半导体刻蚀设备

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112447546A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号201910816322.6(22)申请日2019.08.30(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230001安徽省合肥市蜀山区经济技术开发区翠微路6号海恒大厦630室(72)发明人不公告发明人　(74)专利代理机构上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙)31294代理人孙佳胤(51)Int.Cl.H01L21/67(2006.01)B01D46/00(2006.01)B01D46/12(2006.01)B01D53/22(2006.01)B01D53/26(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称半导体刻蚀设备(57)摘要本发明提供一种半导体刻蚀设备，其包括：大气传送腔，用于容纳被刻蚀物；气体过滤装置，设置在所述大气传送腔的进气口处，所述气体过滤装置包括初级过滤件及次级过滤件，所述初级过滤件及次级过滤件通过过滤通道连接，外界气体经过所述初级过滤件后进入所述过滤通道，并经所述次级过滤件进入所述大气传送腔。本发明的优点在于，将所述初级过滤件及次级过滤件通过过滤通道连接，外界气体经所述初级过滤件过滤后直接由过滤通道进入次级过滤件过滤，避免了经初级过滤件过滤的气体在进入次级过滤件之前被污染，大大减小了进入所述大气传送腔的污染源，从而避免在被刻蚀物表面形成凝结性污染物，提高被刻蚀物的良率。CN112447546ACN112447546A权　利　要　求　书1/2页1.一种半导体刻蚀设备，其特征在于，包括：大气传送腔，用于容纳被刻蚀物；气体过滤装置，设置在所述大气传送腔的进气口处，所述气体过滤装置包括初级过滤件及次级过滤件，所述初级过滤件及次级过滤件通过过滤通道连接，外界气体经过所述初级过滤件后进入所述过滤通道，并经所述次级过滤件进入所述大气传送腔。2.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述初级过滤件为化学过滤薄膜。3.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述次级过滤件为高效空气粒子过滤器或者超高效空气粒子过滤器。4.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述过滤通道朝向所述初级过滤件延伸，以使所述初级过滤件置于所述过滤通道中。5.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，在所述过滤通道中还设置有至少一中间过滤件，外界气体经过所述初级过滤件后进入所述过滤通道，并经所述中间过滤件及所述次级过滤件进入所述大气传送腔。6.根据权利要求5所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述中间过滤件以可抽拉的方式设置在所述过滤通道中。7.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述气体过滤装置还包括抽气装置，所述抽气装置设置在所述过滤通道与所述次级过滤件之间，用于将外界气体抽取进入所述大气传送腔。8.根据权利要求1～7任意一项所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述半导体刻蚀设备还包括干燥压缩气体输入装置，所述干燥压缩气体输入装置与所述大气传送腔的进气口连通，用于向所述大气传送腔内输送干燥压缩气体，所述干燥压缩气体能够吸附所述大气传送腔内的水汽，以降低所述大气传送腔的相对湿度。9.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体输入装置的进气口设置在所述过滤通道上，干燥压缩气体经所述过滤通道进入所述大气传送腔。10.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体的水分含量小于0.1ppm，或者所述干燥压缩气体的湿度小于5％RH。11.