CN102368467A - 等离子体处理装置及其保护环 - Google Patents

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周俊杰
江瑞星
包中诚
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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置及其保护环，等离子体处理装置包括：处理腔室；置于处理腔室内的适于吸附晶片的静电吸盘；以包围静电吸盘的方式安装在静电吸盘上，并与静电吸盘一起支撑晶片的保护环，保护环呈中空环状。保护环安装在静电吸盘上并与静电吸盘一起支撑待处理晶片，在对晶片进行等离子体处理的过程中能改善晶片背面污染问题，并能增加晶片的加工强度；而且，保护环的尺寸可以根据待处理晶片的直径尺寸进行灵活调节，使在同一个等离子体处理装置中可以对多种规格尺寸的晶片进行等离子体处理。

Description

等离子体处理装置及其保护环
技术领域
本发明涉及一种半导体处理装置，特别是涉及一种等离子体处理装置及其保护环。
背景技术
半导体制造领域中广为人知的等离子体处理装置包括化学气相沉积(CVD)装置、刻蚀装置、灰化装置等等。如图1所示，这些等离子体处理装置包括处理腔室1，处理腔室1内设置有静电吸盘2，静电吸盘2上设有晶片3，即被处理的对象。当需对晶片3进行处理时，静电吸盘2会对晶片3产生吸附力并将晶片3固定在静电吸盘2上。
等离子体处理装置中静电吸盘是按照设备要求设置好的，即通常不会更换等离子体处理装置中的静电吸盘，因此静电吸盘中吸附晶片部分(图1中上半部分)的外径为一定值。然而，晶片的直径尺寸规格有多种，如1英寸、6英寸、8英寸、12英寸等等，因此存在这样的可能：晶片3的直径大于静电吸盘2中吸附晶片部分的外径，晶片3的边缘会暴露于处理腔室1中的等离子体4中。在这种情形下，在对晶片3进行等离子体处理的过程中，由于多种原因，如等离子体4向多个方向运动以致等离子体4会与晶片3外露的背面边缘31相碰并会在晶片的背面边缘31产生沉积物32。沉积物32会在晶片3传输过程中对用于传输的机械手、传输腔室、放置晶片的盒子造成一定的污染。如果不及时清除这些传输装置中的沉积物32，会对后续流程造成污染。因此，有效改善晶片背面的污染成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种等离子体处理装置，当待处理晶片的直径大于静电吸盘中吸附晶片部分的外径时，通过在装置中设置一保护环，可以有效改善晶片在等离子体处理过程中的背面污染问题。
为实现上述目的，本发明提供一种等离子体处理装置，包括：
处理腔室；
置于所述处理腔室内的适于吸附晶片的静电吸盘；
以包围所述静电吸盘的方式安装在所述静电吸盘上，并与所述静电吸盘一起支撑晶片的保护环，所述保护环呈中空环状。
可选的，所述保护环的内侧壁与所述静电吸盘贴合。
可选的，所述保护环的内侧壁与所述静电吸盘之间存在间距。
可选的，所述保护环包括适于组装在一起并适于拆卸分开的两个或两个以上的部分。
同时，本发明还提供一种用于等离子体处理装置中的保护环，所述保护环适于以包围静电吸盘的方式安装在等离子体处理装置中的静电吸盘上，并与所述静电吸盘一起支撑晶片，所述保护环呈中空环状。
可选的，所述保护环包括适于组装在一起并适于拆卸分开的两个或两个以上的部分。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
等离子体处理装置中的保护环安装在静电吸盘上并与静电吸盘一起支撑待处理晶片，在对晶片进行等离子体处理的过程中能改善晶片背面污染问题并能增加晶片的加工强度；而且，保护环的尺寸可以根据待处理晶片的直径尺寸进行灵活调节，使在同一个等离子体处理装置中可以对多种规格尺寸的晶片进行等离子体处理。
附图说明
图1是现有一种等离子体处理装置的结构示意图。
图2是本发明一种等离子体处理装置的实施例中保护环内侧壁与静电吸盘贴合时等离子体处理装置的结构示意图。
图3是图2中保护环由多个部分组成时其结构示意图。
图4是本发明一种等离子体处理装置的实施例中保护环内侧壁与静电吸盘之间存在间距时等离子体处理装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明要解决的问题是：当待处理晶片的直径大于静电吸盘中吸附晶片部分的外径时，通过在装置中设置一保护环，可以有效改善晶片在等离子体处理过程中的背面污染问题。
为解决这个问题，本发明在等离子体处理装置中设置一呈中空环状的保护环，它以包围静电吸盘的方式安装在静电吸盘上并与静电吸盘一起支撑待处理晶片。因此，静电吸盘的背面不会暴露于处理腔室中的等离子体中，从而能改善晶片在等离子体处理过程中晶片背面污染的问题。而且，保护环的尺寸可以根据待处理晶片的直径尺寸进行灵活调节，因此，在同一个等离子体处理装置中可以对多种规格尺寸的晶片进行等离子体处理。
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的可实施方式的一部分，而不是其全部。根据这些实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下可获得的所有其它实施方式，都属于本发明的保护范围。
