CN105575863A - 等离子体处理装置、基片卸载装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供等离子体处理装置、基片卸载装置及方法，用于降低基片卸载过程中的基片破裂风险。其中的一种实施例的基片卸载装置包括用于承载基片的静电夹盘、设置在基片周边的聚焦环、升举顶针及控制器。基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方。聚焦环内设置有通道。升举顶针包括可升降的第一级顶杆，第一级顶杆内设置有可相对于第一级顶杆作升降运动的第二级顶杆。聚焦环内的通道容许第二级顶杆通过，但不容许第一级顶杆通过。控制器用于控制第一级顶杆接触并抬升聚焦环，进而抬升所述基片，实现基片与静电夹盘的脱离；也用于控制第二级顶杆相对于第一级顶杆的上升运动，以使得第二级顶杆穿过通道而作用在基片上并抬升基片，实现聚焦环与基片的分离。

Description

等离子体处理装置、基片卸载装置及方法

技术领域

本发明涉及用于半导体制作的等离子处理装置，如等离子体刻蚀装置、等离子体沉积装置、等离子体灰化装置等，尤其涉及应用在上述处理装置中的基片卸载装置，用来减少甚至是避免基片卸载过程中所发生的基片破损现象。这里所说的“基片”应作广义的理解，包括任何适合置于上述处理装置中进行等离子体处理的物，以及已于上述处理装置中完成等离子体处理而需要自该处理装置移出的物，比如，生产集成电路所常用的载体：晶圆(wafer)，玻璃基板等。

背景技术

在半导体制造领域中，半导体基片需要在半导体处理系统中，例如等离子体刻蚀机台或等离子体化学气相沉积机台，经过一系列的工序处理而形成预定的结构。为了满足工艺要求，不仅需要对工序处理过程进行严格地控制，还会涉及到半导体基片的装载和去夹持(或称卸载)。半导体基片的装载和去夹持是半导体基片处理的关键步骤。

在等离子体处理装置中，通常采用升举顶针(liftpin)将基片自基片放置台(通常为静电夹盘)去夹持。但上述去夹持机制有可能对基片造成不可逆转的损坏。这是因为，基片是由等离子体来加工完成的，在基片加工完成后在所述基片上尤其在基片的底面上还会存在电荷。现有技术已揭示了对基片上的电荷进行放电的程序，并且在理想状态下，对基片进行放电程序以后就可以对基片进行去夹持。然而，随着机构老化，对基片进行放电程序后基片上仍有可能存在残余电荷。

所述残余电荷导致基片和静电夹盘之间产生一个向下的吸力而将所述基片吸至静电夹盘上。由于升举顶针的个数有限，其并不能均匀作用于整个基片背面。因此，在基片的某些没有升举顶针接触的部位，向下的吸力大于升举顶针向上的推力，而在基片的其他部位由于升举顶针的直接接触，升举顶针向上的推力大于向下的吸力，所述硅片会由于在局部扭曲受力而导致破损。并且，由于升举顶针的推力是一个瞬时的力，其突然作用于基片有可能会导致基片突然弹离开静电夹盘，这有可能导致基片受到所述弹力的损坏。进一步地，由于等离子体处理系统的空间受限，上述去夹持机制仅采取有限个升举顶针，在实际应用中所述有限个升举顶针中的一个或多个可能由于机构老化而抬起不完全或延迟甚至不能抬起，其可能进一步地导致基片的倾斜或抬起不完全，从而导致基片和等离子体处理基片接触而造成损坏。

因此，业内需要一种能够将基片可靠并稳定地从静电夹盘去夹持的去夹持机制，本发明正是基于此提出的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，其上表面设置有用于支撑基片中央区域的凸出部以及环绕所述凸出部的凹陷区域；

聚焦环，设置在所述凹陷区域内，用于改善等离子体处理装置内的等离子体分布，包括邻近所述凸出部的第一部分以及远离所述凸出部的第二部分，所述第一部分的上表面不高于所述凸出部的上表面，以便于使得基片的边缘区域设置于所述第一部分的上方，所述第二部分的上表面高于所述凸出部的上表面，以限位基片于所述凸出部与所述第一部分；

