CN113921365B - 半导体工艺设备及其边缘保护机构 - Google Patents

半导体工艺设备及其边缘保护机构 Download PDF

Info

Publication number
CN113921365B
CN113921365B CN202111154276.1A CN202111154276A CN113921365B CN 113921365 B CN113921365 B CN 113921365B CN 202111154276 A CN202111154276 A CN 202111154276A CN 113921365 B CN113921365 B CN 113921365B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gap
wafer
edge protection
ring
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111154276.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113921365A (zh
Inventor
王德志
陈景春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority to CN202111154276.1A priority Critical patent/CN113921365B/zh
Publication of CN113921365A publication Critical patent/CN113921365A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113921365B publication Critical patent/CN113921365B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32366Localised processing
    • H01J37/32385Treating the edge of the workpieces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • H01J37/32449Gas control, e.g. control of the gas flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642Focus rings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明公开一种半导体工艺设备及其边缘保护机构,涉及半导体工艺设备技术领域。该边缘保护机构包括聚焦环和边缘保护环,聚焦环与边缘保护环叠置设置。聚焦环与边缘保护环之间具有第一间隙。半导体工艺设备包括静电卡盘,静电卡盘用于放置晶圆,聚焦环围绕静电卡盘设置。边缘保护环具有护边部,护边部叠置于晶圆的边缘,且护边部与晶圆之间具有第二间隙。第一间隙具有第一导流段,第一导流段与第二间隙相连,第一导流段具有导向面,该导向面为边缘保护环的底面或聚焦环的顶面的一部分,且导向面沿远离静电卡盘的方向向聚焦环与边缘保护环叠置的方向倾斜。该方案能解决晶圆上的刻蚀形貌容易发生倾斜的问题。

Description

半导体工艺设备及其边缘保护机构
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种半导体工艺设备及其边缘保护机构。
背景技术
晶圆在加工过程中,需要在晶圆上涂抹带有图形的光胶,以通过光胶保护晶圆中无需被刻蚀的部分。但是涂抹于晶圆边缘部分的光胶容易出现翘边。进而需要通过洗边工艺对晶圆边缘的光胶去除,导致晶圆的边缘出现无光胶的情况。
相关技术中,通过增加边缘保护机构,以通过边缘保护机构对晶圆的边缘部分进行遮挡,以达到保护晶圆边缘的目的。但是,相关技术中边缘保护机构会工艺腔室内的电场、流场和温度场畸变,进而造成晶圆上刻蚀孔或刻蚀深槽发生倾斜,降低晶圆的利用率,降低产能。
发明内容
本发明公开一种半导体工艺设备及其边缘保护机构,以解决晶圆上的刻蚀形貌容易发生倾斜的问题。
为了解决上述问题,本发明采用下述技术方案:
本发明实施例公开的用于半导体工艺设备的边缘保护机构,包括聚焦环和边缘保护环,聚焦环与边缘保护环叠置设置,且聚焦环与边缘保护环之间具有第一间隙;
半导体工艺设备包括静电卡盘,静电卡盘用于放置晶圆,聚焦环围绕静电卡盘外周设置;边缘保护环的内侧具有护边部,护边部至少部分叠置于晶圆的边缘,且护边部与晶圆之间具有第二间隙;
第一间隙具有第一导流段,第一导流段与第二间隙相连,且第一导流段中的至少部分的宽度大于第二间隙的宽度,用于调节晶圆边缘处工艺气体的流场;
第一导流段具有导向面,导向面为边缘保护环的底面或聚焦环的顶面的一部分,且导向面沿远离静电卡盘的方向向聚焦环与边缘保护环叠置的方向倾斜。
基于本发明实施例公开的边缘保护机构,本发明还公开了一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备包括本发明实施例所述的边缘保护机构。