如图2所示，等离子体处理装置10包括处理腔室11，在处理腔室11中设置有静电吸盘12，静电吸盘12可为现有技术中常见的静电吸盘，如库伦力型静电吸盘、约翰逊·拉别克型静电吸盘。本实施例中以约翰逊·拉别克型静电吸盘为例，它可包括适于吸附待处理晶片13的承载台121、设置在承载台121下方的基台122。承载台121中可包括电介质层、电极(未图示)等。当对电极施加电压时电介质层可以产生电荷并将晶片13固定在承载台121上。基台122中可设置管道(未图示)以便可以通入冷却介质或气体，以对晶片进行温度控制。还可以在基台122下方设置升降结构(未图示)以调整静电吸盘12的位置。
等离子体处理装置10中还包括呈中空环状的保护环14，保护环14以包围静电吸盘12的方式安装在静电吸盘12上并与静电吸盘12一起支撑晶片13。晶片13的背面130与保护环14接触，在对晶片13进行等离子体处理过程中可以阻止等离子体等物质与晶片13的背面130接触从而避免在晶片13的背面130形成沉积物。为了能全面保护晶片13的背面130不受污染，可使保护环14的外径141大于待处理晶片13的直径。
继续参照图2所示，保护环14的内侧壁140可以与静电吸盘12贴合，以增大保护环14与晶片13的接触面积，使在对晶片13进行等离子体处理时可以增加晶片13的加工强度，避免其损坏。当保护环14设置为这种结构时，如图3所示，保护环14可由至少两个部分组成，保护环14的各个部分可以组装在一起并可拆卸分开，以便保护环14可以较为方便的安装在静电吸盘12上并可方便的将其从静电吸盘12中拆卸下来。
当保护环14设置为内侧壁140与静电吸盘12贴合时，这种结构的保护环会存在一些缺点，如不便于安装或保护环的结构复杂。而且，在对晶片13进行等离子体处理时，晶片13的温度会发生变化。静电吸盘12中通常会设有管道以便可以将冷却介质或气体等通入管道中并对晶片13进行温度控制。这时，静电吸盘12只可以对晶片13的中央区域进行温度控制，而不能对晶片13的边缘进行温度控制，因此为了使晶片13的温度较为均匀，同时也需在保护环14中设置管道以便对晶片13的边缘进行温度控制。
为了便于保护环14的安装，如图4所示，保护环14的内侧壁140也可以不与静电吸盘12贴合，即，保护环14的内侧壁140与静电吸盘12之间存在间距。同时，由于晶片13的背面130与保护环14接触，因此保护环14可以阻挡外界热源辐射至晶片13的背面130(如设置在晶片下方的聚焦环会产生大量热量并辐射至晶片边缘背部)，因此可以不必在这种保护环14中设置管道以对晶片13的边缘进行温度控制。
虽然这种保护环14的内侧壁140与静电吸盘12之间存在间距，但它仍可以阻挡等离子体等物质与晶片13的背面130接触从而避免在晶片13的背面130形成沉积物。此时，保护环14的内径即内侧壁140的直径小于待处理晶片13的直径，保护环14的外径141大于待处理晶片13的直径。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
等离子体处理装置中保护环安装在静电吸盘上并与静电吸盘一起支撑待处理晶片，在对晶片进行等离子体处理的过程中能改善晶片背面污染问题，并能增加晶片的加工强度；而且，保护环的尺寸可以根据待处理晶片的直径尺寸进行灵活调节，使在同一个等离子体处理装置中可以对多种规格尺寸的晶片进行等离子体处理。
上述通过实施例的说明，应能使本领域专业技术人员更好地理解本发明，并能够再现和使用本发明。本领域的专业技术人员根据本文中所述的原理可以在不脱离本发明的实质和范围的情况下对上述实施例作各种变更和修改是显而易见的。因此，本发明不应被理解为限制于本文所示的上述实施例，其保护范围应由所附的权利要求书来界定。

Claims (6)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
处理腔室；
置于所述处理腔室内的适于吸附晶片的静电吸盘；
以包围所述静电吸盘的方式安装在所述静电吸盘上并与所述静电吸盘一起支撑晶片的保护环，所述保护环呈中空环状。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述保护环的内侧壁与所述静电吸盘贴合。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述保护环的内侧壁与所述静电吸盘之间存在间距。
4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述保护环包括适于组装在一起并适于拆卸分开的两个或两个以上的部分。
5.一种用于等离子体处理装置中的保护环，其特征在于，所述保护环适于以包围静电吸盘的方式安装在等离子体处理装置中的静电吸盘上并与所述静电吸盘一起支撑晶片，所述保护环呈中空环状。
6.根据权利要求5所述的保护环，其特征在于，所述保护环包括适于组装在一起并适于拆卸分开的两个或两个以上的部分。
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