装置，配置为承载所述工艺腔内的晶圆并驱动所述晶圆上升或下降；
7.监测装置，位于所述工艺腔内，所述监测装置配置为监测所述晶圆在工艺腔内的位置偏差；
8.控制器，配置为接收所述监测装置监测到的位置偏差，并根据所述监测装置监测到的位置偏差输出控制信号；以及
9.调节装置，配置为根据所述控制信号调节所述升降装置的位置以使所述晶圆在所述工艺腔内的位置偏差小于或等于预设位置偏差。
10.一实施例中，所述监测装置包括位于所述工艺腔内的发光器件和感光器件，所述发光器件配置为发出光束以监测所述晶圆在所述工艺腔内的位置偏差，所述感光器件配置为接收所述发光器件发出的光束，所述监测装置监测到的位置偏差为所述感光器件触发的信号。
11.一实施例中，所述等离子体反应室形成有避让孔，所述升降装置包括第一驱动件以及位于所述避让孔内的升降柱，所述升降柱配置为承载所述晶圆，所述第一驱动件配置为驱动所述升降柱沿所述避让孔的轴向移动以使所述晶圆上升或下降，所述避让孔的直径大于所述发光器件照射到所述感光器件处形成的光斑直径的两倍。
12.一实施例中，所述发光器件和所述感光器件沿所述升降装置的升降方向相对布置。
13.一实施例中，所述等离子体反应室包括：
14.反应室主体，所述工艺腔形成于所述反应室主体；
15.上电极，位于所述工艺腔内，所述上电极连接在所述反应室主体的顶部，所述发光器件嵌设于所述上电极内；以及
16.下电极，位于所述工艺腔内，所述下电极连接在所述反应室主体的底部，所述感光
器件嵌设于所述下电极内。
17.一实施例中，所述发光器件为激光发射器。
18.一实施例中，所述调节装置包括：
19.承载平台，与所述升降装置连接；以及
20.驱动组件，配置为根据所述控制信号驱动所述承载平台移动以使所述晶圆在所述工艺腔内的位置偏差小于或等于预设位置偏差。
21.一实施例中，所述驱动组件配置为根据所述控制信号驱动所述承载平台沿预设方向移动，所述预设方向与所述升降装置的升降方向垂直。
22.一实施例中，所述监测装置的数量为至少三个，沿所述升降装置的升降方向，至少三个所述监测装置的投影区域呈三角形分布。
23.一实施例中，所述等离子体处理设备还包括预对齐装置，所述等离子体反应室配置为接收从所述预对齐装置取出的晶圆。
24.本技术实施例的等离子体处理设备，升降装置可以用来承载晶圆，传送机器人可以将晶圆送入等离子体反应室的工艺腔内并放置到升降装置上，升降装置承载晶圆。升降装置驱动晶圆下降到等离子体反应室底部的最终位置的过程中，晶圆支撑在升降装置上并随着升降装置的移动而移动，当监测装置测量到的晶圆在工艺腔内的位置偏差大于预设位置偏差，控制器接收并根据监测到的位置偏差输出控制信号，调节装置根据控制信号调节升降装置的位置从而实现对晶圆的位置的调节，以确保晶圆在工艺腔内的位置偏差能够小于或等于预设位置偏差，实现晶圆在工艺腔内的位置偏差的校正，因而在一定程度上提高了晶圆在工艺腔内的位置精度。
附图说明
25.图1为一种等离子体反应室与升降装置的结构示意图，图中示意出了晶圆传送至工艺腔前的状态；
26.图2为晶圆传送至图1所示等离子体反应室的工艺腔的状态示意图；
27.图3为相关技术的等离子体反应室与升降装置的结构示意图，图中示意出了工艺腔内的晶圆随升降装置下移至等离子体反应室底部的状态；
28.图4为本技术一实施例的等离子体处理设备的结构示意图；
29.图5为本技术一实施例的等离子体反应室以及监测装置的结构示意图；
30.图6为图5中的a向视图；
31.图7为图5中的b向视图；
32.图8为本技术一实施例的调节装置的结构示意图；
33.图9为图8中的c向视图；
34.图10为本技术一实施例中晶圆在预对齐装置和等离子体反应室之间进行传送的示意图。
35.附图标记说明：等离子体反应室1；工艺腔11；避让孔12；反应室主体13；上电极14；下电极15；升降柱21；监测装置3；发光器件31；感光器件32；调节装置4；承载平台41；一级承载台411；二级承载台412；驱动组件42；第一传动轴421；第二驱动件422；第二传动轴423；第三驱动件424；预对齐装置100；晶圆200。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
