高洁净度真空等离子晶圆活化设备的制作方法

本发明涉及表面处理技术，特别涉及表面处理设备，具体的，是一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备。

背景技术：

1、随着5g和人工智能等新型基础设施建设的不断推进，单纯通过缩小工艺尺寸、增加单芯片面积等方式带来的系统功能和性能提升已难以适应未来发展的需求。多层堆叠技术作为能够突破单层芯片限制的先进集成技术成为实现系统性能、带宽和功耗等方面指标提升的重要备选方案之一。

2、随着半导体工艺的不断进步，晶圆尺寸越来越大，芯片制造过程越来越复杂。晶圆级堆叠(晶圆级键合)技术可以将多个晶圆粘合在一起，一次性完成多个芯片的制造，大大提高了生产效率。此技术的发展为半导体行业带来了新的可能性。例如，可以实现三维集成电路(3d ic)的制造，进一步提高芯片的集成度和性能。

3、等离子活化工艺是晶圆级堆叠中重要的工序，在晶圆贴合前，经过等离子体处理可提升晶圆的表面能、清除微观有机污染物、改善表面粗糙度等，以提高范德华力的结合强度。晶圆级堆叠对晶圆表面的污染物控制要求极高，颗粒和金属元素的污染将直接影响晶圆贴合后的性能，决定了所生产的芯片是否合格。所以在等离子处理工艺中对颗粒和金属元素的污染也是有着极高的要求。

4、因此，需要提供一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，在实现对单片晶圆表面活化和有机残留清洗的前提下，有效控制晶圆表面污染物，以保证整体工艺稳定性。

2、本发明通过如下技术方案实现上述目的：

3、一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，包括工艺腔室主体，工艺腔室主体内部设置有相对应且相配合使用的上电极和下电极，对应上电极，工艺腔室主体上开设有工艺进气口，下电极对应设置有晶圆顶针组件，下电极与晶圆接触面有对应晶圆尺寸的沉降槽，晶圆顶针组件下降，晶圆落入下电极的沉降槽内；

4、上电极的上表面设有镂空区，与工艺腔室主体间形成工艺气体缓存区，上电极的主体开有若干通孔，工艺气体进入工艺气体缓存区后，通过通孔进入工艺腔室主体内部，通孔为不规则分布，以实现进气与排气的均一性，形成生高浓度、低损伤的等离子体输入结构。

5、进一步的，工艺腔室主体包括腔体主体和上盖板，上盖板通过带限位功能铰链与腔体主体连接，实现开合，以便安装与检修。

6、进一步的，上盖板与腔体主体的连接处设置有腔室压紧密封件。

7、进一步的，工艺腔室主体下方还设置有抽真空口。

8、进一步的，腔体主体的内部及上盖板，均设置有耐等离子腐蚀的涂层，涂层为高致密涂层，通过氧化、pvd加工或喷涂加工方式获得。

9、进一步的，上电极与下电极，表面也设置有涂层。

10、进一步的，上电极可对应设置上电极等离子电源输入连接模组，下电极可对应设置下电极等离子电源输入连接模组。

11、进一步的，工艺腔室主体上设置晶圆传输口及观察窗。

12、进一步的，下电极安装至下电极安装板，下电极安装板为绝缘材质，下电极安装板通过下电极支撑柱固定在工艺腔室主体内。

13、进一步的，上电极安装于上电极安装板，上电极安装为绝缘材质，上电极安装板固定于上盖板。

14、与现有即使相比，本发明在实现对单片晶圆表面活化和有机残留清洗的前提下，有效控制晶圆表面污染物，以保证整体工艺稳定性。

技术特征：

1.一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：包括工艺腔室主体，工艺腔室主体内部设置有相对应且相配合使用的上电极和下电极，对应上电极，工艺腔室主体上开设有工艺进气口，下电极对应设置有晶圆顶针组件，下电极与晶圆接触面有对应晶圆尺寸的沉降槽，晶圆顶针组件下降，晶圆落入下电极的沉降槽内；

2.根据权利要求1所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：工艺腔室主体包括腔体主体和上盖板，上盖板通过带限位功能铰链与腔体主体连接，实现开合，以便安装与检修。

3.根据权利要求2所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：上盖板与腔体主体的连接处设置有腔室压紧密封件。

4.根据权利要求3所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：工艺腔室主体下方还设置有抽真空口。

5.根据权利要求4所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：腔体主体的内部及上盖板，均设置有耐等离子腐蚀的涂层，涂层为高致密涂层，通过氧化、pvd加工或喷涂加工方式获得。

6.根据权利要求5所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：上电极与下电极，表面也设置有涂层。

7.根据权利要求6所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：上电极可对应设置上电极等离子电源输入连接模组，下电极可对应设置下电极等离子电源输入连接模组。

8.根据权利要求7所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：工艺腔室主体上设置晶圆传输口及观察窗。

9.根据权利要求8所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：下电极安装至下电极安装板，下电极安装板为绝缘材质，下电极安装板通过下电极支撑柱固定在工艺腔室主体内。

10.根据权利要求9所述的一种高洁净度真空等离子晶圆活化设备，其特征在于：上电极安装于上电极安装板，上电极安装为绝缘材质，上电极安装板固定于上盖板。

技术总结
本发明高洁净度真空等离子晶圆活化设备，包括工艺腔室主体，工艺腔室主体内部设置有相对应且相配合使用的上电极和下电极，对应上电极，工艺腔室主体上开设有工艺进气口，下电极对应设置有晶圆顶针组件，下电极与晶圆接触面有对应晶圆尺寸的沉降槽，晶圆顶针组件下降，晶圆落入下电极的沉降槽内；上电极的上表面设有镂空区，与工艺腔室主体间形成工艺气体缓存区，上电极的主体开有若干通孔，工艺气体进入工艺气体缓存区后，通过通孔进入工艺腔室主体内部，通孔为不规则分布，以实现进气与排气的均一性，形成生高浓度、低损伤的等离子体输入结构。

技术研发人员：国际瑞,刘善石
受保护的技术使用者：昆山索坤莱机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28