CN203826361U - 一种晶圆吸盘保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆吸盘保护装置，该装置至少包括：具有上、下表面的第一保护结构；穿过所述第一保护结构上、下表面的通槽；由侧壁围成且具有上表面的吸盘；所述吸盘沿其侧壁嵌入于所述第一保护结构的通槽；所述吸盘上表面高于所述第一保护结构的上表面；完全覆盖并背面吸附于所述吸盘上表面的晶圆；所述第一保护结构的上表面嵌有围绕所述吸盘的第二保护结构；所述第二保护结构接触于所述晶圆边缘或背面。本实用新型的晶圆吸盘保护装置在晶圆受到离子束轰击的同时，使得所述晶圆吸盘在所述第二保护结构的保护下避免受离子束轰击，延长了所述第一保护结构的使用寿命，降低了生产成本。

Description

一种晶圆吸盘保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种晶圆吸盘保护装置。

背景技术

在半导体制程中，晶圆的刻蚀伴随着半导体制程的各个阶段，晶圆的刻蚀工艺通常使用含有环形保护装置的刻蚀机台，例如Lam94或Lam96等。该类型的刻蚀机台使用环形保护装置保护晶圆吸盘（ESC）。所述晶圆吸盘保护装置如图1所示，图1表示的是现有技术的晶圆吸盘保护装置的剖面示意图，图2表示的是现有技术的晶圆吸盘保护装置的俯视透视示意图。离子束轰击环形保护装置11时，使得该环形保护装置产生凹槽A（图1中的区域A），当所述凹槽A被轰击的足够宽时，离子束又会穿过所述凹槽A轰击晶圆吸盘10的边缘。当刻蚀工艺进行多次之后，为了使得所述晶圆吸盘不受损伤，不得不更换所述环形保护装置。

目前的方法是根据所述环形保护装置的使用寿命定期更换，但这种方法不易控制，晶圆吸盘的表面保护膜阳极化二氧化二铝会被离子束经常性损伤，产生铝球，造成晶圆的污染甚至晶圆的报废，降低了晶圆生产的良率，同时造成昂贵零件晶圆吸盘的报废。若尽量缩短所述环形保护装置的使用期限，则造成不必要的浪费，增加了生产成本，因此有必要提出一种新的晶圆吸盘的保护装置来解决目前存在的上述问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆吸盘保护装置，用于解决现有技术中由于晶圆保护装置被离子束频繁轰击产生凹槽以及来不及更换而使得所述晶圆吸盘受损，同时增加生产成本以及导致晶圆良率下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆吸盘保护装置，其特征在于，所述晶圆吸盘保护装置至少包括：具有上、下表面的第一保护结构；穿过所述第一保护结构上、下表面的通槽；由侧壁围成且具有上表面的吸盘；所述吸盘沿其侧壁嵌入于所述第一保护结构的通槽；所述吸盘上表面高于所述第一保护结构的上表面；完全覆盖并背面吸附于所述吸盘上表面的晶圆；所述第一保护结构的上表面嵌有围绕所述吸盘的第二保护结构；所述第二保护结构接触于所述晶圆边缘或背面。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述通槽形状为直径小于所述晶圆直径的圆柱。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述第二保护结构的横截面图形为圆环形。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述圆环形与所述晶圆的圆心以及所述通槽横截面的圆心重合。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述第二保护结构的外围具有与所述第一保护结构上表面相连的凸起结构。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述凸起结构的纵截面图形为直角梯形。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述第二保护结构的纵截面包括矩形、三角形、梯形。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，所述纵截面为矩形的第二保护结构相切于所述纵截面为直角梯形的凸起结构的直角边。

作为本实用新型的晶圆吸盘保护装置的优选方案，嵌入所述通槽中的吸盘部分为横截面直径与所述晶圆直径相等的圆柱。

如上所述，本实用新型的晶圆吸盘保护装置，通过在所述第一保护结构中嵌入可以随时更换的所述第二保护结构具有以下有益效果：增加了所述第一保护结构的使用寿命，降低了生产成本以及提高了晶圆生产的良率。