控制器，用于控制所述聚焦环的升降运动，在卸载基片时，所述控制器控制所述聚焦环向上抬升，所述聚焦环的抬升迫使基片的下表面脱离所述静电夹盘。

可选的，所述静电夹盘内设置有通道；至少一升举顶针设置在所述通道内；

在所述控制器的控制下，所述升举顶针透过所述通道抬升或下降所述聚焦环，从而所述控制器实现对所述聚焦环升降运动的控制。

可选的，所述聚焦环的第一部分与第二部分之与基片接触的表面共同限定了一基片容置空间，所述基片容置空间的设置足以使得，在脱离所述静电夹盘后并被进一步抬升的过程中，基片仍能被稳定保持在所述基片容置空间内。

可选的，所述第二部分之与基片接触的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空间的顶部宽度大于底部宽度。

可选的，还包括：

分离装置，用于在基片的下表面脱离所述静电夹盘后，进一步分离聚焦环与基片；

传送臂，用于在聚焦环与基片分离后，将基片移出。

可选的，所述分离装置可在所述控制器的控制下作升降运动，所述传送臂可在所述控制器的控制下作直线水平运动。

可选的，所述静电夹盘内设置有第二通道；所述分离装置包括设置在所述第二通道内的第二升举顶针；

在所述控制器的控制下，所述第二升举顶针透过所述第二通道作用在基片的下表面，并通过抬升基片以实现聚焦环与基片的分离。

可选的，包括一升举顶针，所述升举顶针包括：

可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状；

设置在所述第一级顶杆内的第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动，作为所述的分离装置；

所述聚焦环内设置有通道，所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

所述控制器可用于控制所述第一级顶杆抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也可用于控制所述第二级顶杆的上升，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

可选的，所述第二级顶杆的设置方式满足：在所述第一级顶杆升降时，所述第二级顶杆随之升降。

可选的，所述聚焦环不为完整的环形，即所述聚焦环的环体结构存在缺口；一传送臂可自所述缺口处进入所述聚焦环内，并将基片自聚焦环移出。

可选的，所述聚焦环作为基片转移过程中的载体，随基片一起被移入或移出。

可选的，所述基片的厚度小于等于400微米。

可选的，所述控制器还可用于在基片处理的过程中控制聚焦环的升降。

根据本发明的又一个方面，提供一种用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；所述聚焦环内设置有通道；

升举顶针，包括可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状，所述第一级顶杆内设置有第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动；所述聚焦环内的所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

控制器，用于控制所述第一级顶杆接触并抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述第二级顶杆相对于所述第一级顶杆的上升运动，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

可选的，所述第二级顶杆的设置方式满足：在所述第一级顶杆升降时，所述第二级顶杆随之升降。

可选的，所述静电夹盘内设置有可容许所述升举顶针通过的通道；所述升举顶针的所述第一级顶杆通过所述静电夹盘的所述通道抬升所述聚焦环。

可选的，所述聚焦环包括第一部分以及比所述第一部分更远离基片中心的第二部分；所述基片的边缘部分延伸至所述第一部分的上方，并被所述第二部分所限位，以防止所述基片滑出所述聚焦环；所述聚焦环的第一部分与第二部分之与基片接触的表面共同限定了一基片容置空间，所述基片容置空间的设置足以使得，在脱离所述静电夹盘后并被进一步抬升的过程中，基片仍能被稳定保持在所述基片容置空间内。

可选的，所述第二部分之与基片接触的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空间的顶部宽度大于底部宽度。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；

第一升举顶针；

第二升举顶针；

控制器，用于控制所述第一升举顶针接触并抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述第二升举顶针接触并抬升所述基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

可选的，所述静电夹盘内设置有可容许所述第一升举顶针通过的第一通道以及可容许所述第二升举顶针通过的第二通道；所述第一升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第一通道抬升所述聚焦环；所述第二升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第二通道抬升所述基片。

根据本发明的再一个方面，提供一种用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；

可升降的升举顶针，用于抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；

传送臂，用于将基片移出所述等离子体处理装置；

控制器，用于控制所述升举顶针抬升所述聚焦环，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述传送臂在基片与静电夹盘脱离后将所述聚焦环连同其上的基片一起移出所述等离子体处理装置。