半导体工艺设备还包括腔体、静电卡盘、上盖、喷头、栅格和抽气泵,上盖用于盖合腔体,静电卡盘和栅格设置于腔体内,且静电卡盘、栅格、腔体和上盖围合形成反应腔;
喷头用于向反应腔内喷射工艺气体,喷头设置于上盖,且喷头与静电卡盘相对设置;
边缘保护机构设置于静电卡盘,边缘保护机构用于定位放置于静电卡盘的晶圆,并在半导体工艺过程中保护晶圆的边缘。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果:
本发明实施例公开的边缘保护机构中,通过在聚焦环和/或边缘保护环上设置导向面,并利用导向面改变气体在第一间隙和第二间隙流动的阻力,以达到调节半导体工艺设备内工艺气体的流场方向的目的。具体的,在晶圆上的刻蚀形貌向靠近晶圆圆心处偏移的情况下,可以通过设置导向面的倾斜方向和/或倾斜角度,使得气体在第一间隙和第二间隙流动的阻力减小,进而可以减小或消除气流在遇到边缘保护机构后向靠近晶圆圆心处偏移的速度,避免或减小晶圆上刻蚀孔或刻蚀深槽发生倾斜。在晶圆上的刻蚀形貌向远离晶圆圆心处偏移的情况下,可以通过设置导向面的倾斜方向和/或倾斜角度,使得气体在第一间隙和第二间隙流动的阻力增加,进而可以增加气流向靠近晶圆圆心处偏移的速度,避免或减小晶圆上刻蚀孔或刻蚀深槽发生倾斜。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例公开的半导体工艺设备的示意图;
图2为本发明第一种实施例公开的边缘保护机构的示意图;
图3为图2的局部放大图;
图4为本发明第二中实施例公开的边缘保护机构的示意图;
图5为图4的局部放大图;
图6为本发明一种实施例中等离子体的受力分析图;
图7为本发明一种实施例公开的内聚环的剖面示意图。
图中:100-聚焦环;110-定位部;200-边缘保护环;210-护边部;300-第一间隙;310-第一导流段;311-导向面;312-第一倾斜面;320-第二导流段;321-第一平面;322-第二平面;330-第三导流段;331-第三平面;340-第四导流段;400-静电卡盘;500-晶圆;600-第二间隙;700-腔体;800-上盖;900-喷头;1000-栅格;1100-反应腔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下结合图1至图7,详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
参照图1至图5,本申请实施公开的用于半导体工艺设备的边缘保护机构,包括聚焦环100和边缘保护环200,聚焦环100与边缘保护环200叠置设置,且聚焦环100与边缘保护环200之间具有第一间隙300。示例性地,聚焦环100和边缘保护环200为环形。可选的,聚焦环100和边缘保护环200同轴设置,即聚焦环100对应的中心孔的轴线与边缘保护环200对应的中心孔的轴线重合。示例性地,聚焦环100和边缘保护环200在聚焦环100或边缘保护环200的中心孔的轴线方向叠置。
一种可选的实施例中,半导体工艺设备包括静电卡盘400,静电卡盘400用于放置晶圆500。示例性地,静电卡盘400为聚焦环100和/或边缘保护环200提供安装基础。聚焦环100围绕静电卡盘400外周设置。一种可选的实施例中,聚焦环100靠近边缘保护环200的一侧至少部分凸出于静电卡盘400用于放置晶圆500的表面,以使聚焦环100凸出于静电卡盘400中用于放置晶圆500表面的部分可以用于与晶圆500定位配合,以便于准确放置晶圆500。
参照图2至图5,边缘保护环200的内侧具有护边部210,护边部210至少部分叠置于晶圆500的边缘,且护边部210与晶圆500之间具有第二间隙600。第一间隙300具有第一导流段310,第一导流段310与第二间隙600相连,且第一导流段310中的至少部分的宽度大于第二间隙600的宽度,用于调节晶圆500边缘处工艺气体的流场。一种可选的实施例中,护边部210至少部分叠置于晶圆500的边缘远离静电卡盘400的一侧,以使晶圆500远离静电卡盘400的一侧与所述护边部210之间形成第二间隙600。
参照图2至图5,第一导流段310具有导向面311,导向面311为边缘保护环200的底面或聚焦环100的顶面的一部分,且导向面311沿远离静电卡盘400的方向向聚焦环100与边缘保护环200叠置的方向倾斜。
参照图1、图2和图3,导向面311通过向聚焦环100与边缘保护环200叠置的方向倾斜,可以增加或减小气体从第二间隙600进入第一间隙300的流阻,进而可以减小或增加气体沿第二间隙600向第一间隙300流动的速度,进而达到改变晶圆500上刻蚀孔或刻蚀深槽发生倾斜角度的目的。
需要说明的是,边缘保护环200的底面是指边缘保护环200靠近聚焦环100的一侧的表面;聚焦环100的顶面是指聚焦环100靠近边缘保护环200的一侧的表面。第一导流段310的宽度是形成第一导流段310的边缘保护环200的底面或聚焦环100的顶面与导向面311的距离。第二间隙600的宽度是指:边缘保护环200中形成第二间隙600的表面与晶圆500中形成第二间隙600的表面之间的距离。由于导向面311为边缘保护环200的底面或聚焦环100的顶面的一部分,且聚焦环100与边缘保护环200均为环形。故导向面311沿远离静电卡盘400的方向是指:由导向面311的内环侧向导向面311的外环侧的方向。
