專利名稱：一種用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)。
背景技術(shù)：
等離子處理裝置利用真空反應(yīng)室的工作原理進(jìn)行半導(dǎo)體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應(yīng)室的工作原理是在真空反應(yīng)室中通入含有適當(dāng)刻蝕劑或淀積源氣體的反應(yīng)氣體，然后再對(duì)該真空反應(yīng)室進(jìn)行射頻能量輸入，以激活反應(yīng)氣體，來點(diǎn)燃和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上淀積材料層，進(jìn)而對(duì)半導(dǎo)體基片和等離子平板進(jìn)行加工。在等離子處理裝置中，設(shè)置了ー個(gè)承載基片的載置臺(tái)，在載置臺(tái)的外圍部分通常設(shè)置了ー個(gè)聚焦環(huán)。聚焦環(huán)一般設(shè)置在基片的外國，并包圍基片。聚焦環(huán)能 提高制程的均勻性(uniformity)。為了滿足エ藝要求，不僅需要對(duì)エ序處理過程進(jìn)行嚴(yán)格地控制，還會(huì)涉及到半導(dǎo)體エ藝件的裝載和去夾持。半導(dǎo)體エ藝件的裝載和去夾持是半導(dǎo)體エ藝件處理的關(guān)鍵步驟。然而，由于基片是依靠靜電吸力(Electrostatic Chuck)固定在載置臺(tái)上,現(xiàn)有技術(shù)通常采用升舉頂針從靜電夾盤中去夾持(dechuck)基片的機(jī)制。但是，這種方法有可能造成基片滑出載置臺(tái)，導(dǎo)致基片不可逆轉(zhuǎn)的損壞。眾所周知，由于基片是由等離子體來加工完成的，在基片加工完成后在所述基片上尤其在基片的底面上還會(huì)存在電荷?，F(xiàn)有技術(shù)已掲示了對(duì)基片上的電荷進(jìn)行放電的程序，并且在理想狀態(tài)下，對(duì)基片進(jìn)行放電程序以后就可以對(duì)基片進(jìn)行去夾持。然而，隨著機(jī)構(gòu)老化，對(duì)基片進(jìn)行放電程序后基片上仍有可能存在殘余電荷。基片底面通常仍存在殘余電荷，所述殘余電荷導(dǎo)致基片因和靜電夾盤之間的靜電產(chǎn)生ー個(gè)向下的吸カ將所述基片吸至靜電夾盤上。由于升舉頂針的個(gè)數(shù)有限，其并不能均勻作用于整個(gè)基片背面。因此，在基片的某些沒有升舉頂針接觸的部位，向下的吸力大于升舉頂針向上的推力，而在基片的其他部位由于升舉頂針的直接接觸，升舉頂針向上的推力大于向下的吸力，所述硅片會(huì)由于在局部扭曲受カ而滑出載置臺(tái)。并且，由于升舉頂針的推力是ー個(gè)瞬時(shí)的力，其突然作用于基片有可能會(huì)導(dǎo)致基片突然彈離開靜電夾盤。進(jìn)一歩地，由于等離子體處理系統(tǒng)的空間受限，上述去夾持機(jī)制僅采取有限個(gè)升舉頂針，在實(shí)際應(yīng)用中所述有限個(gè)升舉頂針中的ー個(gè)或多個(gè)可能由于機(jī)構(gòu)老化而抬起不完全或延遲甚至不能抬起，其可能進(jìn)ー步地導(dǎo)致基片的傾斜或抬起不完全，近而滑出載置臺(tái)，從而導(dǎo)致基片和等離子體處理基片接觸而造成損壞。此外，還有其他因素也可能導(dǎo)致基片在制程中/制程后/制程前無法固定在載置臺(tái)上，滑出載置臺(tái)。因此，業(yè)內(nèi)需要ー種能夠有效防止基片滑出載置臺(tái)的機(jī)制。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出了放置基片滑出載置臺(tái)的用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)。本實(shí)用新型第一方面提供了一種應(yīng)用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺(tái)上，包圍位于所述載片臺(tái)上的基片，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個(gè)突起，所述突起在豎直方向上的高度至少高于所述基片的下表面。其中，所述聚焦環(huán)的上表面在豎直方向上的高度低于所述基片的下表面?？蛇x地，在所述聚焦環(huán)上設(shè)置有若干個(gè)凹部，所述突起具有一和所述凹部相配合的接插頭。 進(jìn)ー步地，所述凹部的表面設(shè)置有第一螺紋，所述接插頭表面設(shè)置有第二螺紋，其中，所述第一螺紋和所述第二螺紋相互配合。可選地，所述突起是和聚焦環(huán)一體成型制造而成的?？蛇x地，所述突起粘合在所述聚焦環(huán)上表面上。進(jìn)ー步地，所述突起的寬度的取值范圍為1cm，所述突起的面積的取值范圍為lcm、進(jìn)ー步地,所述突起的制成材料包括碳化娃、氧化娃、娃。可選地，所述突起的端部呈圓滑的圓頭形狀?？蛇x地，所述突起的端部在內(nèi)側(cè)邊緣部具有位置低于其表面的臺(tái)階部。本實(shí)用新型第二方面提供了一種等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括本實(shí)用新型第一方面所述的聚焦環(huán)。本實(shí)用新型提供的聚焦環(huán)能夠有效防止基片滑出載置臺(tái)，并且造價(jià)低功耗小，使用方便有效，與機(jī)臺(tái)的兼容性好。