可选的，所述聚焦环作为传送基片的载体，在装载基片的过程中，被所述传送臂连同基片一起传入所述等离子体处理装置。

根据本发明的一个方面，提供一种等离子体处理装置，包括如上面所述的基片卸载装置。

根据本发明的另一个方面，提供一种等离子体处理装置的基片卸载方法，所述等离子体处理装置包括反应腔室，所述反应腔室内设置有用于承载基片的静电夹盘、设置在静电夹盘周边的聚焦环，所述基片的边缘部分延伸至所述聚焦环的上方；所述基片卸载方法包括：

抬升所述聚焦环，带动所述聚焦环上方的所述基片一起上升，从而使所述基片脱离所述静电夹盘；

抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止，从而将所述基片自所述静电夹盘分离；

将所述基片移出所述等离子体处理装置的反应腔室。

可选的，所述反应腔室内还设置有第一升举顶针与第二升举顶针，所述所述静电夹盘内设置有可容许所述第一升举顶针通过的第一通道以及可容许所述第二升举顶针通过的第二通道；

所述抬升所述聚焦环的步骤包括：所述第一升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第一通道抬升所述聚焦环；

所述抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止的步骤包括：所述第二升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第二通道抬升所述基片。

可选的，所述聚焦环内设置有通道，所述反应腔室内还设置有升举顶针，所述升举顶针包括可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状，所述第一级顶杆内设置有第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动；所述聚焦环内的所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

所述抬升所述聚焦环的步骤包括：控制所述第一级顶杆上升，所述第一级顶杆抬升所述聚焦环；

所述抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止的步骤包括：控制所述第一级顶杆静止，并控制所述第二级顶杆相对于所述第一级顶杆做上升运动，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片。

可选的，所述静电夹盘内设置有可容许所述升举顶针通过的通道；所述升举顶针的所述第一级顶杆通过所述静电夹盘的所述通道抬升所述聚焦环。

根据本发明的又一个方面，提供一种等离子体处理装置的基片卸载方法，所述等离子体处理装置包括反应腔室，所述反应腔室内设置有用于承载基片的静电夹盘、设置在静电夹盘周边的聚焦环，所述基片的边缘部分延伸至所述聚焦环的上方；所述基片卸载方法包括：

抬升所述聚焦环，带动所述聚焦环上方的所述基片上升，从而使所述基片脱离所述静电夹盘；

将所述聚焦环连同其上的基片一起移出所述等离子体处理装置的反应腔室。

可选的，所述聚焦环作为传送基片的载体，在装载基片的过程中，被所述传送臂连同基片一起传入所述等离子体处理装置的反应腔室。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的基片卸载装置的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3示出了图1中聚焦环与静电夹盘的一种变更实施方式；

图4是根据本发明一个实施例的基片卸载方法的主要流程示意图；

图5至图6示出了图1所示卸载装置卸载基片的过程；

图7是基片卸载装置的又一种实施例的结构示意图；

图8是基片卸载装置的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明等离子体处理装置及其基片卸载装置进行说明。需强调的是，这里仅是示例型的阐述，不排除有其它利用本发明的实施方式。

图1是根据本发明一个实施例的基片卸载装置的结构示意图，所述基片卸载装置通常设置在一等离子体处理装置的一反应腔室内，所述反应腔室通常由顶壁、底壁及侧壁围成，并可被抽真空。图2是图1的局部放大图。如图1与图2，基片卸载装置100包括静电夹盘2、聚焦环4以及控制器6等。

静电夹盘2的内部嵌设有静电电极2c。基片9被放置在静电夹盘2上后，可施加一直流电压至该静电电极2c，以在该静电电极2c与基片9间产生一吸附力，从而将基片9稳定地固定在静电夹盘2上。之后，基片9可在静电夹盘2上被进行处理，如等离子刻蚀、沉积等。

静电夹盘2的内部还设有射频电极2r。在处理过程中，该射频电极2r可被施加一射频功率，以对静电夹盘2上方的等离子体的分布和/或能量进行控制。

静电夹盘2的上表面设置有凸出部21以及环绕凸出部21设置的凹陷区域23。在处理过程中，基片9的中央区域92被凸出部21所支撑，基片9的边缘区域94延伸至凹陷区域23的上方。在本实施例中，静电夹盘可为圆柱形，对应的，凸出部21、凹陷区域23的上表面分别可为圆形、圆环形。

