TW409341B - Wafer holder for semiconductor dry etching device - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 409341 A7 修正丨 --:-^---41^--- 五、發明說明（5 ) ——^ 陽極氧化處理過的以防止當電極功能實施時有弧光現象發 生。 第5圖之中，包含有一晶圓台26和一邊環27的晶圓固 持器20由注入環52所固定。注入環52用來固定晶圓固持器 20並引導由反應腔體21外部供應的蝕刻氣體經由許多數目 的讓蝕刻氣體穿過注入環52之穿越孔54,和54”而進入反應 腔體21之中。為防止晶圓台26和晶圓28的偏離，圍繞晶圓 台26外邊設置的邊環27被置於注入環52之上，且被製造成 注入環52的内導引平面57合貼於邊環27的外邊。 注入環52具有為冷卻氣體用的穿越孔56。晶圓台26也 有一穿越孔56。個別形成於注入環52和晶圓台26上的冷卻 氣體穿越孔56和32彼此互相連接而形成氣體導引路徑。當 諸如氦（He)之類的冷卻氣體被導引穿過由冷卻氣體穿越孔 52和32形成的氣體導引路徑與晶圚28的反面接觸時，此冷 卻氣體冷卻在乾式蝕刻製程中由晶圓28產生的熱》 第6圖顯示依據本發明之第二實施例的晶圓固持器， 如第一實施例一樣，晶圓固持器60包含晶圓台46以及圍繞 晶圓台46外邊設置的邊環67。邊環67如同第一實施例中一 樣1最好是由對反應腔體（第2圖中的21)的高溫有阻絕性 的陶瓷形成。此外，陽極氧化銘（Α1)或不錄鋼亦可用做邊 環27的材料。此外，邊環67在其邊緣65處内傾斜平面與上 平面64交會的地方稍微彎曲》因此，當由機械手臂（未顯 示）裝於晶圓台26上的晶圓28由於機械手臂輕微振動而未_ 適當裝於晶圓台46之上，使得晶圓28傾斜的停於邊環67的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ------------；r 4 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί訂 --鍵 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 —一 —— 本發明之背景 1.本發明之領域 本發明係關於一半導體製造裝置，而特別是對於一半 導體乾式银刻裝置用之晶圓固持器，藉由此而晶圓可被安 全的裴入。. 2·相關技藝之描述 半導體元件經由許多製程步驟而製造。在這些製程 步驟中，姓刻製程在預定的物質層上形成所需的圖樣是不 可或缺的。蝕刻製程可區分為溼式蝕刻製程和乾式蝕刻製 程。乾式蝕刻製程適用於形成微圖樣，因此廣泛用於製造 高度積體化的半導體元件。 在乾式蝕刻製程用的裝置中，要實施蝕刻製程的晶圓 一般是由機械手臂裝入於反應腔體的晶圓固持器中。 第1圊顯示一個一般的晶圓固持器，晶圓固持器1〇包 含一固定晶圓18用的邊環14,位於晶圓台12的外邊，要實 • 施蝕刻製程的晶圓18由一機械手臂（耒顯示）裝於反應腔體 中的BB圓〇 12上。當使用電襞的乾式钱刻在實施時，熱產 生於裝在晶圓台12上的晶圓18 »產生於晶圓18的熱經由讓 像是氦之類的冷卻氣體經過晶圓台12的穿越孔13與晶圓18 的反面接觸而冷卻。 '由於機械手臂輕微的振動，晶圓18可能無法適當的裝 在晶圓台12之上，而晶圓18的一邊可能碰到邊環14，而如 第1圖所示晶圓18傾斜的停在邊環14之上。 如果晶圓18傾斜的停在邊環14之上，經由穿越孔丨3與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格U10X2们公釐} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #------iT-- vtj— «n AIH u—^· 線.：i-------- -4- 經濟邓中央標準局員工消費合作社印製 409341 五、發明説明（2) 晶圓18反面19接觸的冷卻氣體不規則的散佈於晶圓〗8的反 面19之一部位。因此’由於晶圓1 g的反面有些地方沒有與 冷卻氣體接觸或僅與少量冷卻氣體接觸，而使晶圓丨8沒有 適當的冷卻。因此之故，形成於晶圓18表面的感光層可能 被燒掉’使得接下來的製程用的圖樣無法適當形成。 為解決上述問題，本發明之總結本發明之目的在於提 供一晶圓固持器，其可在即使攜帶晶圓的機械手臂的輕微 振動情形下，防止晶圓傾斜的停在邊環的上面。 要達到上述目的，所提供的晶圓固持器包含有：一晶 圓台讓晶圓裝於其中；以及一邊環圍繞著晶圓台外邊設置 ，較晶圓台為高，其形成方式為與晶圓台接觸之内平面向 晶圓台之上平面傾斜，在其之中即使晶圓傾斜的停在邊環 之上亦可適當的裝入晶圓台上。 