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：
本實用新型涉及半導體制造領(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室的工作原理進行半導體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應室的工作原理是在真空反應室中通入含有適當刻蝕劑或淀積源氣體的反應氣體，然后再對該真空反應室進行射頻能量輸入，以激活反應氣體，來點燃和維持等離子體，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，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。在等離子處理裝置中，設(shè)置了ー個承載基片的載置臺，在載置臺的外圍部分通常設(shè)置了ー個聚焦環(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，不僅需要對エ序處理過程進行嚴格地控制，還會涉及到半導體エ藝件的裝載和去夾持。半導體エ藝件的裝載和去夾持是半導體エ藝件處理的關(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)基片的機制。但是，這種方法有可能造成基片滑出載置臺，導致基片不可逆轉(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存在電荷?，F(xiàn)有技術(shù)已掲示了對基片上的電荷進行放電的程序，并且在理想狀態(tài)下，對基片進行放電程序以后就可以對基片進行去夾持。然而，隨著機構(gòu)老化，對基片進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，所述殘余電荷導致基片因和靜電夾盤之間的靜電產(chǎn)生ー個向下的吸カ將所述基片吸至靜電夾盤上。由于升舉頂針的個數(shù)有限，其并不能均勻作用于整個基片背面。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，所述硅片會由于在局部扭曲受カ而滑出載置臺。并且，由于升舉頂針的推力是ー個瞬時的力，其突然作用于基片有可能會導致基片突然彈離開靜電夾盤。進一歩地，由于等離子體處理系統(tǒng)的空間受限，上述去夾持機制僅采取有限個升舉頂針，在實際應用中所述有限個升舉頂針中的ー個或多個可能由于機構(gòu)老化而抬起不完全或延遲甚至不能抬起，其可能進ー步地導致基片的傾斜或抬起不完全，近而滑出載置臺，從而導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致基片在制程中/制程后/制程前無法固定在載置臺上，滑出載置臺。因此，業(yè)內(nèi)需要ー種能夠有效防止基片滑出載置臺的機制。
實用新型內(nèi)容針對背景技術(shù)中的上述問題，本實用新型提出了放置基片滑出載置臺的用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)。本實用新型第一方面提供了一種應用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺上，包圍位于所述載片臺上的基片，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個突起，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)置有若干個凹部，所述突起具有一和所述凹部相配合的接插頭。 進ー步地，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階部。本實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用新型第一方面所述的聚焦環(huán)。本實用新型提供的聚焦環(huán)能夠有效防止基片滑出載置臺，并且造價低功耗小，使用方便有效，與機臺的兼容性好。

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是本實用新型的ー個具體實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是本實用新型的ー個具體實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)是本實用新型的ー個具體實施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細節(jié)放大圖；圖4(b)是本實用新型的ー個具體實施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細節(jié)放大圖；圖4(c)是本實用新型的ー個具體實施例的真空處理裝置的聚焦環(huán)的剖面細節(jié)放大圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行說明。請參閱圖1，圖I為運用本實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)域為處理區(qū)域，該區(qū)域?qū)⑿纬筛哳l能量以點燃和維持等離子體。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體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。反應氣體從氣體源12中被輸入至處理腔體10內(nèi)，ー個或多個射頻電源14可以被單獨地施加在下電極13上或同時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)，此電場對少量存在于處理腔體11內(nèi)部的電子進行加速，使之與輸入的反應氣體的氣體分子碰撞。這些碰撞導致反應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。反應氣體的中性氣體分子在經(jīng)受這些強電場時失去了電子，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氣體的排出并且當反應氣體中的帶電粒子通過該等離子體約束裝置時將它們電中和，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氣體及副產(chǎn)品氣體抽出處理區(qū)域。[0029]圖2是本實用新型的ー個具體實施例的聚焦環(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)置于載片臺上，包圍位于所述載片臺上的基片W，其特征在于，所述聚焦環(huán)18的上表面上有若干個突起181 (圖2示出了 4個突起)。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。真空處理裝置應用了本實用新型提供的聚焦環(huán)及設(shè)置于其中的突起，使得，當基片W將要滑出載置臺吋，觸碰到突起而無法滑出機臺，回到了載置臺上。根據(jù)具體制程的需要，例如，按照圖2所示在聚焦環(huán)18的四周均勻地放置若干個突起181，使得基片W的前后左右各個方向都有突起的阻擋，而難以滑出載置臺，從而達到了本實用新型的實用新型目的。進ー步地，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是本實用新型的ー個具體實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的個數(shù)和所述突起的個數(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)備的老化程度而進行頻繁替換，例如，當突起181因為直接曝露于等離子體中收到侵蝕時。進ー步地，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]應當理解，聚焦環(huán)和突起的結(jié)合方式不應局限于插接結(jié)構(gòu)，而所有的結(jié)合方式都應涵蓋在本實用新型的范圍之內(nèi)?？蛇x地，所述突起是和聚焦環(huán)一體成型制造而成的?？蛇x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。突起的材料應該選自耐等離子體腐蝕，并且不對制程產(chǎn)生影響的材料。其中，所述突起的端部可以設(shè)計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，當基片觸碰到突起1812時有緩沖作用，也降低了對基片的磨損。為了達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階部。本實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)。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種應用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺上，包圍位于所述載片臺上的基片，其特征在于，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個突起，所述突起在豎直方向上的聞度至少聞于所述基片的下表面。
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任ー項所述的聚焦環(huán)。
專利摘要本實用新型提供了一種應用于等離子體處理裝置的聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)設(shè)置于載片臺上，包圍位于所述載片臺上的基片，其中，所述聚焦環(huán)的上表面上有若干個突起，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。本實用新型提供的聚焦環(huán)能夠有效防止基片滑出載置臺，并且造價低功耗小，使用方便有效，與機臺的兼容性好。
文檔編號H01J37/32GK202405228SQ20122002771
公開日2012年8月29日 申請日期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 申請人:中微半導體設(shè)備(上海)有限公司