示例性地,参照图1,半导体工艺设备还包括喷头900。示例性地,气体从喷头900向晶圆500喷射工艺气体,进而使得工艺气体形成的气流冲击于边缘保护机构上。进而在靠近边缘保护机构的气流发生畸变。具体的,部分气流冲击至边缘保护机构的边缘后具有偏向晶圆500中心的速度,进而造成晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向靠近晶圆500中心的方向倾斜,降低晶圆500的利用范围。一种可选的实施例中,导向面311用于降低气流从第二间隙600向第一间隙300流动的阻力,进而使得晶圆500边缘部分的气流向远离晶圆500中心方向的速度增加,或者是,使得晶圆500边缘部分的气流向靠近晶圆500中心方向的速度减小,进而使得晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向靠近晶圆500中心的方向倾斜的角度减小,或者是,避免晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向靠近晶圆500中心的方向倾斜。
需要说明的是,半导体工艺设备还包括射频单元,基于射频单元和静电卡盘400,可以使得半导体工艺设备内形成电场,以通过电场为用于半导体蚀刻的等离子体提供电场力。示例性的,靠近晶圆500边缘位置的等离子体受到的电场力沿聚焦环100和边缘保护环200叠置方向偏向晶圆500中心。图6为等离子体在晶圆500边缘对应区域的受力分析示意图,在分子动力较大的情况下,会导致等离子体受到的作用力的合力偏向远离晶圆500的中心的方向,进而容易造成晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向远离晶圆500的中心的方向倾斜。为此,一种可选的实施例中,可以通过设置导向面311使得气流从第二间隙600向第一间隙300流动的阻力增加,使得等离子体受到的向远离晶圆500中心方向的作用力减小。进而使得晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向远离晶圆500的中心的方向倾斜的角度减小,或者是,避免晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向远离晶圆500的中心的方向倾斜。
参照图2和图3,导向面311为边缘保护环200底面的一部分,且导向面311沿靠近静电卡盘400的方向朝上倾斜。该实施例中,参照图1和图3,该实施例中可以减小气流在第一间隙300和第二间隙600内流动的阻力,进而可以用于改善晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向靠近晶圆500的中心的方向倾斜的半导体设备,以减小或避免半导体设备加工形成的蚀刻深槽或通孔倾斜。具体的,可以通过导向面311消除或减小边缘保护机构对蚀刻深槽或通孔倾斜角度,增加晶圆500的使用面积。
一种可选的实施例中,导向面311靠近护边部210的一侧与护边部210的底面齐平。该实施例中,不仅可以避免或减缓气流在由第二间隙600进入第一导流段310的过程中出现畸变,还可以避免第二间隙600进入第一导流段310连接处受到的阻力增加,有利于减小气流在第一间隙300和第二间隙600内流动的阻力。
参照图3,聚焦环100的顶面低于晶圆500的顶面,聚焦环100的顶面上设置有斜坡状的环形凸起,环形凸起具有第一倾斜面312,第一倾斜面312、导向面311及聚焦环100的顶面配合形成第一导流段310。导向面311的倾斜角为第一倾斜角,第一倾斜面312的倾斜角为第二倾斜角,第一倾斜角小于第二倾斜角。需要说明的是,第一倾斜面312的倾斜角是指:第一倾斜面312沿靠近静电卡盘400的方向朝上倾斜的角度。导向面311的倾斜角是指:导向面311沿靠近静电卡盘400的方向朝上倾斜的角度。需要说明的是,本申请所述的“朝上”是指:半导体设备如图1所述方式放置于水平面的情况下,朝向上方。本申请所述的“朝下”是指:半导体设备如图1所述方式放置于水平面的情况下,朝向下方。
上述实施例中,第一倾斜角小于第二倾斜角,进而使得导向面311与第一倾斜面312之间的间距沿气流方向逐渐增加,即第一导流段310的宽度逐渐增加。进一步地,第一导流段310靠近静电卡盘400的一侧的宽度与第二间隙600的宽度相等,进而使得第一导流段310中的至少部分的宽度大于第二间隙600的宽度。进一步地,第一导流段310中宽度大于第二间隙600的部分使得第一导流段310与第二间隙600之间形成压强差,进而可以利用压强差使得气流从第二间隙600进入第一导流段310的流速增加,进而可以提高等离子体受到的分子动力,使得等离子体的受到的作用力的合力方向向远离晶圆500的中心的方向偏移,进而可以增加半导体边缘保护机构调节蚀孔或刻蚀深槽倾斜角度的范围。