37.在本技术实施例的描述中，“上”、“下”、“顶”、“底”、方位或位置关系为基于附图4所示的方位或位置关系。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.作为本技术创造性构思的一部分，在描述本技术的实施例之前，需对晶圆在等离子体反应室的工艺腔内的位置精度有待进一步提高的原因进行分析，通过合理分析得到本技术实施例的技术方案。
39.相关技术中，请参阅图1～图3，通过传送机器人将晶圆送入等离子体反应室1的工艺腔11内，图1为晶圆送入等离子体反应室1的工艺腔11前，等离子体反应室1的状态。图2是传送机器人将晶圆放置到工艺腔11内的升降装置上的状态。图3是晶圆随着升降装置下落后，工艺腔11内的晶圆下降到等离子体反应室1底部的最终位置的状态。图1～图3中示出了升降装置中的升降柱21。升降装置只能上升或下降。晶圆在工艺腔内的位置偏差无法获取。在传送机器人将晶圆放置到升降装置以及升降装置下降过程中，会使得晶圆引入新的位置偏差，主要表现为：晶圆从传送机器人放置到等离子体反应室1的工艺腔11内的升降装置上会带来新的位置偏差；升降装置下移，使工艺腔11内的晶圆下降到等离子体反应室1底部的最终位置的过程中也会带来新的位置偏差。如果能够对这些位置偏差进行适当地校正，晶圆在等离子体反应室1的工艺腔11内的位置精度就能够在一定程度上得到提高。
40.鉴于此，本技术实施例提供一种等离子体处理设备，请参阅图4～图10，等离子体处理设备包括等离子体反应室1、升降装置、监测装置3、控制器以及调节装置4。等离子体反应室1形成有工艺腔11。升降装置配置为承载工艺腔11内的晶圆200并驱动晶圆200上升或下降。监测装置3位于工艺腔11内，监测装置3配置为监测晶圆200在工艺腔11内的位置偏差。控制器配置为接收监测装置3监测到的位置偏差，并根据监测装置监测到的位置偏差输出控制信号。调节装置4配置为根据控制信号调节升降装置的位置以使晶圆200在工艺腔11内的位置偏差小于或等于预设位置偏差。如此结构形式，升降装置可以用来承载晶圆200，传送机器人可以将晶圆200送入等离子体反应室1的工艺腔11内并放置到升降装置上，升降装置承载晶圆200。升降装置驱动晶圆200下降到等离子体反应室1底部的最终位置的过程中，晶圆200支撑在升降装置上并随着升降装置的移动而移动，当监测装置3测量到的晶圆200在工艺腔11内的位置偏差大于预设位置偏差，控制器根据监测到的位置偏差输出控制信号，调节装置4根据控制信号调节升降装置的位置从而实现对晶圆200的位置的调节，以确保晶圆200在工艺腔11内的位置偏差能够小于或等于预设位置偏差，实现晶圆200在工艺腔11内的位置偏差的校正，因而在一定程度上提高了晶圆200在工艺腔11内的位置精度。
41.一实施例中，等离子体反应室主要用于在晶圆200键合前，对晶圆200表面进行等离子体活化处理。
42.一实施例中，等离子体反应室也可以为进行其它等离子体处理工艺的反应室。例如，等离子体反应室可以为等离子体刻蚀室、等离子体增强化学气相沉积室、物理气相沉积
室、等离子体处理室、离子植处室或者其它适合的等离子体反应室。
43.一实施例中，请参阅图4，等离子体反应室1包括反应室主体13、上电极14以及下电极15。工艺腔11形成于反应室主体13。上电极14位于工艺腔11内，上电极14连接在反应室主体13的顶部。下电极15位于工艺腔11内，下电极15连接在反应室主体13的底部。
44.一实施例中，请参阅图4，当升降装置下降，支撑在升降装置上的晶圆200随着升降装置下移并落在下电极15上，晶圆200被下电极15吸附住。
45.一实施例中，请参阅图4～图7，监测装置3包括位于工艺腔11内的发光器件31和感光器件32，发光器件31配置为发出光束以监测晶圆200在工艺腔11内的位置偏差，感光器件32配置为接收发光器件31发出的光束，所述监测装置3监测到的位置偏差为所述感光器件32触发的信号。如此结构形式，通过感光器件32接收发光器件31发出的光束以检测晶圆200的位置偏差是否小于或等于预设位置偏差。当晶圆200在工艺腔11内的位置偏差大于预设位置偏差，发光器件31发出的光束会被晶圆200遮挡住而无法被感光器件32接收到。
