CN104733344A - 一种边沿保护装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种边沿保护装置及等离子体加工设备。边沿保护装置包括保护环，在被加工工件被置于反应腔室内进行工艺时，保护环置于反应腔室内的被加工工件上方，用以遮盖所述被加工工件上表面的边缘区域。本发明提供的边沿保护装置，其保护环在工艺过程中被置于被加工工件的上方，遮盖被加工工件上表面的边缘区域，使该边缘区域不发生工艺反应，从而使被加工工件的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，保证了被加工工件的结构强度，使被加工工件不易破碎。

Description

一种边沿保护装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种边沿保护装置及等离子体加工设备。

背景技术

在等离子体加工设备进行刻蚀工艺的过程中，需要在被加工工件表面涂覆一层光刻胶，通过对光刻胶进行选择性的曝光，使部分光刻胶材料发生光化学转变来转印投影掩膜板的图形，并使部分光刻胶可溶于显影液而在其后的步骤中被溶解掉，从而使该部位的被加工工件暴露出来，进而在刻蚀工艺过程中对该部位的被加工工件进行刻蚀。

在上述工艺中，如图1所示，向被加工工件1上涂覆光刻胶时一般在被加工工件的边缘处2留有一定的空隙，该空隙一般为1-3mm，用以防止光刻胶沿被加工工件1的边缘处2流入到反应腔室中，污染反应腔室。但在实际应用中，上述涂覆光刻胶的工艺不可避免地存在下述问题，即：

由于被加工工件1的边缘处2没有被涂覆光刻胶，使得该部位的被加工工件会在刻蚀工艺过程中被刻蚀，尤其是在深硅刻蚀工艺中，在被加工工件1的边缘处2，其厚度的一半或更多被刻蚀掉，这样导致被加工工件1的结构强度减弱，易于破碎，从而使被加工工件1的良品率降低，并且，被加工工件1破碎在反应腔室中的碎片还会污染反应腔室。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种边沿保护装置及等离子体加工设备，其在工艺过程中遮盖被加工工件的上表面的边缘区域，阻止该边缘区域发生工艺反应，使被加工工件的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，从而保证了被加工工件的结构强度，使被加工工件不易破碎。

为实现本发明的目的而提供一种边沿保护装置，其包括保护环，在被加工工件被置于反应腔室内进行工艺时，所述保护环置于所述反应腔室内的被加工工件上方，用以遮盖所述被加工工件上表面的边缘区域。

其中，所述保护环的内径小于被加工工件的直径，所述保护环的外径大于被加工工件的直径。

其中，所述保护环的内径比被加工工件的直径小2-6mm。

其中，所述保护环下表面的外侧设有环形凸部，所述环形凸部的内径大于被加工工件的直径。

其中，所述环形凸部的底部与所述保护环上表面之间的厚度为2mm，所述保护环内侧的厚度为0.5-2mm。

其中，在被加工工件被置于反应腔室内进行工艺时，所述保护环置于所述反应腔室内的被加工工件上方，且所述保护环与被加工工件的上表面之间具有间隙。

其中，所述保护环与被加工工件的上表面之间的间隙的高度≤0.2mm。

其中，所述保护环由非金属材料制成。

其中，所述保护环由陶瓷或石英制成。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室、传输腔室及边沿保护装置，其中，所述边沿保护装置采用了本发明提供的上述边沿保护装置。