聚焦环4设置在凹陷区域23内，用于改善基片9边缘处的等离子体分布，包括邻近凸出部21的第一部分41以及远离凸出部21的第二部分43，所述第一部分41的上表面不高于所述凸出部21的上表面，以便于使得基片9的边缘区域94设置于所述第一部分41的上方，所述第二部分43的上表面431高于所述凸出部21的上表面，以限位基片9于所述凸出部21与所述第一部分41。

控制器6用于控制所述聚焦环4的升降运动。所述控制器6可以是对整个加工进程进行控制的中央控制单元，也可以是单独设置的、专用于基片装载卸载控制的子控制单元。在卸载基片9时，通常可先施加一反向静电电压至该静电电极2c，以消除基片9与静电夹盘2间的吸附力。而后，所述控制器6可控制所述聚焦环4向上抬升，所述聚焦环4的抬升可迫使基片9的下表面脱离所述静电夹盘2。由于基片9与聚焦环4之间是面接触，而非点接触，因而使基片9抬升以脱离静电夹盘2所需要的力会分散作用在基片9的整个接触面，有效避免了该抬升力集中于基片9上的极个别点而导致该些点受力过于集中的现象。因此，即便由于电荷残留而导致基片9下表面脱离于静电夹盘2上表面需要较大的力，但由于该较大的力被均匀分散于基片9的整个边缘部分，因而不会导致基片9由此而受损。

在本实施例中，控制器6通过控制升举顶针(liftpin)5的升降来实现对聚焦环4升降运动的控制。如图1与图2所示，静电夹盘2内设置有通道25；升举顶针5设置在所述通道25内，并通过一动力装置7与所述控制器6相连。所述动力装置7可包括用于将电能转化为旋转动能的电机，以及将该电机的旋转运动转化为升举顶针5的直线运动(即升降运动)的传动部件等。在所述控制器6发出上升指令时，所述升举顶针5可透过所述通道25接触所述聚焦环4的下表面并抬升所述聚焦环4。

所述升举顶针5的数量可以为多个，并呈均匀排布。在本实施例中，具有三个升举顶针5，并且它们通过一个基架50连接在一起。

在升降操作过程中，尽管可能会出现各个升举顶针5之间升降速度与升降高度的不一致。但是，由于升举顶针5在升举聚焦环4与基片9的过程中，是直接作用在聚焦环4而不直接作用于基片9，因而聚焦环4可在多个升举顶针5与基片9之间起到过渡缓冲的作用，有利于调整各个升举顶针5之间升降高度的不一致性，以及升降速度的不一致性。加之聚焦环4本身具有较好的刚度强度，不容易变形，因此可有效避免基片9的变形扭曲，以及由该扭曲变形而导致的破裂。

图3示出了一个变更实施方式，在该实施例中，静电夹盘2内无需设置供升举顶针5通过的通道。如图3所示，安装完成后的聚焦环4的边缘部分在水平方向上超出了静电夹盘2而导致其下表面暴露，设置在静电夹盘2外的升举顶针5抵压于该暴露的下表面，进而可带动聚焦环4作升降运动。

继续参照图1与图2，所述聚焦环4的第一部分41与第二部分43之与基片9接触(包括相邻)的表面共同限定了一基片容置空间49，所述基片容置空间49的设置足以使得，在脱离所述静电夹盘2后并被进一步抬升的过程中，基片9仍能被稳定保持在所述基片容置空间49内。进一步地，所述第二部分43之与基片9接触(包括相邻)的表面包括一斜面439，以使得所述基片容置空间49的顶部宽度大于底部宽度。该斜面439的倾斜角度的设置可用于改善基片9边缘处处理气体的流动状况。比如，当需要处理气体在基片9边缘处多做停留时，可将该倾斜角设置得陡峭些(即接近直角)；当需要处理气体快速通过基片9边缘处时，可将该倾斜角设置得平坦些(即接近零度角)。