参照图2和图3,一种可选的实施例中,环形凸起不高于晶圆500的顶面,以避免聚焦环100与晶圆500拼接处形成阻碍气流流动的台阶,防止聚焦环100增加气流流动的阻力。进一步地,环形凸起与晶圆500的侧面间隙配合,以便于从静电卡盘400上取放晶圆500。需要说明的是,晶圆500的顶面是指:晶圆500远离静电卡盘400的一侧的表面。第一倾斜面312靠近静电卡盘400一侧不高于晶圆500的顶面是指,半导体工艺设备处理如图1所示的方式放置于水平面的情况下,在竖直方向上,第一倾斜面312的最高点不高于晶圆500的顶面。
参照图2和图3,第一间隙300还包括第二导流段320,第二导流段320与第一导流段310远离第二间隙600的一侧相连。第二导流段320的宽段小于第一导流段310的宽度。
一种可选的实施例中,边缘保护环200的底面具有第一平面321,第一平面321与导向面311中远离静电卡盘400的一侧相连。聚焦环100的顶面具有第二平面322。第二平面322与第一倾斜面312中远离静电卡盘400的一侧相连。示例性地,第一平面321和第二平面322可以平行设置。可选的,在半导体工艺设备如图1所述角度放置于水平面的情况下,第一平面321和第二平面322可以均与水平面平行。第二平面322低于静电卡盘400支撑晶圆500的表面,可以加强气体流场对蚀刻角度的影响。
示例性地,第一间隙300的宽度和第二间隙600的宽度均小于等离子体鞘层厚度的两倍,以防止等离子体穿过。需要说明的是,第一间隙300的宽度是指聚焦环100的顶面与边缘保护环200的底面之间的间距,第二间隙600的宽度是指晶圆500的顶面与边缘保护环200的底面之间的间距。离子体鞘层是指等离子体与器壁或电极接触时,在两者之间形成的过渡区。
示例性地,半导体工艺设备内等离子体鞘层厚度约为1.5mm。一种可选的实施例中,第一间隙300的宽度和第二间隙600的宽度均小于3mm,以避免等离子体进入第一间隙300和第二间隙600,进而达到保护晶圆500边缘的目的。一种可选的实施例中,第二间隙600在聚焦环100与边缘保护环200叠置的方向的尺寸小于3mm。进一步的,第二间隙600在聚焦环100与边缘保护环200叠置的方向的尺寸为0.2mm~0.5mm,以避免等离子体进入第二间隙600内,进而可以达到保护晶圆500边缘的目的。
示例性地,第一导流段310的最大宽度为1mm~3mm。第二导流段320的宽度为0.5mm~1mm。该实施例中,气流在通过第二间隙600和第一间隙300的过程中,先经过间隙减小的区域,然后进入减小较大的区域,最后再经过间隙较小的区域流出聚焦环100与边缘保护环200之间的间隙,进而可以利用压强差提升气流的流速,增加等离子体受到的分子动力。
参照图4和图5,导向面311为聚焦环100顶面的一部分,且导向面311沿靠近静电卡盘400的方向朝下倾斜,边缘保护环200的底面与导向面311配合形成第一导流段310。该实施例中,导向面311可以增加气流在第一间隙300和第二间隙600内流动的阻力,进而可以用于改善晶圆500靠近边缘部分的区域的蚀孔或刻蚀深槽向远离晶圆500的中心的方向倾斜的半导体设备。具体的,可以通过导向面311消除或减小边缘保护机构对蚀刻深槽或通孔倾斜角度,增加晶圆500的使用面积。
一种可选的实施例中,第一间隙300还包括第三导流段330,第三导流段330与第一导流段310远离第二间隙600的一侧相连,聚焦环100的顶面部分向上凸起形成一环形凸台,环形凸台的顶面高于晶圆500的顶面,环形凸台的顶面与边缘保护环200的底面配合形成第三导流段330,第三导流段330的宽度等于第一导流段310的最小宽度。
参照图7,一种可选的实施例中,环形凸台的顶面为第三平面331,第三平面331高于晶圆500远离静电卡盘400的一侧的表面,使得聚焦环100可以用于定位晶圆500,以便于晶圆500精准放置于静电卡盘400。示例性地,第三平面331与晶圆500远离静电卡盘400的一侧的表面在聚焦环100和边缘保护环200叠置方向上的距离为1mm。
一种可选的实施例中,参照图4,第一间隙300还包括第四导流段340,第四导流段340与第三导流段330远离第二间隙600的一侧相连,边缘保护环200的底面与聚焦环100的顶面配合形成第四导流段340,第四导流段340的宽度大于第三导流段330的宽度。第四导流段340的宽度是指边缘保护环200的底面与聚焦环100的顶面之间的间距;第三导流段330的宽度是指环形凸台的顶面与边缘保护环200的底面之间的间距。该实施例中,第四导流段340的宽度大于第三导流段330的宽度,使得第一间隙300和第二间隙600之间形成压强差,进而有利于第二导流段320和第三导流段330内的副产物排除。
参照图4和图5,一种可选的实施例中,环形凸台具有第二倾斜面,第二倾斜面连接环形凸台的顶面与聚焦环100的顶面。示例性地,第二倾斜面沿远离静电卡盘400的方向朝下倾斜,以使第四导流段340与第三导流段330能够平缓过渡,避免第三导流段330与第四导流段340连接处流场突变,保证第一间隙300内气流的平稳性。
一种可选的实施例中,第二间隙600的宽度为1mm~1.5mm,以避免第二间隙600处形成间隙电容影响半导体工艺设备的电磁场。第三导流段330的宽度为0.2mm~0.5mm,以避免聚焦环100与边缘保护环200粘连。一种可选的实施例中,第四导流段340的宽度为1mm~1.5mm,能提高压强差对等离子体流体动力的影响。可选的,第一导流段310的最大宽度为1mm~1.5mm。
