一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法，所述保護(hù)環(huán)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔內(nèi)，所述保護(hù)環(huán)能夠在對晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中覆蓋在晶圓的邊緣位置，來承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)能夠在釋放晶圓的過程中移動，并將聚集的所述聚合物帶離晶圓。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、便于控制，能夠有效減少晶圓邊緣的顆粒，保證晶圓邊緣芯片的質(zhì)量。
【專利說明】—種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的等離子體處理裝置，特別涉及一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，例如在一些用來進(jìn)行蝕刻或TSV (硅通孔)工藝的等離子體處理裝置中，通常在反應(yīng)腔內(nèi)的底部設(shè)置有處理臺，用來承載放置在其上面的晶圓。在處理過程中，反應(yīng)用的氣體通過上電極引入到反應(yīng)腔內(nèi)，并在壓力控制器的作用下維持在設(shè)定的壓力值。射頻電源(例如是13.56MHz，3000W)通過匹配網(wǎng)絡(luò)連接至所述的處理臺或上電極，用來在處理臺與上電極之間形成射頻場從而將反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體對晶圓進(jìn)行處理。
[0003]由于射頻電源的施加會產(chǎn)生熱量，在處理臺和晶圓上都會有溫度升高的表現(xiàn)。因此，在處理臺上配置有溫度控制系統(tǒng)，其中包含有靜電吸盤(ESC)，冷卻液的循環(huán)通道及其控制器，和氦氣的氣道及其氣壓控制裝置等等。在處理過程中，為了吸持晶圓，在處理臺的靜電吸盤上施加有高壓直流。處理臺的溫度是通過流過的冷卻液來控制的。氦氣被導(dǎo)入到晶圓背面與處理臺之間以保證晶圓溫度控制的均勻性；氦氣的氣壓一般被控制在10托飛O托(Torr)的范圍內(nèi)。
[0004]蝕刻等處理會產(chǎn)生包含聚合物的副產(chǎn)品。這些副產(chǎn)品可能是那些沒有揮發(fā)或沒有由排氣泵從反應(yīng)腔內(nèi)排走的聚合物，其往往會積累在晶圓的邊緣位置。究其原因，發(fā)現(xiàn)在處理反應(yīng)完成后，通過向處理臺的靜電吸盤施加反向的高壓直流后再關(guān)閉該高壓直流，能夠?qū)⒕A釋放。氦氣的流量大小能夠被用來檢驗(yàn)晶圓是否成功地被釋放:當(dāng)晶圓沒有被釋放時(shí)，氦氣氣流被維持在原先一個(gè)較低的流量水平，因?yàn)榇藭r(shí)晶圓與處理臺之間的間距很??；而當(dāng)晶圓被成功釋放時(shí)，因?yàn)榫A與處理臺之間的間距增加，氦氣氣流會提升到另一個(gè)流量水平。
[0005]然而，正是由于晶圓釋放的過程中，氦氣流量在關(guān)閉了高壓直流之后得到提升，使得包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品被氦氣氣流吹送到晶圓的邊緣位置形成顆粒，從而損害到位于晶圓邊緣位置的芯片的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，來防止晶圓釋放過程中聚合物等副產(chǎn)品被氦氣吹送到晶圓的邊緣位置，從而減少晶圓邊緣顆粒。本發(fā)明同時(shí)提供了包含這種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)的等離子體處理裝置，以及相應(yīng)的能夠減少晶圓邊緣顆粒的方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案是提供一種用于等離子處理裝置的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔內(nèi)，所述反應(yīng)腔內(nèi)包括處理臺，晶圓設(shè)置在所述處理臺上；所述保護(hù)環(huán)能夠在對晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中定位到第一狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)覆蓋在晶圓的邊緣位置，用來承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)能夠在釋放晶圓前定位到第二狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)移動到遠(yuǎn)離晶圓的位置，從而將聚集的所述聚合物帶離晶圓。
[0008]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)的內(nèi)徑等于或略小于晶圓的直徑。
[0009]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔外設(shè)置有驅(qū)動器，能夠通過從所述反應(yīng)腔底部向上穿入到該反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿，連接及支撐所述保護(hù)環(huán)并使該保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降；