在基片9脱离静电夹盘2后，为进一步将基片9移出反应腔室，基片卸载装置100还可包括分离装置与传送臂。其中，分离装置用于在基片9的下表面脱离所述静电夹盘2后，进一步分离聚焦环4与基片9；传送臂用于在聚焦环4与基片9分离后，将基片9移出。进一步地，所述分离装置可在所述控制器6的控制下作升降运动以带动基片9在竖直方向上与聚焦环4分离。所述传送臂可在所述控制器6的控制下作直线水平运动，以在基片9与聚焦环4分离后，移至基片9下方并取得该基片9；之后，携带该基片9移出反应腔。

图1与图2中示出了上述分离装置的一种具体实施方式。参照图1与图2，升举顶针5包括两级升降结构。其中，第一级升降结构为可升降(这里的升降包括通过伸缩方式实现的升降〈比如，折叠伞〉，也包括只是通过位移移动所实现的升降〈比如，筒式电梯(elevator)〉)的第一级顶杆52，并且所述第一级顶杆52呈筒状。第二级升降结构为设置在所述第一级顶杆52内的第二级顶杆54，所述第二级顶杆54可相对于所述第一级顶杆52作升降运动。其中的第二级顶杆54可看作是前面所述的分离装置。

对应的，所述聚焦环4内设置有通道45。所述通道45容许所述第二级顶杆54通过从而使其可接触到聚焦环4上方的基片9，但不容许所述第一级顶杆52通过(可通过宽度的设置来实现，比如，使所述通道45的宽度尺寸大于所述第二级顶杆54的横向尺寸，而小于所述第一级顶杆52的横向尺寸)。这样，在第一级顶杆52上升的过程中，第一级顶杆52会卡在通道45处无法通过，从而不得不带动聚焦环4一起上升(用以实现基片9与静电夹盘2的脱离)；而在第二级顶杆54上升的过程中，第二级顶杆54却可通过通道45从而接触到并抬升基片9，并且在此过程中，第二级顶杆54不会带动所述聚焦环4，从而实现基片9与聚焦环4的分离。

在本实施例中，通道45包括上端窄下端宽的两段。其中，该下端的宽度可容许第一级顶杆52进入；该上端的宽度仅能容许第二级顶杆54通过，起到阻拦第一级顶杆52的作用。该两段式的通孔结构可方便升举顶针5相对静电夹盘2的对位及对中。

进一步地，所述第二级顶杆54的设置方式可满足：在所述第一级顶杆52升降时，所述第二级顶杆54随之升降。当然，不如此亦可行，只是两者的控制方式稍有差异而已。

图4示出了基片卸载方法的主要流程，本说明书中记载的所有基片卸载装置均可依该方法进行卸载操作。需要卸载基片时，可首先施加一反向电压至静电电极，以消除基片与静电夹盘之间的静电荷，进而消除两者间的静电吸力(步骤S61)。之后，抬升聚焦环从而带动聚焦环上方的基片上升(步骤S63)。在此过程中，该升举力克服聚焦环与基片的重力以及残存电荷的吸附力。随后，传送臂将基片或者基片连同聚焦环移出所在的反应腔(步骤S65)。

图5至图6示出了如图1至图2所示的卸载装置卸载基片的过程。首先，如图5所示，第一级顶杆52做上升移动，带动升举顶针5的整个上端上升，从而将聚焦环4以及聚焦环4内的基片9举起，使得基片9的下表面脱离静电夹盘2。在此过程中，第二级顶杆54只是随第一级顶杆52做上升运动，并不相对第一级顶杆52上升。而后，如图6所示，第一级顶杆52静止，第二级顶杆54做上升运动，从而抬升基片9。在这个过程中，聚焦环4保持静止，因而基片9已与聚焦环4分离，并且两者在竖直方向上产生空隙。随后，传送臂8就可藉该空隙移动至基片9下方而实现对基片9的抓取。而后，传送臂8就可将基片9传送出。

图7是根据本发明的基片卸载装置的另一种实施例，其给出了另一种用于进一步分离聚焦环与基片的分离装置；除此之外的结构可均与前面实施例相同，这里不予赘述。如图7所示，基片卸载装置200具有两个(更确切地讲，是两组)不同的升举顶针。其中，第一升举顶针5a设置于聚焦环4正下方，第二升举顶针5b设置于静电夹盘2的凸出部21区域。对应的，静电夹盘2内设置有第一通道25a与第二通道25b，以分别容许第一、二升举顶针5a、5b通过静电夹盘2。所述第一升举顶针5a与所述第二升举顶针5b的升降运动皆由控制器6控制。