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体的温度介于80℃～100℃。12.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体的流量为60slm～120slm。13.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体的压力为75psig～90psig。14.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体输入装置通过传输管与所述大气传送腔的进气口连通，所述传输管外表面包覆加热带，以加热所述传输管内的干燥压缩气体，形成热干燥压缩气体。15.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述干燥压缩气体输入装置还包括压力调节装置，以调节所述干燥压缩气体输入装置的压力。16.根据权利要求8所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述半导体刻蚀设备还包括2CN112447546A权　利　要　求　书2/2页湿度测量装置，所述湿度测量装置用于测量所述大气传送腔内的湿度，所述湿度测量装置与所述干燥压缩气体输入装置电连接，当所述大气传送腔内的相对湿度高于预设值时，所述干燥压缩气体输入装置开启或增加干燥压缩气体的流量。17.根据权利要求16所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述湿度测量装置设置在所述大气传送腔的二分之一位置之下。18.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述半导体刻蚀设备还包括至少一抽气管路，所述抽气管路设置在所述大气传送腔的出气口，以用于抽取所述大气传送腔内的气体。3CN112447546A说　明　书1/5页半导体刻蚀设备技术领域[0001]本发明涉及用于半导体制造的器械领域，尤其涉及一种半导体刻蚀设备。背景技术[0002]当前微电子制造技术迅速发展，硅片的生产线进入技术成熟期，芯片线宽已经达到纳米级，因此相应的产品对生产环境的要求也越来越高。对微电子制造业来说，空气中的分子级空气污染物(或气载分子污染物，简称AMC)和颗粒物一样会危害产品并直接导致成品率降低。[0003]在现今半导体工艺过程中，在刻蚀腔中对硅片进行刻蚀后，在硅片的表面容易产生残存气体，而硅片由半导体刻蚀设备的刻蚀腔传送至半导体刻蚀设备的大气模块时，硅片表面残留的气体容易与大气模块中的含有分子级空气污染物的气体结合产生反应，在反应过程中会生成凝结现象，将对硅片表面产生不良作用，此现象将直接性的对硅片的良率产生影响。[0004]分子级空气污染物以气态形式存在，其来源可能是无尘室外的汽车排气、大气臭氧、工厂排放等，或是洁净室内的化学溶剂挥发、蚀刻酸气、塑料制品溢散等，由于来源非常广泛，污染物项目族繁多元，高效空气粒子过滤器(HEPA)或者超高效空气粒子过滤器(ULPA)根本无法过滤掉分子级空气污染物。因此如何有效控制进入半导体刻蚀设备的大气模块内的分子级空气污染物的数量逐渐成为相关业者相当困扰的一大难 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种半导体刻蚀设备，其能够过滤空气中的分子级空气污染物，避免被刻蚀物被损坏，提高被刻蚀物的良率。[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体刻蚀设备，其包括：大气传送腔，用于容纳被刻蚀物；气体过滤装置，设置在所述大气传送腔的进气口处，所述气体过滤装置包括初级过滤件及次级过滤件，所述初级过滤件及次级过滤件通过过滤通道连接，外界气体经过所述初级过滤件后进入所述过滤通道，并经所述次级过滤件进入所述大气传送腔。[0007]进一步，所述初级过滤件为化学过滤薄膜。[0008]进一步，所述次级过滤件为高效空气粒子过滤器或者超高效空气粒子过滤器。[0009]进一步，所述过滤通道朝向所述初级过滤件延伸，以使所述初级过滤件置于所述过滤通道中。[0010]进一步，在所述过滤通道中还设置有至少一中间过滤件，外界气体经过所述初级过滤件后进入所述过滤通道，并经所述中间过滤件及所述次级过滤件进入所述大气传送腔。[0011]进一步，所述中间过滤件以可抽拉的方式设置在所述过滤通道中。[0012]进一步，所述气体过滤装置还包括抽气装置，所述抽气装置设置在所述过滤通道与所述次级过滤件之间，用于将外界气体抽取进入所述大气传送腔。