参照图3和图4,聚焦环100的内侧设置有定位部110,定位部110为设置于聚焦环100上的环形沉台,晶圆500的边缘放置于环形沉台上。定位部110可以避免聚焦环100与静电卡盘400之间的结构影响半导体工艺设备内的电磁场。示例性地,环形沉台为设置于环形凸台的上的凹陷于聚焦环100顶面的凹陷部。在晶圆500放置于静电卡盘400上的情况下,晶圆500的边缘位于凹陷部,且晶圆500止抵于环形凸台的侧壁上。该实施例中,可以通过环形凸台的侧壁对晶圆500进行定位,提高晶圆500的装配精度,并且,还可以避免聚焦环100与静电卡盘400之间的装配间隙影响晶圆500边缘处工艺气体的流场。
基于本发明实施例公开的边缘保护机构,本发明还公开了一种半导体工艺设备。该半导体工艺设备包括本申请说明书中任意一项实施例所述的边缘保护机构。进一步的,半导体工艺设备还包括腔体700、静电卡盘400、上盖800、喷头900、栅格1000和抽气泵。腔体700为基础结构件,可以为静电卡盘400、上盖800、喷头900、栅格1000和抽气泵提供安装基础。
示例性地,上盖800盖合于腔体700,静电卡盘400和栅格1000设置于腔体700内,且静电卡盘400、栅格1000、腔体700和上盖800围合形成反应腔1100。喷头900用于向反应腔1100内喷射工艺气体,喷头900设置于上盖800上,且喷头900与静电卡盘400相对设置。边缘保护机构设置于静电卡盘400,边缘保护机构用于定位放置于静电卡盘400的晶圆500,并在半导体工艺过程中保护晶圆500的边缘。
示例性地,可以根据导体工艺设备的需要设置导向面311的倾斜方向,改变气体从第二间隙600流向第一间隙300的阻力,进而增加或减小气体分子动力,以调节晶圆500边缘处工艺气体的流场,进而达到调节晶圆500上刻蚀孔或刻蚀深槽倾斜角度的目的,消除或减小半导体设备刻蚀出的刻蚀孔或刻蚀深槽的倾斜角度。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种用于半导体工艺设备的边缘保护机构,其特征在于,包括聚焦环(100)和边缘保护环(200),所述聚焦环(100)与所述边缘保护环(200)叠置设置,且所述聚焦环(100)与所述边缘保护环(200)之间具有第一间隙(300);
所述半导体工艺设备包括静电卡盘(400),所述静电卡盘(400)用于放置晶圆(500),所述聚焦环(100)围绕所述静电卡盘(400)外周设置;所述边缘保护环(200)的内侧具有护边部(210),所述护边部(210)至少部分叠置于所述晶圆(500)的边缘,且所述护边部(210)与所述晶圆(500)之间具有第二间隙(600);
所述第一间隙(300)具有第一导流段(310),所述第一导流段(310)与所述第二间隙(600)相连,且所述第一导流段(310)中的至少部分的宽度大于所述第二间隙(600)的宽度,用于调节所述晶圆(500)边缘处工艺气体的流场;
所述第一导流段(310)具有导向面(311),所述导向面(311)为所述边缘保护环(200)的底面或所述聚焦环(100)的顶面的一部分,且所述导向面(311)沿远离所述静电卡盘(400)的方向向所述聚焦环(100)与所述边缘保护环(200)叠置的方向倾斜;所述第一导流段(310)的宽度是形成所述第一导流段(310)的所述边缘保护环(200)的底面或所述聚焦环(100)的顶面与所述导向面(311)的距离;所述第二间隙(600)的宽度是指所述边缘保护环(200)中形成所述第二间隙(600)的表面与所述晶圆(500)中形成所述第二间隙(600)的表面之间的距离;
所述导向面(311)为所述边缘保护环(200)底面的一部分,且所述导向面(311)沿靠近所述静电卡盘(400)的方向朝上倾斜;
所述聚焦环(100)的顶面低于所述晶圆(500)的顶面,所述聚焦环(100)的顶面上设置有斜坡状的环形凸起,所述环形凸起具有第一倾斜面(312),所述第一倾斜面(312)、所述导向面(311)及所述聚焦环(100)的顶面配合形成所述第一导流段(310);
所述导向面(311)的倾斜角为第一倾斜角,所述第一倾斜面(312)的倾斜角为第二倾斜角,所述第一倾斜角小于所述第二倾斜角。
2.根据权利要求1所述的边缘保护机构,其特征在于,所述导向面(311)靠近所述护边部(210)的一侧与所述护边部(210)的底面齐平。
3.根据权利要求1所述的边缘保护机构,其特征在于,所述环形凸起不高于所述晶圆(500)的顶面,且所述环形凸起与所述晶圆(500)的侧面间隙配合。
4.根据权利要求1所述的边缘保护机构,其特征在于,所述第一间隙(300)还包括第二导流段(320),所述第二导流段(320)与所述第一导流段(310)远离所述第二间隙(600)的一侧相连,所述第二导流段(320)的宽度小于所述第一导流段(310)的宽度。
5.根据权利要求4所述的边缘保护机构,其特征在于,所述第二间隙(600)的宽度小于3mm;所述第二导流段(320)的宽度为0.5mm~1mm;所述第一导流段(310)的最大宽度为1mm~3mm。