需要卸载基片时，控制器6可先控制所述第一升举顶针5a上升，在上升过程中，所述第一升举顶针5a经由所述第一通道25a而接触静电夹盘2上方的聚焦环4并抬升聚焦环4上升，从而迫使随之运动的基片9脱离静电夹盘2。在聚焦环4与基片9升至某一高度时停止。而后，控制器6控制所述第二升举顶针5b作上升运动，在上升过程中，所述第二升举顶针5b经由所述第二通道25b而接触基片9的下表面并抬升基片9上升，从而使得基片9在竖直方向上与聚焦环4分离。随后，由控制器6控制的传送臂(如图6所示)移动至基片9下方并将其移出所在的反应腔。

图8是根据本发明的基片卸载装置的另一种实施例，在该实施例中不设置单独的用于分离聚焦环与基片的分离装置，而是利用已有的结构来实现上述分离；除此之外的结构可均与前面实施例相同，这里不予赘述。如图8所示，聚焦环4’不为完整的环形，即所述聚焦环4’的环体部分存在缺口49’，该缺口49’可容许传送臂8通过。在聚焦环4带动基片9脱离静电夹盘后，在控制器的控制下传送臂8可自所述缺口49’处进入所述聚焦环4’内而取得基片9，随后将基片9移出反应腔。

另外，在其它实施例中，也可干脆不分离聚焦环与基片，而直接利用传送臂将两者的共同体移出反应腔室(即，将聚焦环作为基片转移过程中的载体)。对应的，在装载基片时，利用传送臂将它们的共同体一起移入反应腔。

根据本发明的等离子体处理装置的实施例，可以包括任一个如前面所述的基片卸载装置，从而减少或避免晶片卸载过程中的一些缺陷。这里所称的“等离子体处理装置”，可以包括等离子体刻蚀装置、等离子体沉积装置、等离子体灰化装置等。

说明一点，本说明书中描述的基片卸载装置适用于各种尺寸不同厚度的基片。只是用于厚度小于400微米，尤其是小于100微米的超薄基片(superthinwafer)时，更能体现它的优良效果。另外，基片的所有区域并非厚度均一致；如图1与图2所对应的实施例中，基片9的边缘区域94的厚度远大于中央区域92的厚度。对于这种情形，这里所称的“基片的厚度”指的是基片主体部分(或者说主要区域/主要作为功能区域的部分)的厚度。

在半导体制作设备领域，基片卸载与装载通常采用同一套装置来完成，装载与卸载互为逆向操作。本说明书给出的本发明各个实施例即与此相符。也就是说，本权利要求书及说明书中所说的卸载装置应作广义的理解，既包括纯粹的卸载装置，也包括装载与卸载为一体的装置。

不仅如此，在基片的加工过程中，聚焦环也可在控制器的控制下作升降运动，以调整基片与聚焦环的相对位置，从而改善制作工艺(比如，提高沉积/刻蚀的速度以及均匀性等)。比如，对于沉积工艺，可在加工开始前，先初步调整聚焦环的高度，使聚焦环的上表面(对于图1与图2对应的实施例而言，指的是聚焦环4第二部分43的上表面431；即聚焦环最高处的上表面)与基片的上表面平齐。经一段时间后，基片的上表面会因为新材料的不断累积而上升至一明显高于聚焦环上表面的另一高度。此时，可利用控制器再次调整聚焦环的高度，使得其上表面再次与基片的上表面平齐，以保证后续沉积的质量。在本说明书给出的本发明各个实施例中，由于静电夹盘2上凹陷区域23(可参图1与图2所示)的设置，使得聚焦环在不干扰到基片的情况下也有足够空间进行上述升降。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (29)

1.用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，其上表面设置有用于支撑基片中央区域的凸出部以及环绕所述凸出部的凹陷区域；