4CN112447546A说　明　书2/5页[0013]进一步，所述半导体刻蚀设备还包括干燥压缩气体输入装置，所述干燥压缩气体输入装置与所述大气传送腔的进气口连通，用于向所述大气传送腔内输送干燥压缩气体，所述干燥压缩气体能够吸附所述大气传送腔内的水汽，以降低所述大气传送腔的相对湿度。[0014]进一步，所述干燥压缩气体输入装置的进气口设置在所述过滤通道上，干燥压缩气体经所述过滤通道进入所述大气传送腔。[0015]进一步，所述干燥压缩气体的水分含量小于0.1ppm，或湿度小于5％RH。[0016]进一步，所述干燥压缩气体的温度介于80℃～100℃。[0017]进一步，所述干燥压缩气体的流量为60slm～120slm slm。[0018]进一步，所述干燥压缩气体的压力为75psig～90psig。[0019]进一步，所述干燥压缩气体输入装置通过传输管与所述大气传送腔的进气口连通，所述传输管外表面包覆加热带，以加热所述传输管内的干燥压缩气体，形成热干燥压缩气体。[0020]进一步，所述干燥压缩气体输入装置还包括压力调节装置，以调节所述干燥压缩气体输入装置的压力。[0021]进一步，所述半导体刻蚀设备还包括湿度测量装置，所述湿度测量装置用于测量所述大气传送腔内的湿度，所述湿度测量装置与所述干燥压缩气体输入装置电连接，当所述大气传送腔内的相对湿度高于预设值时，所述干燥压缩气体输入装置开启或增加干燥压缩气体的流量。[0022]进一步，所述湿度测量装置设置在所述大气传送腔的二分之一位置之下。[0023]进一步，所述半导体刻蚀设备还包括至少一抽气管路，所述抽气管路设置在所述大气传送腔的出气口，以用于抽取所述大气传送腔内的气体。[0024]本发明的优点在于，将所述初级过滤件及次级过滤件通过过滤通道连接，外界气体经所述初级过滤件过滤后直接由过滤通道进入次级过滤件过滤，避免了经初级过滤件过滤的气体在进入次级过滤件之前被污染，大大减小了进入所述大气传送腔的污染源，从而避免在被刻蚀物表面形成凝结性污染物，提高被刻蚀物的良率。附图说明[0025]图1是本发明半导体刻蚀设备的第一具体实施方式的结构示意图；[0026]图2是本发明半导体刻蚀设备的第一具体实施方式的大气传送腔的截面示意图；[0027]图3是本发明半导体刻蚀设备第二具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图；[0028]图4是本发明半导体刻蚀设备第三具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图；[0029]图5是本发明半导体刻蚀设备第四具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图；[0030]图6是本发明半导体刻蚀设备第五具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图。具体实施方式[0031]下面结合附图对本发明提供的半导体刻蚀设备的具体实施方式做详细说明。[0032]图1是本发明半导体刻蚀设备的第一具体实施方式的结构示意图。请参阅图1，所述刻蚀设备包括大气传送腔10及刻蚀腔20。所述大气传送腔10用于容纳被刻蚀物，所述刻5CN112447546A说　明　书3/5页蚀腔20用于对样品进行刻蚀形成所述被刻蚀物。也就是说，样品传送至刻蚀腔，所述刻蚀腔对样品进行刻蚀工艺形成所述被刻蚀物，所述被刻蚀物被传送至所述大气传送腔10。[0033]图2是大气传送腔10的截面示意图。请参阅图1及图2，所述半导体刻蚀设备还包括气体过滤装置30。所述气体过滤装置30设置在所述大气传送腔10的进气口处。外界气体经所述气体过滤装置过滤后进入所述大气传送腔10。[0034]所述气体过滤装置30能够将外界气体中的分子级空气污染物过滤，以使进入所述大气传送腔的气体为洁净气体，进而避免不洁净的气体进入所述大气传送腔10。若不洁净的气体进入所述大气传送腔10，其会与被刻蚀物残留的气体发生反应，生成凝结性污染物，对被刻蚀物表面产生不良作用，降低被刻蚀物的良率。[0035]所述气体过滤装置30包括初级过滤件31及次级过滤件32，所述初级过滤件31及次级过滤件32通过过滤通道33连接。外界气体经过所述初级过滤件31后进入所述过滤通道33，并经所述次级过滤件32进入所述大气传送腔10，在图2中采用实线箭头示意性地绘示了气体的流向。