或者，所述驅(qū)動器能夠通過從所述反應(yīng)腔頂部向下穿入到該反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿，連接及懸掛所述保護(hù)環(huán)并使該保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降。
[0010]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)的底面與晶圓的頂面之間存在有第一間隙，第一間隙在豎直方向的距離為0.lmnT2mm。
[0011]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)在第二狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)的底面與晶圓的頂面之間存在有第二間隙，所述第二間隙高于抓取晶圓的機(jī)械手，以便于通過機(jī)械手對晶圓進(jìn)行拿取更換。
[0012]優(yōu)選地，所述第二間隙在豎直方向的距離為10mnT20mm。
[0013]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)是一個(gè)完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
或者所述保護(hù)環(huán)是由在第一狀態(tài)時(shí)聚攏而在第二狀態(tài)時(shí)水平方向散開的多個(gè)圓弧段組合形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案是提供一種等離子體處理裝置，設(shè)置有上述的任意一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)；
所述等離子體處理裝置設(shè)置有反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔內(nèi)的底部設(shè)有處理臺，該處理臺上設(shè)有靜電吸盤能夠在施加有直流電壓時(shí)對放置于該處理臺上的晶圓進(jìn)行吸持固定，而在關(guān)閉或施加反向的直流電壓時(shí)釋放晶圓；
在所述反應(yīng)腔內(nèi)形成有射頻場，該射頻場能夠?qū)⒁氲剿龇磻?yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體對晶圓進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)處理；所述等離子體處理裝置是電容耦合式時(shí)，所述射頻場是使射頻電源經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)施加在所述反應(yīng)腔內(nèi)頂部的上電極或所述處理臺上而形成在所述上電極與處理臺之間；所述等離子體處理裝置是電感耦合式時(shí)，所述射頻場是使射頻電源經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)施加在圍繞著反應(yīng)腔外壁或反應(yīng)腔頂部的感應(yīng)線圈上而形成在所述感應(yīng)線圈的軸向；
所述反應(yīng)腔外設(shè)置有驅(qū)動器，能夠通過穿入到反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿來連接所述保護(hù)環(huán)，從而控制所述保護(hù)環(huán)覆蓋在晶圓的邊緣位置以承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品，或控制所述保護(hù)環(huán)在釋放晶圓前移動到遠(yuǎn)離晶圓的位置來將聚集的聚合物帶離晶圓。
[0015]優(yōu)選地，所述處理臺內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，以及將氦氣導(dǎo)送到晶圓背面與處理臺頂面之間的氣體通道，通過冷卻液及氦氣來實(shí)現(xiàn)處理臺及晶圓的均勻冷卻。
[0016]優(yōu)選地，在所述反應(yīng)腔的底部環(huán)繞處理臺的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵能夠?qū)⒎磻?yīng)腔內(nèi)的等離子體經(jīng)由這些排氣通道抽出。
[0017]本發(fā)明的第三個(gè)技術(shù)方案是提供一種減少晶圓邊緣顆粒的方法，通過在等離子體裝置中設(shè)置上述任意一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)來實(shí)現(xiàn)，所述方法包含以下過程:
將保護(hù)環(huán)覆蓋于晶圓的邊緣位置上；
在對晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中，使所述保護(hù)環(huán)定位至第一狀態(tài)，使包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品聚集在該保護(hù)環(huán)上； 當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束釋放晶圓時(shí)，使保護(hù)環(huán)移動至第二狀態(tài)，并將聚集的聚合物帶離晶