聚焦环，设置在所述凹陷区域内，用于改善等离子体处理装置内的等离子体分布，包括邻近所述凸出部的第一部分以及远离所述凸出部的第二部分，所述第一部分的上表面不高于所述凸出部的上表面，以便于使得基片的边缘区域设置于所述第一部分的上方，所述第二部分的上表面高于所述凸出部的上表面，以限位基片于所述凸出部与所述第一部分；

控制器，用于控制所述聚焦环的升降运动，在卸载基片时，所述控制器控制所述聚焦环向上抬升，所述聚焦环的抬升迫使基片的下表面脱离所述静电夹盘。

2.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述静电夹盘内设置有通道；至少一升举顶针设置在所述通道内；

在所述控制器的控制下，所述升举顶针透过所述通道抬升或下降所述聚焦环，从而所述控制器实现对所述聚焦环升降运动的控制。

3.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述聚焦环的第一部分与第二部分之与基片接触的表面共同限定了一基片容置空间，所述基片容置空间的设置足以使得，在脱离所述静电夹盘后并被进一步抬升的过程中，基片仍能被稳定保持在所述基片容置空间内。

4.如权利要求3所述的卸载装置，其中，所述第二部分之与基片接触的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空间的顶部宽度大于底部宽度。

5.如权利要求1所述的卸载装置，还包括：

分离装置，用于在基片的下表面脱离所述静电夹盘后，进一步分离聚焦环与基片；

传送臂，用于在聚焦环与基片分离后，将基片移出。

6.如权利要求5所述的卸载装置，其中，所述分离装置可在所述控制器的控制下作升降运动，所述传送臂可在所述控制器的控制下作直线水平运动。

7.如权利要求5所述的卸载装置，其中，所述静电夹盘内设置有第二通道；所述分离装置包括设置在所述第二通道内的第二升举顶针；

在所述控制器的控制下，所述第二升举顶针透过所述第二通道作用在基片的下表面，并通过抬升基片以实现聚焦环与基片的分离。

8.如权利要求5所述的卸载装置，包括一升举顶针，所述升举顶针包括：

可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状；

设置在所述第一级顶杆内的第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动，作为所述的分离装置；

所述聚焦环内设置有通道，所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

所述控制器可用于控制所述第一级顶杆抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也可用于控制所述第二级顶杆的上升，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

9.如权利要求8所述的卸载装置，其中，所述第二级顶杆的设置方式满足：在所述第一级顶杆升降时，所述第二级顶杆随之升降。

10.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述聚焦环不为完整的环形，即所述聚焦环的环体结构存在缺口；一传送臂可自所述缺口处进入所述聚焦环内，并将基片自聚焦环移出。

11.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述聚焦环作为基片转移过程中的载体，随基片一起被移入或移出。

12.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述基片的厚度小于等于400微米。

13.如权利要求1所述的卸载装置，其中，所述控制器还可用于在基片处理的过程中控制聚焦环的升降。

14.用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；所述聚焦环内设置有通道；

升举顶针，包括可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状，所述第一级顶杆内设置有第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动；所述聚焦环内的所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

控制器，用于控制所述第一级顶杆接触并抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述第二级顶杆相对于所述第一级顶杆的上升运动，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

15.如权利要求14所述的卸载装置，其中，所述第二级顶杆的设置方式满足：在所述第一级顶杆升降时，所述第二级顶杆随之升降。

16.如权利要求14所述的卸载装置，其中，所述静电夹盘内设置有可容许所述升举顶针通过的通道；所述升举顶针的所述第一级顶杆通过所述静电夹盘的所述通道抬升所述聚焦环。

17.如权利要求14所述的卸载装置，其中，所述聚焦环包括第一部分以及比所述第一部分更远离基片中心的第二部分；所述基片的边缘部分延伸至所述第一部分的上方，并被所述第二部分所限位，以防止所述基片滑出所述聚焦环；所述聚焦环的第一部分与第二部分之与基片接触的表面共同限定了一基片容置空间，所述基片容置空间的设置足以使得，在脱离所述静电夹盘后并被进一步抬升的过程中，基片仍能被稳定保持在所述基片容置空间内。

18.如权利要求17所述的卸载装置，其中，所述第二部分之与基片接触的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空间的顶部宽度大于底部宽度。