6.根据权利要求1所述的边缘保护机构,其特征在于,所述导向面(311)为所述聚焦环(100)顶面的一部分,且所述导向面(311)靠近所述静电卡盘(400)的方向朝下倾斜,所述边缘保护环(200)的底面与所述导向面(311)配合形成所述第一导流段(310)。
7.根据权利要求6所述的边缘保护机构,其特征在于,所述第一间隙(300)还包括第三导流段(330),所述第三导流段(330)与所述第一导流段(310)远离所述第二间隙(600)的一侧相连,所述聚焦环(100)的顶面部分向上凸起形成一环形凸台,所述环形凸台的顶面高于所述晶圆(500)的顶面,所述环形凸台的顶面与所述边缘保护环(200)的底面配合形成所述第三导流段(330),所述第三导流段(330)的宽度等于所述第一导流段(310)的最小宽度。
8.根据权利要求7所述的边缘保护机构,其特征在于,所述第一间隙(300)还包括第四导流段(340),所述第四导流段(340)与所述第三导流段(330)远离所述第二间隙(600)的一侧相连,所述边缘保护环(200)的底面与所述聚焦环(100)的顶面配合形成所述第四导流段(340),所述第四导流段(340)的宽度大于所述第三导流段(330)的宽度。
9.根据权利要求8所述的边缘保护机构,其特征在于,所述第二间隙(600)的宽度为1mm~1.5mm;所述第三导流段(330)的宽度为0.2mm~0.5mm;所述第四导流段(340)的宽度为1mm~1.5mm;所述第一导流段(310)的最大宽度为1mm~1.5mm。
10.根据权利要求1所述的边缘保护机构,其特征在于,所述聚焦环(100)的内侧设置有定位部(110),所述定位部(110)为设置于所述聚焦环(100)上的环形沉台,所述晶圆(500)的边缘放置于所述环形沉台上。
11.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括权利要求1至10中任意一项所述的边缘保护机构,所述半导体工艺设备还包括腔体(700)、静电卡盘(400)、上盖(800)、喷头(900)、栅格(1000)和抽气泵,所述上盖(800)盖合于所述腔体(700),所述静电卡盘(400)和所述栅格(1000)设置于所述腔体(700)内,且所述静电卡盘(400)、所述栅格(1000)、所述腔体(700)和所述上盖(800)围合形成反应腔(1100),
所述喷头(900)用于向所述反应腔(1100)内喷射工艺气体,所述喷头(900)设置于所述上盖(800)上,且所述喷头(900)与所述静电卡盘(400)相对设置;
所述边缘保护机构设置于所述静电卡盘(400)上,所述边缘保护机构用于定位放置于所述静电卡盘(400)的晶圆(500),并在半导体工艺过程中保护所述晶圆(500)的边缘。
CN202111154276.1A 2021-09-29 2021-09-29 半导体工艺设备及其边缘保护机构 Active CN113921365B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111154276.1A CN113921365B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 半导体工艺设备及其边缘保护机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111154276.1A CN113921365B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 半导体工艺设备及其边缘保护机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113921365A CN113921365A (zh) 2022-01-11
CN113921365B true CN113921365B (zh) 2024-03-26

Family

ID=79237076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111154276.1A Active CN113921365B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 半导体工艺设备及其边缘保护机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113921365B (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000030996A (ko) * 1998-11-02 2000-06-05 윤종용 반도체 건식 식각설비
KR20010019237A (ko) * 1999-08-26 2001-03-15 윤종용 건식식각장비
KR20020061878A (ko) * 2001-01-18 2002-07-25 삼성전자 주식회사 웨이퍼 고정 장치 및 이를 이용한 이온화 금속 플라즈마장치
CN1373899A (zh) * 1999-06-30 2002-10-09 兰姆研究有限公司 改善蚀刻率均匀性的技术