其中，所述初级过滤件32包括但不限于化学过滤薄膜，其可过滤酸性气体，所述次级过滤件32包括但不限于为高效空气粒子过滤器或者超高效空气粒子过滤器，其可过滤气体中的颗粒。[0036]在本具体实施方式中，所述初级过滤件31、过滤通道33及所述次级过滤件32依次设置，外界气体依次经过所述初级过滤件31、过滤通道33及所述次级过滤件32后进入所述大气传送腔10。在本发明其他具体实施方式中，所述初级过滤件31与所述次级过滤件32也可互换。[0037]在本发明半导体刻蚀设备中，所述初级过滤件31直接通过过滤通道33与次级过滤件32连接，外界气体经所述初级过滤件31过滤后直接由过滤通道33进入次级过滤件32过滤，避免了经初级过滤件31过滤的气体在进入次级过滤件33之前被污染，减少了进入所述大气传送腔10内的污染源，进入所述大气传送腔10的气体为更为洁净的气体。[0038]在本具体实施方式中，所述初级过滤件31设置在所述过滤通道33的端部，在本发明其他具体实施方式中，如图3所示，其为本发明半导体刻蚀设备的第二具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图，所述过滤通道33朝向所述初级过滤件31延伸，以使所述初级过滤件31置于所述过滤通道33中。优选地，所述初级过滤件31可以抽拉方式设置在所述过滤通道33中，例如，将所述初级过滤件31相对于所述过滤通道33设置成抽屉式，以便于更换所述初级过滤件31。[0039]进一步，在本具体实施方式中，所述气体过滤装置30还包括抽气装置34。所述抽气装置34设置在所述过滤通道33与所述次级过滤件32之间，用于将外界气体抽取进入所大气传送腔10。所述抽气装置34包括但不限于风扇。[0040]进一步，所述半导体刻蚀设备还包括至少一抽气管路40，所述抽气管路40设置在所述大气传送腔10的出气口，以用于抽取所述大气传送腔10内的气体。所述抽气管路40抽气与所述抽气装置34输气产生的层流效应能够加速气体在所述大气传送腔10内的流速，从而进一步避免被刻蚀物残留的气体与大气传送腔10内的气体发生反应而生成凝结性污染物。[0041]为了进一步提高过滤装置的过滤性能，本发明还提供了半导体刻蚀设备的一第三具体实施方式。图4是本发明半导体刻蚀设备的第三具体实施方式的大气传送腔的截面示6CN112447546A说　明　书4/5页意图，请参阅图4，第三具体实施方式与第一具体实施方式的区别在于，在所述过滤通道33中还设置有至少一中间过滤件35，外界气体经过所述初级过滤件31后进入所述过滤通道33，并经所述中间过滤件35及所述次级过滤件32进入所述大气传送腔10。在本具体实施方式中，在所述过滤通道33中设置有两个所述中间过滤件35，所述中间过滤件35并行设置在所述过滤通道33中。所述中间过滤件35可过滤的污染物类型可与所述初级过滤件31相同，也可与所述次级过滤件32相同，或者与所述初级过滤件31及所述次级过滤件33均不相同。[0042]在第三具体实施方式中，在过滤通道33内增加了中间过滤件35，能够进一步加强对外界气体的过滤，使进入所述大气传送腔10内的气体更为洁净。[0043]进一步，所述中间过滤件35以可抽拉的方式设置在所述过滤通道33中，例如，将所述中间过滤件35相对于所述过滤通道33设置成抽屉式，以便于更换所述中间过滤件35。[0044]在半导体刻蚀设备中，在大气传送腔10内，被刻蚀物刻蚀完成后产生的残存气体有机会与大气传送腔10内的水汽反应生成凝结性污染物。为了进一步避免凝结性污染物的产生，本发明还提供了半导体刻蚀设备的一第四具体实施方式。[0045]图5是本发明半导体刻蚀设备的第四具体实施方式的大气传送腔的截面示意图。请参阅图5，所述第四具体实施方式与第一具体实施方式的区别在于，所述半导体刻蚀设备还包括干燥压缩气体输入装置50。所述干燥压缩气体输入装置50与所述大气传送腔10的进气口连通，用于向所述大气传送腔10内输送干燥压缩气体，所述干燥压缩气体能够吸附所述大气传送腔10内的水汽，以降低所述大气传送腔的相对湿度。所述大气传送腔10内的水汽被干燥压缩气体吸附后不会再与被刻蚀物残留的气体反应，从而避免所述大气传送腔10内的水汽与所述被刻蚀物残留的气体发生反应而形成凝结类污染物。[0046]在本第四具体实施方式中，所述干燥压缩气体输入装置50的进气口设置在所述过滤通道33上，例如，所述干燥压缩气体输入装置50的进气口设置在所述过滤通道33的侧面。所述干燥压缩气体经所述过滤通道33进入所述大气传送腔10。在图5中采用虚线箭头示意性地绘示了干燥压缩气体的流向。