圓；
當(dāng)保護(hù)環(huán)位于第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑻幚硗瓿傻木A取走并更換新的晶圓。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法，結(jié)構(gòu)簡單、便于控制，能夠以位于晶圓邊緣的保護(hù)環(huán)來承載聚集的聚合物等副產(chǎn)品，并在晶圓釋放時(shí)使保護(hù)環(huán)上升來帶離這些聚合物，從而有效減少晶圓邊緣的顆粒，保證晶圓邊緣芯片的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所述在等離子體處理裝置中設(shè)置晶圓邊緣保護(hù)環(huán)在第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2是本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)第一種結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；
圖3是本發(fā)明所述在等離子體處理裝置中設(shè)置晶圓邊緣保護(hù)環(huán)在第二實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)第二種結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
配合參見圖1、圖2所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例中提供一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(以下或簡稱為保護(hù)環(huán)70)，其位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔10內(nèi)。該保護(hù)環(huán)70覆蓋在晶圓60的邊緣位置。
[0021]所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑M等于或略小于晶圓60的直徑N:例如，若晶圓60直徑是200mm的，所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑可以為196mnT200mm ;若晶圓60直徑是300mm的，所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑可以為294mnT300mm。
[0022]在反應(yīng)腔10的大氣側(cè)設(shè)置有驅(qū)動器71 (例如是包含電機(jī)、氣缸等設(shè)備)。驅(qū)動器71能夠通過穿入到反應(yīng)腔10內(nèi)的若干連桿72來連接所述保護(hù)環(huán)70，從而控制所述保護(hù)環(huán)70上升或下降。例如，至少設(shè)置有均勻分布的三個(gè)連桿72，來平穩(wěn)地驅(qū)動所述保護(hù)環(huán)70。
[0023]當(dāng)保護(hù)環(huán)70下降到第一狀態(tài)時(shí)(圖1中以實(shí)線表示)，保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60(邊緣位置)的頂面之間存在有第一間隙A，第一間隙A在豎直方向大約有0.lmnT2mm的距離。當(dāng)保護(hù)環(huán)70上升到第二狀態(tài)時(shí)(圖1中以虛線表示)，保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間的距離增大為第二間隙B，該第二間隙B足夠用來進(jìn)行晶圓60的拿取更換等操作，且該第二間隙B高于抓取晶圓60的機(jī)械手。優(yōu)選地，將第二間隙B的豎直距離設(shè)計(jì)為10mnT20mm是比較合理的。
[0024]本發(fā)明中提供了配置上述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)70的等離子體處理裝置，例如是進(jìn)行蝕刻或TSV工藝處理的裝置。圖1所示為一種電容耦合式(CCP)的等離子體處理裝置，其設(shè)有一個(gè)反應(yīng)腔10，該反應(yīng)腔10內(nèi)的頂部具有上電極20，反應(yīng)用的氣體能夠經(jīng)由上電極20內(nèi)設(shè)置的通道輸送到反應(yīng)腔10內(nèi)。反應(yīng)腔10內(nèi)的底部具有處理臺30，該處理臺30上設(shè)有靜電吸盤能夠在施加有直流電壓時(shí)對放置于該處理臺30上的晶圓60進(jìn)行吸持固定；處理臺30內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，還設(shè)有將氦氣(例如以10托?50托的氣壓)導(dǎo)送到晶圓60背面與處理臺30頂面之間的氣體通道，用來實(shí)現(xiàn)處理臺30及晶圓60的均勻冷卻。射頻電源40 (例如13.56MHz，3000W)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)41施加至上電極20或處理臺30上，用來在處理臺30與上電極20之間形成能夠?qū)⒎磻?yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)的射頻場，以便于利用等離子體50對晶圓60進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理。在反應(yīng)腔10的底部環(huán)繞處理臺30的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵80能夠?qū)⒎磻?yīng)腔10內(nèi)的等離子體50等經(jīng)由這些排氣通道抽出。