US6464794B1 (en) * 1998-09-23 2002-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Process chamber used in manufacture of semiconductor device, capable of reducing contamination by particulates
KR20030006822A (ko) * 2001-07-16 2003-01-23 삼성전자 주식회사 건식 식각 장비
KR20050104440A (ko) * 2004-04-28 2005-11-03 삼성전자주식회사 건식식각장치의 포커스링
CN101552182A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种用于半导体制造工艺中的边缘环机构
CN103996593A (zh) * 2013-02-18 2014-08-20 朗姆研究公司 用于等离子体晶片处理的混合边缘环
CN105336561A (zh) * 2014-07-18 2016-02-17 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体刻蚀装置
CN106783722A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 承载装置及半导体加工设备
CN108242382A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 三星电子株式会社 等离子体处理装置
CN111508803A (zh) * 2020-04-23 2020-08-07 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺腔室、晶片边缘保护方法及半导体设备
CN211507566U (zh) * 2019-12-20 2020-09-15 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种具有射频功率分布调节功能的等离子体处理装置
KR20210030545A (ko) * 2019-09-09 2021-03-18 삼성전자주식회사 플라즈마 에칭 장치
KR20210061269A (ko) * 2019-11-18 2021-05-27 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드. 차이나 플라즈마 처리 장치 및 그 조절 방법
CN213691989U (zh) * 2020-11-27 2021-07-13 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备
CN113308681A (zh) * 2021-05-21 2021-08-27 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备中的承载装置和半导体工艺设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840322B1 (ko) * 2009-12-31 2018-03-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 웨이퍼 엣지 및 경사면 증착을 수정하기 위한 쉐도우 링

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6464794B1 (en) * 1998-09-23 2002-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Process chamber used in manufacture of semiconductor device, capable of reducing contamination by particulates
KR20000030996A (ko) * 1998-11-02 2000-06-05 윤종용 반도체 건식 식각설비
CN1373899A (zh) * 1999-06-30 2002-10-09 兰姆研究有限公司 改善蚀刻率均匀性的技术
KR20010019237A (ko) * 1999-08-26 2001-03-15 윤종용 건식식각장비
KR20020061878A (ko) * 2001-01-18 2002-07-25 삼성전자 주식회사 웨이퍼 고정 장치 및 이를 이용한 이온화 금속 플라즈마장치
KR20030006822A (ko) * 2001-07-16 2003-01-23 삼성전자 주식회사 건식 식각 장비
KR20050104440A (ko) * 2004-04-28 2005-11-03 삼성전자주식회사 건식식각장치의 포커스링
CN101552182A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种用于半导体制造工艺中的边缘环机构