圖I是包括聚焦環(huán)的真空處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)和突起的安裝示意圖；圖4(a)是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細(xì)節(jié)放大圖；圖4(b)是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細(xì)節(jié)放大圖；圖4(c)是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細(xì)節(jié)放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。請(qǐng)參閱圖1，圖I為運(yùn)用本實(shí)用新型等離子體約束裝置的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示的等離子體處理裝置I具有一個(gè)處理腔體10，處理腔體10基本上為柱形，且處理腔體側(cè)壁基本上垂直，處理腔體10內(nèi)具有相互平行設(shè)置的上電極11和下電極13。通常，在上電極11與下電極13之間的區(qū)域?yàn)樘幚韰^(qū)域，該區(qū)域?qū)⑿纬筛哳l能量以點(diǎn)燃和維持等離子體。在下電極13上方放置待要加工的基片W，該基片W可以是待要刻蝕或加エ的半導(dǎo)體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。反應(yīng)氣體從氣體源12中被輸入至處理腔體10內(nèi)，ー個(gè)或多個(gè)射頻電源14可以被單獨(dú)地施加在下電極13上或同時(shí)被分別地施加在上電極11與下電極13上，用以將射頻功率輸送到下電極13上或上電極11與下電極13上,從而在處理腔體10內(nèi)部產(chǎn)生大的電場。大多數(shù)電場線被包含在上電極11和下電極13之間的處理區(qū)域A內(nèi)，此電場對(duì)少量存在于處理腔體11內(nèi)部的電子進(jìn)行加速，使之與輸入的反應(yīng)氣體的氣體分子碰撞。這些碰撞導(dǎo)致反應(yīng)氣體的離子化和等離子體的激發(fā)，從而在處理腔體10內(nèi)產(chǎn)生等離子體。反應(yīng)氣體的中性氣體分子在經(jīng)受這些強(qiáng)電場時(shí)失去了電子，留下帶正電的離子。帶正電的離子向著下電極13方向加速，與被處理的基片中的中性物質(zhì)結(jié)合，激發(fā)基片加工，即刻蝕、淀積等。在等離子體處理裝置中設(shè)置了約束環(huán)16，用以控制用過的反應(yīng)氣體的排出并且當(dāng)反應(yīng)氣體中的帶電粒子通過該等離子體約束裝置時(shí)將它們電中和，從而將放電基本約束在處理區(qū)域以內(nèi)，以防止等離子處理裝置使用過程中可能造成的腔體污染問題。其中，約束環(huán)16通過直接或者間接地連接于接地端17。在等離子體處理裝置I的合適的某個(gè)位置處設(shè)置有排氣區(qū)域域，排氣區(qū)域域與外置的排氣裝置(例如真空泵泵15)相連接，用以在處理過程中將用過的反應(yīng)氣體及副產(chǎn)品氣體抽出處理區(qū)域。[0029]圖2是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的聚焦環(huán)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，結(jié)合圖I，聚焦環(huán)18設(shè)置于載片臺(tái)上，包圍位于所述載片臺(tái)上的基片W，其特征在于，所述聚焦環(huán)18的上表面上有若干個(gè)突起181 (圖2示出了 4個(gè)突起)。所述突起181在豎直方向上的高度至少高于所述基片W的下表面，高度差使得基片W不容易滑出載置臺(tái)。真空處理裝置應(yīng)用了本實(shí)用新型提供的聚焦環(huán)及設(shè)置于其中的突起，使得，當(dāng)基片W將要滑出載置臺(tái)吋，觸碰到突起而無法滑出機(jī)臺(tái)，回到了載置臺(tái)上。根據(jù)具體制程的需要，例如，按照?qǐng)D2所示在聚焦環(huán)18的四周均勻地放置若干個(gè)突起181，使得基片W的前后左右各個(gè)方向都有突起的阻擋，而難以滑出載置臺(tái)，從而達(dá)到了本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的。進(jìn)ー步地，所述聚焦環(huán)18的上表面在豎直方向上的高度低于所述基片W的下表面。圖3是本實(shí)用新型的ー個(gè)具體實(shí)施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)和突起的安裝示意圖，如圖3所示,在所述聚焦環(huán)18上設(shè)置有若干個(gè)凹部18a,所述突起181具有一和所述凹部18a相配合的接插頭181a。