附图说明

图1为现有技术的晶圆吸盘保护装置的剖面示意图。

图2为现有技术的晶圆吸盘保护装置的俯视透视示意图。

图3为本实用新型的一种晶圆吸盘保护装置的剖面示意图。

图4以及图5为本实用新型的另两种晶圆吸盘保护装置的剖面示意图。

元件标号说明

10、20  吸盘

11      环形保护装置

12、22  晶圆

A       凹槽

21      第一保护结构

23      第二保护结构

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图3至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图3至图5所示，本实用新型提供一种晶圆吸盘保护装置，如图中，该晶圆吸盘保护装置至少包括：第一保护结构21，所述第一保护结构21具有上表面以及下表面，作为本实用新型的一种优选方案，所述第一保护结构21的横截面图形为圆环形。图3至图5中，所述第一保护结构21具有通槽，所述通槽穿过所述第一保护结构21的上表面以及下表面。由于所述通槽是用来将所述晶圆的吸盘嵌入其内，所述晶圆又置于所述吸盘的上表面，为了使所述第一保护结构能更有效地保护所述晶圆吸盘不受离子束的轰击，作为本实用新型的一种优选方案，所述通槽的形状圆柱形，并且所述圆柱形的通槽其直径小于所述晶圆的直径。这样，所述晶圆可以完全将所述通槽覆盖，在离子束轰击晶圆上表面的同时，离子束不会进入所述通槽中。

本实用新型的晶圆吸盘保护装置还包括：由侧壁围成的吸盘，如图3至图5所示，所述吸盘20具有上表面，所述吸盘20沿其侧壁嵌入于所述第一保护结构21的通槽，作为一种优选方案，所述吸盘的形状为圆柱形，由于本实用新型中所述晶圆的吸盘20的作用是吸附并固定位于其上表面的晶圆22，因此所述吸盘20的上表面高于所述第一保护结构21的上表面。所述晶圆22正面朝上放置，其背面吸附于所述吸盘20的上表面并完全覆盖所述吸盘20的上表面。

所述第一保护结构21的上表面嵌有第二保护结构，如图3至图5所示，所述第二保护结构23围绕所述吸盘20，为了使得设计更为优化，因此，作为本实用新型的一种优选方案，所述第二保护结构23的横截面图形为圆环形。如图3至图5所示，所述第二保护结构23接触于所述晶圆边缘或背面。

实施例一：图3中，所述第二保护结构23的高度低于晶圆背面所在的高度，即所述第二保护结构23的上表面位于所述晶圆22的背面下方并且与所述晶圆22的背面接触。本实施例中所述第二保护结构23没有与所述吸盘20直接接触，因此，由所述第二保护结构23、所述吸盘20以及所述晶圆22围成一个封闭的空腔，所述晶圆22在被离子束轰击时，离子束则不会直接损伤所述吸盘20。而本实用新型的所述第二保护结构23也可以与所述吸盘20接触，亦即所述吸盘20高于所述第一保护结构21部分的外围直接被所述第二保护结构所接触，因此，所述第二保护结构23、所述吸盘20以及所述晶圆22之间没有空腔形成，但所述第二保护结构23以及所述晶圆22完全将所述吸盘包围，因此该情况下，离子束也不会与所述吸盘20形成直接接触，达到以所述第二保护结构23保护所述吸盘20的目的。

实施例二：如图4所示，所述第二保护结构23刚好与所述晶圆22形成接触，由所述晶圆22、所述吸盘20以及所述第二保护结构23围成封闭的空腔，因此可以有效地防止离子束在轰击所述晶圆22的上表面时进入所述空腔内损伤所述吸盘20。在所述晶圆22的直径与所述吸盘20的直径相等的情况下，所述第二保护结构23与所述吸盘形成直接接触，因此所述封闭空腔消失，而所述第二保护结构则还可以将所述吸盘20完全保护以防止离子束直接轰击所述吸盘20造成其损伤。

实施例三：如图5所示，与实施例一不同的是，本实施例中所述第二保护结构23与所述晶圆22的边缘形成接触，亦即所述第二保护结构上表面的高度高于所述晶圆22背面所在的高度。由于所述第二保护结构23与所述晶圆22的边缘接触，因此，由所述第二保护结构23、所述吸盘20以及所述晶圆22围成封闭的空腔。当所述晶圆22的直径与所述吸盘20的直径相等时，所述空腔消失，所述第二保护结构23与所述吸盘的外围形成直接接触，所述晶圆22以及所述第二保护结构23将所述吸盘20完全包围，当离子束轰击所述晶圆22的上表面时，无论是否形成空腔，所述吸盘20都不会与离子束形成直接接触而损伤。

因此，本实用新型的实施例一至实施例三都可以实现将所述晶圆的吸盘20完全保护防止其直接与离子束接触形成损伤的目的。而之所以在所述第一保护结构21的上表面嵌入所述第二保护结构的目的是为了使晶圆在被刻蚀的工艺过程中，避免由于频繁使用该装置导致所述第一保护装置被离子束轰击产生凹槽直接损伤所述吸盘并频繁更换所述第一保护结构。将所述第二保护结构嵌入所述第一保护结构的上表面，在所述第二保护结构被离子束轰击产生凹槽甚至穿透所述第二保护结构的情况下，可以更换所述第二保护结构还代替更换所述第一保护结构，所述第二保护结构较所述第一保护结构其整体结构简单，小巧，易于更换，不会像频繁更换所述第一保护结构一样造成浪费。