其中，所述等离子体加工设备还包括保护腔室，在对所述被加工工件进行工艺之前和之后，所述边沿保护装置的保护环置于所述保护腔室内。

其中，在对所述被加工工件进行工艺之前和之后，所述保护环置于所述反应腔室或传输腔室内。

其中，所述反应腔室内设置有卡盘，用以在所述被加工工件进行工艺时承载所述被加工工件。

其中，所述反应腔室内设有承载装置，所述承载装置环绕所述卡盘，其用于承载所述保护环。

其中，所述被加工工件进行工艺时，所述保护环的环形凸部置于所述承载装置上，并使所述被加工工件的上表面与所述保护环之间具有间隙。

其中，所述被加工工件的上表面与所述保护环之间的间隙的高度≤0.2mm。

其中，所述承载装置上设有定位件，所述定位件环绕所述卡盘，并且所述定位件上表面的内侧设有环形凹部，且所述环形凹部的外径大于所述被加工工件的直径，用以对被加工工件进行定位，并限制所述被加工工件与所述卡盘之间的相对运动；所述定位件的外周壁与所述保护环的环形凸部的内周壁相配合，用以对所述保护环进行定位，并限制其与所述承载装置之间的相对运动。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的边沿保护装置，其保护环在工艺过程中被置于被加工工件的上方，遮盖被加工工件上表面的边缘区域，使该边缘区域不发生工艺反应，从而使被加工工件的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，保证了被加工工件的结构强度，使被加工工件不易破碎。

本发明提供的等离子体加工设备，其采用本发明提供的边沿保护装置，使被加工工件上表面的边缘区域在工艺过程中被保护环遮盖，而不会与反应腔室内的工艺气体发生反应，从而使被加工工件的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，保证了被加工工件的结构强度，使被加工工件不易破碎。

附图说明

图1为被加工工件的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的边沿保护装置的示意图；

图3为保护环置于被加工工件上方的示意图；

图4为保护环位于反应腔室内部的被加工工件上方时的示意图；

图5为本发明的实施例提供的等离子体加工设备的保护腔室的结构示意图；以及

图6为本发明的实施例提供的等离子体加工设备的反应腔室的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的边沿保护装置及等离子体加工设备进行详细描述。

请参看图2，图2为本发明的实施例提供的边沿保护装置的示意图。边沿保护装置包括保护环10，在被加工工件13被置于反应腔室内进行工艺时，保护环10置于反应腔室内的被加工工件13的上方，用以遮盖被加工工件13上表面的边缘区域；从而使被加工工件13上表面的边缘区域在工艺过程中不与反应腔室内的工艺气体发生反应，保证该区域的被加工工件13的厚度不会变薄，使被加工工件13具有较好的结构强度。在本实施例中，保护环10由非金属材料制成，以使其不与反应腔室内的工艺气体发生反应，产生新的物质，对反应腔室造成污染；具体地，保护环10由陶瓷或石英材料制成。

具体地，请参看图3，保护环10的内径D1小于被加工工件13的直径D3，保护环10的外径D2大于被加工工件13的直径D3，以使保护环10置于被加工工件13上方时，保护环10可以遮盖被加工工件13的上表面的边缘区域。在本实施例中，为使保护环10遮盖的被加工工件13的边缘区域的范围较为合适，设置保护环10的内径D1比被加工工件13的直径D3小2-6mm，从而在工艺过程中，使保护环10遮盖的被加工工件13的边缘区域的范围为处于被加工工件13边缘区域的1-3mm。在实际应用中，保护环10保护该范围内的被加工工件13，使其不与反应腔室内的工艺气体发生反应，保证其厚度不会变薄，从而使被加工工件13具有较好的结构强度；同时该范围也不会遮盖住应与工艺气体发生反应的其他区域，不会影响被加工工件13的工艺效果。

继续参看图2，在本实施例中，保护环10下表面的外侧设有环形凸部15，且该环形凸部15的内径大于被加工工件13的直径。显然，保护环10内侧的厚度小于环形凸部15的底部与保护环10上表面之间的厚度；在本实施例中，优选地，保护环10的厚度为2mm，保护环10上表面与环形凸部15之间的距离为0.5-2mm，优选为1mm。

在实际应用中，上述环形凸部15可以在保护环10置于被加工工件13上方时，使被加工工件13处于保护环10的内侧，这样就使得被加工工件13上表面与保护环10上表面之间的距离较小，进而在工艺过程中，可以减少保护环10对被加工工件13表面的气流场及等离子体场的影响，使被加工工件13表面具有均匀的气流场和等离子体场，从而使被加工工件13可以在工艺过程中获得更好的工艺效果。