[0025]所述的保護(hù)環(huán)70即按照上文描述的方式覆蓋于晶圓60的邊緣位置，不再贅述。該反應(yīng)腔10內(nèi)的氣壓由氣體導(dǎo)入時(shí)和排氣時(shí)的氣壓控制狀態(tài)來決定，該反應(yīng)腔10外部為大氣壓環(huán)境。保護(hù)環(huán)70的驅(qū)動器71即位于大氣壓側(cè)，例如本實(shí)施例中的驅(qū)動器71是位于反應(yīng)腔10底部的下方，使多個(gè)連桿72從下至上穿入反應(yīng)腔10內(nèi)而與保護(hù)環(huán)70連接對其進(jìn)行支撐，從而能夠驅(qū)使該保護(hù)環(huán)70進(jìn)行上升或下降運(yùn)動。
[0026]實(shí)施例2
如圖3所示，本發(fā)明在第二實(shí)施例中提供的保護(hù)環(huán)70，其特點(diǎn)在于該保護(hù)環(huán)70的驅(qū)動器71位于等離子體處理器反應(yīng)腔10頂部的上方，處于大氣壓側(cè)。多個(gè)連桿72自上而下地穿入到反應(yīng)腔10內(nèi)連接保護(hù)環(huán)70，將該保護(hù)環(huán)70懸吊在晶圓60上方并覆蓋晶圓60的邊緣位置。在驅(qū)動器71的作用下，能夠使保護(hù)環(huán)70下降到第一狀態(tài)，使保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間存在有第一間隙A ;還能夠使保護(hù)環(huán)70拉升至第二狀態(tài)(圖
3中以虛線表示)，使保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間的距離增大為第二間隙B，以便于通過機(jī)械手進(jìn)行晶圓60的拿取更換等操作。本實(shí)施例中比方優(yōu)選的保護(hù)環(huán)尺寸、第一間隙A和第二間隙B、連桿數(shù)量等都可以參照前述實(shí)施例。
[0027]本實(shí)施例中懸吊著的保護(hù)環(huán)70，除了能夠適用于前述電容耦合式(CCP)的等離子體處理裝置以外，還可以適用于如圖3所示的電感耦合式(ICP)的等離子體處理裝置。所述電感耦合式的等離子體處理裝置設(shè)有反應(yīng)腔10，感應(yīng)線圈90在該反應(yīng)腔10外，例如是圍繞著反應(yīng)腔10的外壁或位于反應(yīng)腔10的頂部。射頻電源40經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)41連接至感應(yīng)線圈90,在感應(yīng)線圈90的軸向感應(yīng)出射頻電場,使導(dǎo)入到反應(yīng)腔10內(nèi)的反應(yīng)氣體形成等離子體，對晶圓60進(jìn)行處理。反應(yīng)腔10內(nèi)的其他設(shè)備，如放置晶圓60的處理臺30，排氣設(shè)備、冷卻設(shè)備等等都可以參照前述實(shí)施例來進(jìn)行設(shè)置。保護(hù)環(huán)70即通過本實(shí)施例描述的方式，懸吊在晶圓60上方對應(yīng)晶圓60邊緣的位置。
[0028]對于實(shí)施例1和2來說，在對晶圓60進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中，所述的保護(hù)環(huán)70下降至第一狀態(tài)；此過程中，由于這些形成聚合物的氣體不是揮發(fā)性的，所以會在反應(yīng)區(qū)域周圍沉積或吸附。本發(fā)明由于保護(hù)環(huán)70覆蓋了晶圓60周圍，所以包含大量聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品將會聚集在保護(hù)環(huán)70上。當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束后，通過向處理臺30的靜電吸盤施加反向的高壓直流后再關(guān)閉該高壓直流，將晶圓60釋放；晶圓60釋放時(shí)，在靜電減小到一定程度后晶圓背面與靜電吸盤間的縫隙會瞬間增大，此時(shí)用來冷卻晶圓的氦氣仍然在按正常流量流動，所以隨著縫隙瞬間加大，氦氣也會瞬間大量吹出?，F(xiàn)有技術(shù)中晶圓邊緣的聚焦環(huán)或邊緣環(huán)縫隙里積聚的聚合物會被吹到飛散在反應(yīng)腔內(nèi)，并落回加工完成的晶圓60上，這些落在晶圓上的聚會物嚴(yán)重污染了晶圓，造成晶圓成品率下降。本發(fā)明中由于大部分聚合物沉積在保護(hù)環(huán)70上，在加工完成后隨著保護(hù)環(huán)70上升，聚合物也被帶到遠(yuǎn)離晶圓的位置。此時(shí)即使有大量氣體在晶圓背面吹出也不會造成聚合物污染物顆粒的四處飄散。本發(fā)明中，當(dāng)保護(hù)環(huán)70上升到第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑼瓿傻木A60取走并更換新的晶圓60。通過上述的方法能夠有效減少晶圓60邊緣的顆粒。