46.一实施例中，请参阅图4～图7，发光器件31嵌设于上电极14内。如此结构形式，便于发光器件31在工艺腔11内安装。
47.一实施例中，请参阅图4～图7，感光器件32嵌设于下电极15内。如此结构形式，便于感光器件32在工艺腔11内安装。
48.可以理解的是，晶圆200最终是放置在等离子体反应室1的底部，晶圆200沿升降装置的升降方向的最终位置基本是确定的，晶圆200的位置偏差主要是在与升降装置的升降方向垂直的平面内的位置偏差。一实施例中，请参阅图4～图7，监测装置3的数量为至少三个，沿升降装置的升降方向，至少三个监测装置3的投影区域呈三角形分布。如此结构形式，至少三个不在同一直线上的点构成一个平面，当晶圆200在与升降装置的升降方向垂直的平面内的位置偏差大于预设位置偏差，呈三角形分布的三个监测装置3中至少有一个会被触发出晶圆200的位置偏差不满足要求的信号。
49.一实施例中，请参阅图4～图7，沿所述升降装置的升降方向，三个监测装置3的投影区域呈三角形分布。每个监测装置3包括一个发光器件31和一个感光器件32。沿所述升降装置的升降方向，三个发光器件31的投影区域呈三角形分布，三个感光器件32的投影区域呈三角形分布。
50.一实施例中，请参阅图4～图7，沿所述升降装置的升降方向，三个监测装置3的投影区域呈三角形分布。当晶圆200的位置偏差小于或等于预设位置偏差，每个监测装置3的发光器件31发出的光信号均能够被对应的感光器件32接收，晶圆200的位置偏差满足要求。当晶圆200的位置偏差大于预设位置偏差，至少其中一个监测装置3的发光器件31发出的光信号被晶圆200遮挡而无法被对应的感光器件32接收，晶圆200的位置偏差不满足要求。
51.可以理解的是，预设位置偏差与发光器件31照射到感光器件32形成的光斑直径相关，光斑直径越小，预设位置偏差越小，晶圆200在工艺腔11内的位置精度越高。一实施例中，发光器件31为激光发射器。如此，由于激光具有较好的集束性能，形成的光斑直径较小，以激光发射器作为发光器件31能够在一定程度上提高晶圆200在工艺腔11内的位置精度。
52.一实施例中，预设位置偏差可以根据实际情况设置。
53.一实施例中，发光器件31与感光器件32沿升降装置的升降方向相对布置。如此结构形式，在晶圆200随着升降装置下降至等离子体反应室1底部的过程中，能够确保预设位
置偏差始终保持不变。
54.一实施例中，请参阅图4～图6，等离子体反应室1形成有避让孔12，所述升降装置包括第一驱动件以及位于所述避让孔12内的升降柱21，所述升降柱21配置为承载所述晶圆200，所述第一驱动件配置为驱动所述升降柱21沿所述避让孔12的轴向移动以使所述晶圆200上升或下降，避让孔12的直径大于发光器件31照射到感光器件32处形成的光斑直径的两倍。如此结构形式，晶圆200可以支撑在升降柱21上随升降柱21一起移动，通过第一驱动件驱动升降柱21沿避让孔12的轴向移动以使晶圆200上升或下降。避让孔12的直径大于光斑直径的两倍，确保升降柱21能够有足够的径向移动空间，以使支撑在升降柱21上的晶圆200的位置偏差能够调节至小于或等于预设位置偏差。
55.一实施例中，第一驱动件为驱动马达。
56.一实施例中，驱动马达通常为电动马达。
57.一实施例中，请参阅图4～图6，升降柱21的数量为三根，三根升降柱21呈三角形分布。如此结构形式，呈三角形分布的三根升降柱21能够对晶圆200形成较为稳定的支撑，且升降柱21的数量相对较少。
58.一实施例中，请参阅图4～图6，每根升降柱21对应设置一个避让孔12。
59.一实施例中，三根升降柱21也可以穿设于一个较大的避让孔12内。
60.一实施例中，请参阅图4～图6，避让孔12贯穿反应室主体13以及下电极15。
61.一实施例中，请参阅图4、图8以及图9，调节装置4包括承载平台41和驱动组件42。承载平台41与升降装置连接。驱动组件42配置为根据控制信号驱动承载平台41移动以使晶圆200在工艺腔11内的位置偏差小于或等于预设位置偏差。如此结构形式，通过驱动组件42驱动承载平台41移动，承载平台41带动升降装置移动，从而对支撑在升降装置上的晶圆200的位置进行调整，使晶圆200在工艺腔11内的位置偏差小于或等于预设位置偏差。