19.用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；

第一升举顶针；

第二升举顶针；

控制器，用于控制所述第一升举顶针接触并抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述第二升举顶针接触并抬升所述基片，从而实现聚焦环与基片的分离。

20.如权利要求19所述的卸载装置，其中，所述静电夹盘内设置有可容许所述第一升举顶针通过的第一通道以及可容许所述第二升举顶针通过的第二通道；所述第一升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第一通道抬升所述聚焦环；所述第二升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第二通道抬升所述基片。

21.用于等离子体处理装置的基片卸载装置，包括：

静电夹盘，用于承载基片；

聚焦环，设置在基片的周边，所述基片的边缘部分延伸至聚焦环的上方；

可升降的升举顶针，用于抬升所述聚焦环，进而间接抬升所述基片，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；

传送臂，用于将基片移出所述等离子体处理装置；

控制器，用于控制所述升举顶针抬升所述聚焦环，从而实现基片与所述静电夹盘的脱离；也用于控制所述传送臂在基片与静电夹盘脱离后将所述聚焦环连同其上的基片一起移出所述等离子体处理装置。

22.如权利要求21所述的卸载装置，其中，所述聚焦环作为传送基片的载体，在装载基片的过程中，被所述传送臂连同基片一起传入所述等离子体处理装置。

23.等离子体处理装置，包括如权利要求1至22中任一项所述的基片卸载装置。

24.等离子体处理装置的基片卸载方法，所述等离子体处理装置包括反应腔室，所述反应腔室内设置有用于承载基片的静电夹盘、设置在静电夹盘周边的聚焦环，所述基片的边缘部分延伸至所述聚焦环的上方；所述基片卸载方法包括：

抬升所述聚焦环，带动所述聚焦环上方的所述基片一起上升，从而使所述基片脱离所述静电夹盘；

抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止，从而将所述基片自所述静电夹盘分离；

将所述基片移出所述等离子体处理装置的反应腔室。

25.如权利要求24所述的基片卸载方法，其中，所述反应腔室内还设置有第一升举顶针与第二升举顶针，所述所述静电夹盘内设置有可容许所述第一升举顶针通过的第一通道以及可容许所述第二升举顶针通过的第二通道；

所述抬升所述聚焦环的步骤包括：所述第一升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第一通道抬升所述聚焦环；

所述抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止的步骤包括：所述第二升举顶针自下方通过所述静电夹盘的所述第二通道抬升所述基片。

26.如权利要求24所述的基片卸载方法，其中，所述聚焦环内设置有通道，所述反应腔室内还设置有升举顶针，所述升举顶针包括可升降的第一级顶杆，所述第一级顶杆呈筒状，所述第一级顶杆内设置有第二级顶杆，所述第二级顶杆可相对于所述第一级顶杆作升降运动；所述聚焦环内的所述通道容许所述第二级顶杆通过，但不容许所述第一级顶杆通过；

所述抬升所述聚焦环的步骤包括：控制所述第一级顶杆上升，所述第一级顶杆抬升所述聚焦环；

所述抬升所述基片，而保持所述静电夹盘静止的步骤包括：控制所述第一级顶杆静止，并控制所述第二级顶杆相对于所述第一级顶杆做上升运动，以使得所述第二级顶杆穿过所述通道而作用在基片上并抬升基片。

27.如权利要求26所述的卸载装置，其中，所述静电夹盘内设置有可容许所述升举顶针通过的通道；所述升举顶针的所述第一级顶杆通过所述静电夹盘的所述通道抬升所述聚焦环。

28.等离子体处理装置的基片卸载方法，所述等离子体处理装置包括反应腔室，所述反应腔室内设置有用于承载基片的静电夹盘、设置在静电夹盘周边的聚焦环，所述基片的边缘部分延伸至所述聚焦环的上方；所述基片卸载方法包括：

抬升所述聚焦环，带动所述聚焦环上方的所述基片上升，从而使所述基片脱离所述静电夹盘；

将所述聚焦环连同其上的基片一起移出所述等离子体处理装置的反应腔室。

29.如权利要求28所述的基片卸载方法，其中，所述聚焦环作为传送基片的载体，在装载基片的过程中，被所述传送臂连同基片一起传入所述等离子体处理装置的反应腔室。