[0029]實(shí)施例3
本發(fā)明中還提供另一種結(jié)構(gòu)的保護(hù)環(huán)，可以適用于實(shí)施例1或2。特點(diǎn)在于該保護(hù)環(huán)是由等分的或非等分的多個(gè)圓弧段組合而成的，驅(qū)動器通過相應(yīng)的連桿控制這些圓弧段在水平方向散開或聚攏，而不是使其上下升降?？梢酝ㄟ^豎直布置的連桿從下面支撐或從上面懸吊這些圓弧段，也可以是通過水平布置的連桿來驅(qū)動這些圓弧段。
[0030]如圖4所示，例如在提供的一種保護(hù)環(huán)中，設(shè)置有兩個(gè)半圓弧段70-1、70_2，兩者在進(jìn)行晶圓處理的過程中處于聚攏狀態(tài)，以形成一個(gè)完整的覆蓋在晶圓邊緣位置的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，來承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品。而在進(jìn)行晶圓釋放時(shí)，這兩個(gè)半圓弧段70-1、70-2 (圖4中以虛線表示)左右分離，處于散開狀態(tài)；此時(shí)需要使各個(gè)半圓弧段都與晶圓的邊緣相距足夠遠(yuǎn)的距離，也能夠有效地將處理過程中積聚在這些半圓弧段上的聚合物帶離晶圓。
[0031]盡管本發(fā)明的內(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)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子處理裝置的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，其特征在于，所述保護(hù)環(huán)(70)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔(10)內(nèi)，所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)包括處理臺(30)，晶圓(60)設(shè)置在所述處理臺(30)上；所述保護(hù)環(huán)(70)能夠在對晶圓(60)進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中定位到第一狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)(70)覆蓋在晶圓(60)的邊緣位置，用來承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)(70)能夠在釋放晶圓(60)前定位到第二狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)(70)移動到遠(yuǎn)離晶圓(60 )的位置，從而將聚集的所述聚合物帶離晶圓(60 )。
2.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)的內(nèi)徑等于或略小于晶圓(60)的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述反應(yīng)腔(10)外設(shè)置有驅(qū)動器(71)，能夠通過從所述反應(yīng)腔(10)底部向上穿入到該反應(yīng)腔(10 )內(nèi)的若干連桿(72 )，連接及支撐所述保護(hù)環(huán)(70 )并使該保護(hù)環(huán)(70 )在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降； 或者，所述驅(qū)動器(71)能夠通過從所述反應(yīng)腔(10)頂部向下穿入到該反應(yīng)腔(10)內(nèi)的若干連桿(72 )，連接及懸掛所述保護(hù)環(huán)(70 )并使該保護(hù)環(huán)(70 )在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降。
4.如權(quán)利要求1或3所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)在第一狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)(70)的底面與晶圓(60)的頂面之間存在有第一間隙，第一間隙在豎直方向的距離為0.lmnT2mm。
5.如權(quán)利要求1或3所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)在第二狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)(70)的底面與晶圓(60)的頂面之間存在有第二間隙，所述第二間隙高于抓取`晶圓(60)的機(jī)械手，以便于通過機(jī)械手對晶圓(60)進(jìn)行拿取更換。
6.如權(quán)利要求5所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述第二間隙在豎直方向的距離為10mnT20mm。