干燥压缩气体经所述过滤通道33及次级过滤件32过滤，并经抽气装置34抽取后进入大气传送腔10内，能够更快速地吸附水汽，降低所述大气传送腔10内的相对湿度，从而避免水汽在被刻蚀物表面形成凝结类污染物。[0047]进一步，所述干燥压缩气体输入装置50包括供气装置51及传输管52，所述供气装置51用于提供气体，所述传输管52将所述供气装置51与所述过滤通道33连接，用于将供气装置51提供的气体传输至大气传送腔10。[0048]优选地，为了避免干燥压缩气体将水分带入所述大气传送腔10内，所述干燥压缩气体的水分含量小于0.1ppm。其中，ppm是重量的百分率，1ppm＝1ug/mL。[0049]优选地，为了避免所述干燥压缩气体的相对湿度影响所述大气传送腔10内的相对湿度，所述干燥压缩气体的相对湿度小于5％RH。其中RH表示相对湿度。[0050]优选地，为了提高所述干燥压缩气体的作用效果，所述干燥压缩气体的流量为60slm～120slm。其中，slm(Standard Liter per Minute)表示每分钟标准升。[0051]优选地，为了使所述干燥压缩气体能够输入至所述大气传送腔10，所述干燥压缩气体需要具有一定压力，例如所述干燥压缩气体的压力为75psig～90psig。psig(pounds per square inch,gauge)表示磅/平方英寸(表压)。[0052]进一步，所述干燥压缩气体可以为热干燥压缩气体，其能够加速大气传送腔10内7CN112447546A说　明　书5/5页的水汽的蒸发，使水汽能够随外界气体快速排出大气传送腔10，从而降低大气传送腔10的相对湿度。优选地，所述热干燥压缩气体的温度介于80℃～100℃，优选为100℃。在本具体实施方式中，所述传输管52外表面包覆加热带，以加热所述传输管52内的干燥压缩气体，使其达到预设温度。在本发明其他具体实施方式中，也可通过其他加热方式加热所述干燥压缩气体而形成干燥压缩气体。[0053]进一步，所述干燥压缩气体输入装置50还包括压力调节装置53，以调节所述干燥压缩气体输入装置50的压力，使所述干燥压缩气体输入装置50内的气体流量维持稳定。。进一步，所述干燥压缩气体输入装置50还可包括流量调节阀，以调节所述干燥压缩气体输入装置50的干燥压缩气体的流量。[0054]在本第二具体实施方式中，所述半导体刻蚀设备的所述过滤装置30与所述干燥压缩气体输入装置50协同作用，能够大大减小所述被刻蚀物表面的凝结性污染物的形成，提高被刻蚀物的良率。[0055]本发明还提供所述半导体刻蚀设备的一第五具体实施方式。图6是本发明半导体刻蚀设备第五具体实施方式的的大气传送腔的截面示意图，请参阅图6，所述第五具体实施方式与所述第四具体实施方式的区别在于，所述半导体刻蚀设备还包括湿度测量装置60。所述湿度测量装置60包括但不限于数位湿度计。所述湿度测量装置60用于测量所述大气传送腔10内的湿度。[0056]所述湿度测量装置60可通过软管61与所述大气传送腔10连通，大气传送腔10内的气体可进入所述湿度测量装置60，进而使得所述湿度测量装置60可测量所述大气传送腔10内的湿度。所述湿度测量装置60还与所述干燥压缩气体输入装置50电连接，当所述大气传送腔10内的相对湿度高于预设值时，所述湿度测量装置60将信号传递给所述干燥压缩气体输入装置50的控制器，所述控制器控制所述干燥压缩气体输入装置50开启或增加干燥压缩气体的流量。例如，当所述湿度测量装置60测量所述大气传送腔10内的湿度大于30％RH，则所述湿度测量装置60通过信号控制线将该信号传递给所述干燥压缩气体输入装置50，所述干燥压缩气体输入装置50开启并向所述大气传送腔10内输入干燥压缩气体。[0057]进一步，所述湿度测量装置60设置在所述大气传送腔10的二分之一位置之下。具体的说，在本具体实施方式中，所述软管61的位置位于所述大气传送腔10的二分之一位置之下。在大气传送腔10内，上部气体的湿度会小于下部的气体，则将湿度测量装置60安装在偏下位置能更好的检测大气传送腔10的相对湿度，以增加所述湿度测量装置60的测量准确度。[0058]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。8CN112447546A说　明　书　附　图1/6页图19CN112447546A说　明　书　附　图2/6页图210CN112447546A说　明　书　附　图3/6页图311CN112447546A说　明　书　附　图4/6页图412CN112447546A说　明　书　附　图5/6页图513CN112447546A说　明　书　附　图6/6页图614