同时，在实际应用中，为防止被加工工件13因承载位于其上方的保护环10而产生形变，甚至破碎，保护环10的厚度被要求设计的比较薄，以减小其重量，但这样却在一定程度上减小了保护环10的结构强度，使其易于破碎，而在本实施例中，上述环形凸部15使保护环10外侧的部分相对较厚，从而使保护环10整体具有较大的结构强度，可以在一定程度上防止保护环10破碎。

请参看图4，反应腔室内分别设有卡盘12及环绕卡盘12的承载装置14，其分别用于承载被加工工件13和保护环10。在被加工工件13被置于反应腔室内进行工艺时，被加工工件13被置于反应腔室内的卡盘12上，保护环10的环形凸部15置于反应腔室内的承载装置14上，使保护环10置于被加工工件13的上方，并且使保护环10下表面的内侧高于被加工工件13，即保护环10与被加工工件13的上表面之间具有间隙。在本实施例中，保护环10与被加工工件13的上表面之间的间隙的高度≤0.2mm；具体地，以该间隙的高度为0.2mm为例，在此情况下，保护环10不与被加工工件13接触，使被加工工件13不承受保护环10的重力，从而既不影响被加工工件13的工艺效果，也可以遮盖被加工工件13上表面的边缘区域，防止其与反应腔室内的工艺气体发生反应。

综上所述，本发明的实施例提供的边沿保护装置，其保护环10在工艺过程中被置于被加工工件13的上方，遮盖被加工工件13上表面的边缘区域，使该边缘区域不与反应腔室内的工艺气体发生反应，从而使被加工工件13的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，保证了被加工工件13的结构强度，使被加工工件13不易破碎。

作为另一个技术方案，本发明的实施例还提供一种等离子体加工设备，其包括反应腔室、传输腔室、保护腔室11及边沿保护装置，其中，边沿保护装置采用了本发明上述实施例提供的边沿保护装置。

请参看图5，在本实施例中，在对被加工工件13进行工艺之前和之后，保护环10被置于保护腔室11内。具体地，保护环10可以在被加工工件13被传输至反应腔室内部前被置于保护腔室11内，在被加工工件13被传输向反应腔室内部的过程中或在被加工工件13被传输至反应腔室内部后，被置于被加工工件13的上方，并在工艺过程完成后，被传输回所述保护腔室11内部。

请参看图6，反应腔室内部设有卡盘12、承载装置14及定位件16；其中，卡盘12用以在被加工工件13进行工艺时承载被加工工件13；承载装置14环绕卡盘12，其用于承载保护环10。具体地，在被加工工件13进行工艺时，保护环10的环形凸部15置于承载装置14上，并使保护环10下表面的内侧高于被加工工件13，即被加工工件13的上表面与保护环10之间具有间隙。在本实施例中，保护环10与被加工工件13的上表面之间的间隙的高度≤0.2mm；具体地，以该间隙的高度为0.2mm为例，在此情况下，保护环10不与被加工工件13接触，使被加工工件13不承受保护环10的重力，从而既不影响被加工工件13的工艺效果，也可以遮盖被加工工件13上表面的边缘区域，防止其与反应腔室内的工艺气体发生反应。

继续参看图6，定位件16设置于承载装置14上，且其环绕卡盘12；并且，定位件16上表面的内侧设有环形凹部，且该环形凹部的外径大于所述被加工工件13的直径，从而使被加工工件13置于卡盘12上的指定位置后，使被加工工件13位于该环形凹部内，这使得定位件16可以对被加工工件13进行定位，并限制被加工工件13与卡盘12之间的相对运动；同时，定位件16的外周壁与保护环10的环形凸部15的内周壁相配合，可以对保护环10进行定位，并限制其与承载装置14之间的相对运动。