CN103996593A (zh) * 2013-02-18 2014-08-20 朗姆研究公司 用于等离子体晶片处理的混合边缘环
CN105336561A (zh) * 2014-07-18 2016-02-17 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体刻蚀装置
CN106783722A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 承载装置及半导体加工设备
CN108242382A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 三星电子株式会社 等离子体处理装置
KR20210030545A (ko) * 2019-09-09 2021-03-18 삼성전자주식회사 플라즈마 에칭 장치
KR20210061269A (ko) * 2019-11-18 2021-05-27 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드. 차이나 플라즈마 처리 장치 및 그 조절 방법
CN211507566U (zh) * 2019-12-20 2020-09-15 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种具有射频功率分布调节功能的等离子体处理装置
CN111508803A (zh) * 2020-04-23 2020-08-07 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺腔室、晶片边缘保护方法及半导体设备
CN213691989U (zh) * 2020-11-27 2021-07-13 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备的反应腔室及半导体工艺设备
CN113308681A (zh) * 2021-05-21 2021-08-27 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备中的承载装置和半导体工艺设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN113921365A (zh) 2022-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100465877B1 (ko) 반도체 식각 장치
US11841094B2 (en) Valve
TWI682073B (zh) 具有適用於凹槽的接觸環密封及竊流電極的電鍍設備
US11145714B2 (en) Semiconductor device
CN113921365B (zh) 半导体工艺设备及其边缘保护机构
US10347714B2 (en) Semiconductor device
US11408509B2 (en) Sealing plug
CN219418951U (zh) 一种提升干法刻蚀均匀度的装置
KR20210143695A (ko) 라이다 베이스, 라이다 장치 및 자율 주행 차량
KR101231079B1 (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
EP1049175B1 (en) Reverse conducting thyristor, mechanical contact semiconductor device, and semiconductor substrate
US10388740B2 (en) Semiconductor device and fabrication method
US11875970B2 (en) Radio frequency electrode assembly for plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus
CN114628211A (zh) 一种反应腔室及感应耦合等离子体刻蚀设备
CN103903655B (zh) 控制形变的长行程分体式吊篮组件
CN220984501U (zh) 承载装置和半导体工艺设备
CN114045474B (zh) 防止化学镀渗液的方法及半导体器件的制备方法
KR101965648B1 (ko) 진공 척
CN219943251U (zh) 一种具有kf接头的喷淋盘
CN106558522B (zh) 卡盘及承载装置
CN106206399A (zh) 压环装置及反应腔室
CN216902956U (zh) 一种trench mos器件
CN219246645U (zh) 一种铝盘下盖及包括该铝盘下盖的晶圆料盘
CN216288302U (zh) 半导体设备
TWM623034U (zh) 電漿裝置之保護元件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant