法促成實(shí)現(xiàn)去夾持，例如通過(guò)對(duì)直流電極105施加反向極性的放電電壓和/或給殘余電荷提供一個(gè)出口。
[0044]圖1b是采用直流電源為等離子體處理裝置去夾持的直流電源電壓、氦氣壓力及其流量示意圖。圖1b從上到下分別示出了三個(gè)坐標(biāo)軸，其橫坐標(biāo)皆表示時(shí)間，縱坐標(biāo)從上到下分別表示:直流電源104的電壓值及其正負(fù)方向(HV),氦氣氣壓值(He pressure),氦氣流量值(He flow)。
[0045]參見(jiàn)圖1a和圖lb，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在等離子體刻蝕工藝中，基片W是通過(guò)一個(gè)高壓直流電源105產(chǎn)生的靜電吸引力固定在靜電夾盤上的。通常，當(dāng)基片W被傳送至反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置的靜電夾盤表面以后，如圖1b所示的tlO時(shí)刻，在制程工藝開始的最初步驟之一是加一個(gè)低功率的射頻信號(hào)，在腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體從而產(chǎn)生電回路，然后給埋在靜電夾盤陶瓷層內(nèi)的電極105加一個(gè)足夠大的直流高壓，使得靜電夾盤表面和基片W表面有靜電力產(chǎn)生。當(dāng)該靜電力達(dá)到穩(wěn)定后的til時(shí)刻，再在基片W背面施加一定壓力的氦氣作為冷卻氣體。氦氣的背壓大小由制程工藝的需求決定，而使基片W吸附于靜電夾盤表面的直流高壓的大小則由氦氣的背壓決定。在制程工藝進(jìn)行的整個(gè)過(guò)程中，施加于電極105上的直流高壓一直保持，以抗衡由氦氣背壓給基片W帶來(lái)的向上的壓力。在制程工藝結(jié)束前的tl2時(shí)刻，將氦氣背壓及施加于靜電夾盤的直流高壓同時(shí)降低，再將施加于靜電夾盤112中電極105的直流高壓反向，以使殘留在靜電夾盤表面或基片W(主要指表面材料為介質(zhì)的基片)表面的電荷得以釋放。在此后的tl3時(shí)刻，將直流電壓降為0，等待殘余靜電力的徹底釋放。判定參與靜電力是否徹底釋放的標(biāo)準(zhǔn)是氦氣漏率連續(xù)數(shù)秒不小于一定值。例如，如附圖1b所示，從tl4到tl5時(shí)刻氦氣連續(xù)超過(guò)一定閾值，則認(rèn)為基片W已經(jīng)去夾持，此后腔室外部的機(jī)械手則得到指令進(jìn)入腔室預(yù)將基片W從靜電夾盤之上移除出腔室外。
[0046]然而，在上述去夾持過(guò)程中，如果所施加的反向直流電壓不夠高或者時(shí)間過(guò)短，會(huì)使靜電夾盤表面或基片W表面的介質(zhì)層的殘余電荷難以釋放完全從而導(dǎo)致去夾持附時(shí)間變長(zhǎng)甚至難以去夾持。如果所施加的反向直流電壓過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使基片W被反向吸住，同樣會(huì)造成去夾持附時(shí)間變長(zhǎng)或難以去夾持。隨著靜電夾盤使用時(shí)間的增加，其表面會(huì)發(fā)生老化，即粗糙度、表面材料的成分、結(jié)構(gòu)等特性發(fā)生改變，從而導(dǎo)致其電性變化。通常，這種變化會(huì)導(dǎo)致制程工藝主制程步驟結(jié)束后殘余電荷的釋放過(guò)程會(huì)隨其使用歷史的不同而不同。因此，不同的制程工藝中的主制程步驟不同、靜電夾盤的使用歷史不同都會(huì)造成去夾持附步驟中反向電壓的大小及時(shí)間的設(shè)定難以最優(yōu)化。
[0047]基于此，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的基片去夾持機(jī)制。需要說(shuō)明的是，下文將結(jié)合等離子體處理腔室(典型地為刻蝕機(jī)臺(tái))對(duì)本發(fā)明的基片去夾持機(jī)制進(jìn)行說(shuō)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也適用于化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)等一切需要夾持和去夾持基片的設(shè)備。
[0048]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的等離子體處理腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。等離子體處理腔室200具有一個(gè)處理腔體201，處理腔體201基本上為柱形，且處理腔體側(cè)壁基本上垂直，處理腔體201內(nèi)具有相互平行設(shè)置的上電極(未示出，設(shè)置于氣體噴淋頭203中)和下電極(未示出，設(shè)置于基臺(tái)206中)。反應(yīng)氣體從氣體源202經(jīng)過(guò)管道輸送到腔體201上部連接的氣體噴淋頭203。通常，在上電極與下電極之間的區(qū)域?yàn)樘幚韰^(qū)域，該區(qū)域?qū)⑿纬筛哳l能量以激發(fā)反應(yīng)氣體，產(chǎn)生和維持等離子體。在靜電夾盤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工的半導(dǎo)體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。其中，所述靜電夾盤用于夾持基片W。反應(yīng)氣體從氣體源202中被輸入至處理腔體201內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)射頻電源可以被單獨(dú)地施加在下電極上或同時(shí)被分別地施加在上電極與下電極上，用以將射頻功率輸送到下電極上或上電極與下電極上，從而在處理腔體102內(nèi)部產(chǎn)生大的電場(chǎng)。大多數(shù)電場(chǎng)線被包含在上電極和下電極之間的處理區(qū)域內(nèi)，此電場(chǎng)對(duì)少量存在于處理腔體201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201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(chǎng)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。在等離子體處理腔室200的合適的某個(gè)位置處設(shè)置有排氣區(qū)域，排氣區(qū)域與外置的排氣裝置(例如真空泵泵208)相連接，用以在處理過(guò)程中將用過(guò)的反應(yīng)氣體及副產(chǎn)品氣體抽出腔室。
[0049]其中，如圖2所示，等離子體處理腔室200還包括設(shè)置于所述基臺(tái)206內(nèi)部的若干冷卻氣體通道207，其中通有冷卻氣體，冷卻氣體通道207在所述基臺(tái)206和基片W之間設(shè)置有一個(gè)噴氣孔207a，所述冷卻氣體能夠通過(guò)噴氣孔207a將冷卻氣體噴向基片W背面。
[0050]如圖3和圖4所示，所述等離子體處理腔室200還包括若干升舉頂針，其可移動(dòng)地設(shè)置于基臺(tái)206內(nèi)部，其能夠穿過(guò)基臺(tái)206頂部靜電夾盤212頂層的絕緣層204，并且進(jìn)一步提升至基片W背面，進(jìn)而向上頂起基片W。在本實(shí)施例中，等離子體處理腔室200設(shè)置了三個(gè)升舉頂針，分別為第一升舉頂針213a、第二升舉頂針213b以及第三升舉頂針213c。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例的升舉頂針個(gè)數(shù)并不視為對(duì)本發(fā)明的限制，升舉頂針的數(shù)目可以以實(shí)際操作中的需要進(jìn)行設(shè)定。
[0051 ] 其中，所述靜電夾盤212位于所述基臺(tái)206的上部，其最上層設(shè)置有一絕緣層204，在所述絕緣層中設(shè)置有一電極205，其中，所述電極205分別連接有一直流電源和一交流電源。其中，如圖2所示，所述直流電源和交流電源設(shè)置于電源裝置209中，下文相關(guān)部分會(huì)對(duì)電源裝置209的各種連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0052]進(jìn)一步地，在所述基臺(tái)206下方還設(shè)置有一冷卻氣體供應(yīng)裝置210，所述冷卻氣體供應(yīng)裝置210通過(guò)至少兩個(gè)連接通道連接于所述冷卻氣體通道。其中，兩個(gè)連接通道分別用于往冷卻氣體供應(yīng)裝置210回收冷卻氣體，以及向冷卻氣體通道供應(yīng)冷卻氣體，從而實(shí)現(xiàn)冷卻氣體供應(yīng)裝置210向所述冷卻氣體通道循環(huán)供應(yīng)冷卻氣體。典型地，在本實(shí)施例中，所述冷卻氣體包括氦氣。
[0053]進(jìn)一步地，在所述基臺(tái)206下方還設(shè)置有一提升裝置214，其連接于第一升舉頂針213a、第二升舉頂針213b以及第三升舉頂針213c，并提升所述第一升舉頂針213a、第二升舉頂針213b以及第三升舉頂針213c使得所述升舉裝置接觸于所述基片W背面，從而帶動(dòng)所述基片W向上移動(dòng)。典型地，在本實(shí)施例中，所述提升裝置214包括氣泵等。
[0054]需要說(shuō)明的是，不論是冷卻氣體供應(yīng)裝置還是提升裝置在現(xiàn)有技術(shù)中均已有成熟的技術(shù)支持，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再贅述。
[0055]進(jìn)一步地，所述等離子體處理腔室200還設(shè)置有一控制裝置211，其分別連接于電源裝置209和冷卻氣體供應(yīng)裝置210以及提升裝置214，從而控制直流電源和交流電源的施力口，冷卻氣體的供應(yīng)以及升舉頂針的提升。
[0056]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的采用直流電源為等離子體處理裝置去夾持的直流電源電壓、氦氣壓力及其流量示意圖。圖5從上到下分別示出了三個(gè)坐標(biāo)軸，其橫坐標(biāo)皆表示時(shí)間，縱坐標(biāo)從上到下分別表示:直流電源205的電壓值及其正負(fù)方向(Hv)，氦氣氣壓值(He Pressure),氦氣流量值(He flow)。在等離子體刻蝕工藝中,基片W是通過(guò)一個(gè)高壓直流電源205產(chǎn)生的靜電吸引力固定在靜電夾盤上的。通常，當(dāng)基片W被傳送至反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置的靜電夾盤表面以后，如圖5所示的t02時(shí)刻，在制程工藝開始的最初步驟之一是加一個(gè)低功率的射頻信號(hào)，在腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體從而產(chǎn)生電回路，然后給埋在靜電夾盤陶瓷層內(nèi)的電極205加一個(gè)足夠大的直流高壓，使得靜電夾盤表面和基片W表面有靜電力產(chǎn)生。當(dāng)該靜電力達(dá)到穩(wěn)定后的tl2時(shí)刻，再在基片W背面施加一定壓力的氦氣作為冷卻氣體。氦氣的背壓大小由制程工藝的需求決定，而使基片W吸附于靜電夾盤表面的直