需要说明的是，在本实施例中，保护环10置于保护腔室11内，但本发明并不限于此，在实际应用中，等离子体加工设备还可以不包括保护腔室11，在对被加工工件13进行工艺之前和之后，将保护环10设置于反应腔室或传输腔室内。具体地，保护环10可以在被加工工件13被传输至反应腔室内部前被置于反应腔室中或传输腔室中；在被加工工件13被传输向反应腔室内部的过程中或在被加工工件13被传输至反应腔室内部后，被置于被加工工件13的上方；并且在工艺过程完成后，被传输回反应腔室或传输腔室内。

本发明的实施例提供的等离子体加工设备，其采用本发明上述实施例提供的边沿保护装置，使被加工工件上表面的边缘区域在工艺过程中被保护环遮盖，而不会发生工艺反应，从而使被加工工件的边缘区域的厚度不会在工艺过程中减小，保证了被加工工件的结构强度，使被加工工件不易破碎。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种边沿保护装置，其特征在于，所述边沿保护装置包括保护环，在被加工工件被置于反应腔室内进行工艺时，所述保护环置于所述反应腔室内的被加工工件上方，用以遮盖所述被加工工件上表面的边缘区域。

2.根据权利要求1所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环的内径小于被加工工件的直径，所述保护环的外径大于被加工工件的直径。

3.根据权利要求2所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环的内径比被加工工件的直径小2-6mm。

4.根据权利要求1所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环下表面的外侧设有环形凸部，所述环形凸部的内径大于被加工工件的直径。

5.根据权利要求4所述的边沿保护装置，其特征在于，所述环形凸部的底部与所述保护环上表面之间的厚度为2mm，所述保护环内侧的厚度为0.5-2mm。

6.根据权利要求1所述的边沿保护装置，其特征在于，在被加工工件被置于反应腔室内进行工艺时，所述保护环置于所述反应腔室内的被加工工件上方，且所述保护环与被加工工件的上表面之间具有间隙。

7.根据权利要求6所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环与被加工工件的上表面之间的间隙的高度≤0.2mm。

8.根据权利要求1所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环由非金属材料制成。

9.根据权利要求8所述的边沿保护装置，其特征在于，所述保护环由陶瓷或石英制成。

10.一种等离子体加工设备，其特征在于，其包括反应腔室、传输腔室及边沿保护装置，其中，所述边沿保护装置采用了权利要求1-9任意一项所述的边沿保护装置。

11.根据权利要求10所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述等离子体加工设备还包括保护腔室，在对所述被加工工件进行工艺之前和之后，所述边沿保护装置的保护环置于所述保护腔室内。

12.根据权利要求10所述的等离子体加工设备，其特征在于，在对所述被加工工件进行工艺之前和之后，所述保护环置于所述反应腔室或传输腔室内。

13.根据权利要求10所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述反应腔室内设置有卡盘，用以在所述被加工工件进行工艺时承载所述被加工工件。

14.根据权利要求13所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述反应腔室内设有承载装置，所述承载装置环绕所述卡盘，其用于承载所述保护环。

15.根据权利要求14所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述被加工工件进行工艺时，所述保护环的环形凸部置于所述承载装置上，并使所述被加工工件的上表面与所述保护环之间具有间隙。

16.根据权利要求15所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述被加工工件的上表面与所述保护环之间的间隙的高度≤0.2mm。

17.根据权利要求14所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述承载装置上设有定位件，所述定位件环绕所述卡盘，并且

所述定位件上表面的内侧设有环形凹部，且所述环形凹部的外径大于所述被加工工件的直径，用以对被加工工件进行定位，并限制所述被加工工件与所述卡盘之间的相对运动；

所述定位件的外周壁与所述保护环的环形凸部的内周壁相配合，用以对所述保护环进行定位，并限制其与所述承载装置之间的相对运动。