其中，聚焦環(huán)上所述凹部18a的個(gè)數(shù)和所述突起的個(gè)數(shù)ー致，所述凹部18a和接插頭181a的尺寸相配合，使得接插頭181a剛好嵌入凹部18a，而露出突起181的端頭于聚焦環(huán)18表面。聚焦環(huán)18和突起181的插接結(jié)構(gòu)的設(shè)置使得可以根據(jù)設(shè)備的老化程度而進(jìn)行頻繁替換，例如，當(dāng)突起181因?yàn)橹苯悠芈队诘入x子體中收到侵蝕時(shí)。進(jìn)ー步地，所述凹部18a的表面設(shè)置有第一螺紋，所述接插頭181a表面設(shè)置有第ニ螺紋，其中，所述第一螺紋和所述第二螺紋相互配合。螺紋結(jié)構(gòu)的設(shè)定，使得聚焦環(huán)18和突起181的結(jié)合更加牢固可靠。[0033]應(yīng)當(dāng)理解，聚焦環(huán)和突起的結(jié)合方式不應(yīng)局限于插接結(jié)構(gòu)，而所有的結(jié)合方式都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)?？蛇x地，所述突起是和聚焦環(huán)一體成型制造而成的。可選地，所述突起粘合在所述聚焦環(huán)上表面上。其中，所述突起的寬度的取值范圍為1cm，所述突起的面積的取值范圍為lcm2。其中，所述突起的制成材料包括碳化硅、氧化硅、硅。突起的材料應(yīng)該選自耐等離子體腐蝕，并且不對(duì)制程產(chǎn)生影響的材料。其中，所述突起的端部可以設(shè)計(jì)成為各種形狀和形式。例如附圖4(a)示出的突起 1811的端部為ー長方體/正方體。再例如如附圖4(b)示出的突起1812的端部呈圓滑的圓頭形狀，由于圓滑的圓頭形狀使得突起1812更加圓滑，當(dāng)基片觸碰到突起1812時(shí)有緩沖作用，也降低了對(duì)基片的磨損。為了達(dá)到緩沖和防磨損的目的，如圖4(c)所示，所述突起1813的端部在內(nèi)側(cè)邊緣部具有位置低于其表面的臺(tái)階部。本實(shí)用新型第二方面提供了一種等離子體處理裝置，其中，所述等離子體處理裝置包括前文所述的聚焦環(huán)。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺(tái)上，包圍位于所述載片臺(tái)上的基片，其特征在于，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個(gè)突起，所述突起在豎直方向上的聞度至少聞?dòng)谒龌南卤砻妗?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述聚焦環(huán)的上表面在豎直方向上的高度低于所述基片的下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，在所述聚焦環(huán)上設(shè)置有若干個(gè)凹部，所述突起具有一和所述凹部相配合的接插頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述凹部的表面設(shè)置有第一螺紋，所述接插頭表面設(shè)置有第二螺紋，其中，所述第一螺紋和所述第二螺紋相互配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起是和聚焦環(huán)一體成型制造而成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起粘合在所述聚焦環(huán)上表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起的寬度的取值范圍為1cm，所述突起的面積的取值范圍為lcm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起的材料包括碳化硅、氧化硅、硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起的端部呈圓滑的圓頭形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚焦環(huán)，其特征在于，所述突起的端部在內(nèi)側(cè)邊緣部具有位置低于其表面的臺(tái)階部。
11.一種等離子體處理裝置，其特征在于，所述等離子體處理裝置包括權(quán)利要求I 10任ー項(xiàng)所述的聚焦環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺(tái)上，包圍位于所述載片臺(tái)上的基片，其中，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個(gè)突起，所述突起在豎直方向上的高度至少高于所述基片的下表面。本實(shí)用新型提供的聚焦環(huán)能夠有效防止基片滑出載置臺(tái)，并且造價(jià)低功耗小，使用方便有效，與機(jī)臺(tái)的兼容性好。
文檔編號(hào)H01J37/32GK202405228SQ20122002771
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者凱文·佩爾斯 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司