62.一实施例中，驱动组件42配置为根据控制信号驱动承载平台41沿预设方向移动，预设方向与升降装置的升降方向垂直。如此结构形式，在驱动组件42驱动承载平台41移动以对晶圆200的位置进行调整的过程中，不会影响升降装置的上升或下降，因而能够在升降装置的升降过程中的任意高度位置处对晶圆200的位置进行调整，以使晶圆200在工艺腔11内的位置偏差满足要求。
63.一实施例中，预设方向也可以与升降装置的升降方向呈一定夹角，且预设方向不与升降装置的升降方向垂直。
64.一实施例中，第一驱动件与承载平台41连接，第一驱动件与升降柱21驱动连接以驱动升降柱21上升或下降。
65.一实施例中，请参阅图4、图8以及图9，承载平台41包括一级承载台411和二级承载台412，二级承载台412与升降装置连接，二级承载台412可移动地设置于一级承载台411。沿升降装置的升降方向，二级承载台412位于一级承载台411与升降装置之间。驱动组件42包括第一传动轴421、第二驱动件422、第二传动轴423以及第三驱动件424。第二驱动件422与第一传动轴421驱动连接，第一传动轴421与一级承载台411螺纹传动。第三驱动件424与一级承载台411连接，第三驱动件424与第二传动轴423驱动连接，第二传动轴423与二级承载台412螺纹传动。第一传动轴421与第二传动轴423交叉布置。如此结构形式，第一传动轴421与第二传动轴423交叉布置，因此，第一传动轴421和第二传动轴423不平行，通过第二驱动
件422驱动第一传动轴421，第三驱动件424驱动第二传动轴423，使一级承载台411和二级承载台412能够分别沿两个不平行的方向移动，便于对连接在二级承载台412上的升降装置的位置进行调节。
66.一实施例中，第一传动轴421与第二传动轴423垂直。
67.一实施例中，第一驱动件和第二驱动件均为驱动马达。
68.一实施例中，请参阅图9，第二驱动件422通过第一传动轴421驱动一级承载台411沿箭头r1所示方向移动，第三驱动件424与一级承载台411连接，第三驱动件424、第二传动轴423以及二级承载台412跟随一级承载台411一起移动。第三驱动件424通过第二传动轴423驱动二级承载台412沿箭头r2所示方向移动。在箭头r1所示方向和箭头r2所示方向构成的平面内，与二级承载台412连接的升降装置能够调节到所需的位置。
69.可以理解的是驱动组件42也可以采用其它形式。一实施例中，可以采用带传动驱动承载平台41移动，进而带动与承载平台41连接的升降装置移动。
70.可以理解的是，由于晶圆200的位置精度要求较高，监测装置3和调节装置4配合对晶圆200的位置进行调节通常是精调，如果晶圆200进入工艺腔11的位置偏差本身就比较大，调节装置4可能需要反复调节才能使晶圆200的位置偏差小于或等于预设位置偏差，调节装置4调节工作量较大、效率低。一实施例中，请参阅图10，对等离子体处理设备还包预对齐装置100，等离子体反应室1配置为接收从预对齐装置100取出的晶圆200。如此结构形式，晶圆200先经过预对齐装置100进行预对齐，然后再将预对齐的晶圆200传送至工艺腔11，由于对晶圆200进行了预对齐操作，进入工艺腔11的晶圆200的位置偏差相对较小，调节装置4只需要对工艺腔11内的晶圆200的位置进行微调以使晶圆200的位置偏差小于或等于预设偏差，调节装置4对晶圆200位置进行调节的工作量相对较少，提高了调节装置4的调节效率。
71.一实施例中，请参阅图4～图7，当晶圆200经预对齐装置100进行预对齐后再转移至等离子体反应室1内并被升降装置承载，晶圆200在工艺腔11内的位置偏差相对较小，沿升降装置的升降方向，监测装置3的投影区域位于晶圆200的投影区域的边缘。
72.具体地，请参阅图6和图7，感光器件32的投影区域位于晶圆200的投影区域的边缘，发光器件31的投影区域位于晶圆200的投影区域的边缘。
73.本技术提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
74.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。