在本实用新型的实施例一至实施例三中，由于所述第二保护结构23的横截面形状为圆环形，作为本实用新型的一种优选方案，所述圆环形与所述晶圆22的圆心以及所述通槽横截面的圆心重合。上述各自的圆心使其重合使得该装置各个结构对称分布，是本实用新型在设计上更为优化的体现。

作为本实用新型的一种优选方案，实施例一至实施例三中，所述第二保护结构的外围具有与所述第一保护结构上表面相连的凸起结构。如图3至图5所示，所述凸起结构位于所述第一保护结构21的外围并且与所述第一保护结构相连接。同时作为本实用新型的一种优选方案，所述凸起结构的纵截面图形为直角梯形。所述纵截面指的是将所述第一保护结构中的凸起结构在竖直方向沿平行于纸面剖开所得的截面。如图3至图5中所示，所述凸起结构的纵截面图形为直角梯形，并且其直角边靠近于所述第二保护结构23。

图3至图5显示的是本实用新型装置的剖面图，由于本实用新型的优选方案中，所述第一、第二保护结构的横截面为圆环形，所述晶圆以及所述吸盘的横截面形状为圆形，因此图3至图5的剖面图即为纵截面图，即将该装置在竖直方向沿平行于纸面剖开所得的截面。而所述第二保护结构的纵截面形状可以为矩形、三角形或梯形。本实用新型的实施例中所述第二保护结构的纵截面形状为矩形。在图3至图5中，当所述第二保护结构的纵截面形状为矩形并且所述第一保护结构含有纵截面图形为直角梯形的凸起结构时，所述凸起结构的直角边靠近所述第二保护结构，所述纵截面为矩形的第二保护结构相切于所述纵截面为直角梯形的凸起结构的直角边。如图3至图5所示，所述纵截面为矩形的第二保护结构与所述纵截面形状为直角梯形的所述凸起结构二者的直角边相互紧靠，并且所述凸起结构的高度高于所述第二保护结构的高度，使得所述第二保护结构在嵌入所述第一保护结构表面的同时，紧靠所述第一保护结构的凸起部分，相当于所述第二保护结构被所述凸起部分卡在所述第一保护结构的凹槽中，这样在使用过程中，所述第而保护结构能够更牢固地嵌在所述第一保护结构的表面，避免嵌入不牢固导致所述第二保护结构松动使得离子束进入所述空腔损伤所述承载晶圆的吸盘。

作为本实用新型的一种有优选方案，嵌入所述通槽中的吸盘部分为横截面直径与所述晶圆直径相等的圆柱。为了使得所述吸盘被完全屏蔽，因此所述第二保护结构始终与所述晶圆的边缘或晶圆背面接触，因此当上述实施例一至实施例三中所述空腔消失后，并且在所述吸盘为圆柱的情况下，所述晶圆的直径等于所述吸盘的直径。

综上所述，本实用新型通过在所述第一保护结构中嵌入可以随时更换的所述第二保护结构具有以下有益效果：所述第二保护结构较所述第一保护结构其结构更为简单和轻巧，在频繁的使用过程中可以增加所述第一保护结构的使用寿命，降低生产成本同时提高了晶圆生产的良率。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种晶圆吸盘保护装置，其特征在于，所述晶圆吸盘保护装置至少包括：

具有上、下表面的第一保护结构；穿过所述第一保护结构上、下表面的通槽；

由侧壁围成且具有上表面的吸盘；所述吸盘沿其侧壁嵌入于所述第一保护结构的通槽；所述吸盘上表面高于所述第一保护结构的上表面；

完全覆盖并背面吸附于所述吸盘上表面的晶圆；

所述第一保护结构的上表面嵌有围绕所述吸盘的第二保护结构；

所述第二保护结构接触于所述晶圆边缘或背面。

2.根据权利要求1所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述通槽形状为直径小于所述晶圆直径的圆柱。

3.根据权利要求2所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述第二保护结构的横截面图形为圆环形。

4.根据权利要求3所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述圆环形与所述晶圆的圆心以及所述通槽横截面的圆心重合。

5.根据权利要求1所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述第二保护结构的外围具有与所述第一保护结构上表面相连的凸起结构。

6.根据权利要求5所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述凸起结构的纵截面图形为直角梯形。

7.根据权利要求6所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述第二保护结构的纵截面包括矩形、三角形、梯形。

8.根据权利要求7所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：所述纵截面为矩形的第二保护结构相切于所述纵截面为直角梯形的凸起结构的直角边。

9.根据权利要求1所述的晶圆吸盘保护装置，其特征在于：嵌入所述通槽中的吸盘部分为横截面直径与所述晶圆直径相等的圆柱。