7.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)是一個(gè)完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)； 或者所述保護(hù)環(huán)(70)是由在第一狀態(tài)時(shí)聚攏而在第二狀態(tài)時(shí)水平方向散開的多個(gè)圓弧段組合形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
8.一種等離子體處理裝置，設(shè)置有如權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的晶圓(60)邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述等離子體處理裝置設(shè)置有反應(yīng)腔(10)，所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)的底部設(shè)有處理臺(30)，該處理臺(30)上設(shè)有靜電吸盤能夠在施加有直流電壓時(shí)對放置于該處理臺(30)上的晶圓(60 )進(jìn)行吸持固定，而在關(guān)閉或施加反向的直流電壓時(shí)釋放晶圓(60 ); 在所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)形成有射頻場，該射頻場能夠?qū)⒁氲剿龇磻?yīng)腔(10)內(nèi)的反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體(50)對晶圓(60)進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)處理；所述等離子體處理裝置是電容耦合式時(shí)，所述射頻場是使射頻電源(40)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)(41)施加在所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)頂部的上電極(20)或所述處理臺(30)上而形成在所述上電極(20)與處理臺(30)之間；所述等離子體處理裝置是電感耦合式時(shí)，所述射頻場是使射頻電源(40)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)(41)施加在圍繞著反應(yīng)腔(10)外壁或反應(yīng)腔(10)頂部的感應(yīng)線圈(90)上而形成在所述感應(yīng)線圈(90)的軸向； 所述反應(yīng)腔(10)外設(shè)置有驅(qū)動器(71)，能夠通過穿入到反應(yīng)腔(10)內(nèi)的若干連桿(72)來連接所述保護(hù)環(huán)(70)，從而控制所述保護(hù)環(huán)(70)覆蓋在晶圓(60)的邊緣位置以承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品，或控制所述保護(hù)環(huán)(70)在釋放晶圓(60)前移動到遠(yuǎn)離晶圓(60)的位置來將聚集的聚合物帶離晶圓(60)。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述處理臺(30)內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，以及將氦氣導(dǎo)送到晶圓(60)背面與處理臺(30)頂面之間的氣體通道，通過冷卻液及氦氣來實(shí)現(xiàn)處理臺(30)及晶圓(60)的均勻冷卻。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述反應(yīng)腔(10)的底部環(huán)繞處理臺(30)的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵(80)能夠?qū)⒎磻?yīng)腔(10 )內(nèi)的等離子體(50 )經(jīng)由這些排氣通道抽出。
11.一種減少晶圓邊緣顆粒的方法，通過在等離子體裝置中設(shè)置如權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70 )來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包含以下過程: 將保護(hù)環(huán)(70)覆蓋于晶圓(60)的邊緣位置上； 在對晶圓(60)進(jìn)行處理反應(yīng)的過程中，使所述保護(hù)環(huán)(70)定位至第一狀態(tài)，使包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品聚集在該保護(hù)環(huán)(70)上； 當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束釋放晶圓(60)時(shí)，使保護(hù)環(huán)(70)移動至第二狀態(tài)，并將聚集的聚合物帶離晶圓(60); 當(dāng)保護(hù)環(huán)(70)位于第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑻幚硗瓿傻木A(60)取走并更換新的晶圓(60)。
【文檔編號】H01J37/32GK103730318SQ201310569010
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】周旭升, 徐朝陽, 倪圖強(qiáng), 許頌臨 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司