此晶圓台有一穿越孔讓冷卻氣體流過，而流過穿越孔 的冷卻氣體為氦（He)氣。 同時，此邊環是由陶瓷所形成，且邊環内平面傾斜的 角度是在30〜60°的範圍。 晶圓台是陽極氧化紹^ 同時，依據本發明之晶圓台可進一步包含有一注入環 ，來固定晶圓台以及圍繞晶圓台外邊的邊環β '如前所述，即使由於攜帶晶圓之機械手臂的些微振動 使得晶圓傾斜的停在邊環的上平面，藉由傾斜邊環之内平 面此晶圓可沿著邊環滑動而適當的裝於晶0台之中。因此 ，由於冷卻氣體在任何時間可均句的接觸晶圓的反面，可 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -fi 線 經濟部中央標率局貝工消費合作社邱製 ；；409341五、發明説明（3) ~~~ ' 防止形成於晶圓特定部份或是其他物質膜上的感光膜由於 缺乏冷卻的原故而被燃燒掉，因而在乾式座刻製程中能可 靠的形成接下來製程中需要的圖樣,。 本發明前述的目的及優點可由參考附帶的圖示而詳細 描述一較佳實施例而變得更清楚，其中： 圖示之簡單說明 第1圖為一顯示一般晶圓固持物的戴面圖； 第2圖為一顯示電漿蝕刻用之反應腔體的結構圖，其 t裝設了依據本發明之晶圓固持器； 第3圖為一截面圖顯示依據本發明第一實施例之晶圓 固持器； 第4圖為一透視圖顯示第3圖中的晶圓固持器； 第5圖為一截面圖顯示依據本發明之晶圓固持器由一 注入環所固定住； 第6圖為一截面圖顯示依據本發明第二實施例之晶圓 固持器；且 ' 第7圖為一截面囷顯示第3或6圖之中的晶圓固持器邊 環之内平面的傾斜角度之改變β 較佳實施例之描述 於此之下’本發明之較佳實施例將參考附帶圖形而詳 細為述。然而’本發明應不認定為限於此。同時，在圖形 申薄層的厚度以及各面積為了清楚起見均被誇張顯示，從 頭至尾，相同的號碼表示相同的零件。 第2圖顯示一電漿蝕刻用的腔體，其中裝設了依據本 ----------穿·— (請先閱讀背16.之注^項再填寫本頁)

-1T kr 線 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α私見格（210Χ297公漦） -6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 409341 五、發明説明（4) 發明之晶圓固持器，一個包含RF產生器的反應腔體21， 一晶圓固持器20以及一圍繞反應腔體21外壁的線圈22。 RF產生器包含設於反應腔體21上面部位的第一電極 ’一面對第一電極而設於反應腔體21下面部位的第二電極 ’以及一 RF電力源來供應RF電力於第一電極25和第二電 極26之間’以在反應腔體21之内產生電毁29。 圍繞反應腔體21外壁的線圏22在反應腔體21内產生磁 %。由線圈22產生的磁場使得形成於反應腔體？！内之電聚 29分佈的較為均.勻。 曰曰圓固持器20包含第二電極26和邊環27。第二電極26 作為一被施加RF電力的電極以及一裝入晶圓的晶圓台。 在此之後，此第二電極將被稱為晶圓台。一靜電卡盤主要 用為晶圓台26。此靜電卡盤分為兩種形式；單極式和二極 式。在依據本發明之晶圓固持器中，兩種形式的靜電卡盤 均可用為晶圓台26。 第3和4圖顯示依據本發明之一實施例的晶圓固持器’ 晶圓固持器20包含晶圓台26和邊環27。邊環27圍繞著晶圓 台26的外邊而設置，且較晶圓台26本身為高以防:止將裝於 晶圓台26的晶圓28偏離〇邊環27形成其内平面為傾斜之形 式。傾斜的角度最好範圍是在3〇〜6〇。之間。邊環27最好 是由對於反應腔體21的高溫有阻絕性的陶瓷所形成。此外 ，陽極氧化鋁（A1)或是不透鋼亦可作為邊環27的材料。晶 圓台26具有一穿越孔32，經由其中冷卻氣體與裝於晶圓台 26上晶圓28的反面接觸。晶圓台26最好由紹形成且最好 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210^ 297公费） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 409341 A7 修正丨 --:-^---41^--- 五、發明說明（5 ) ——^ 陽極氧化處理過的以防止當電極功能實施時有弧光現象發 生。 第5圖之中，包含有一晶圓台26和一邊環27的晶圓固 持器20由注入環52所固定。注入環52用來固定晶圓固持器 20並引導由反應腔體21外部供應的蝕刻氣體經由許多數目 的讓蝕刻氣體穿過注入環52之穿越孔54,和54”而進入反應 腔體21之中。為防止晶圓台26和晶圓28的偏離，圍繞晶圓 台26外邊設置的邊環27被置於注入環52之上，且被製造成 注入環52的内導引平面57合貼於邊環27的外邊。 注入環52具有為冷卻氣體用的穿越孔56。晶圓台26也 有一穿越孔56。個別形成於注入環52和晶圓台26上的冷卻 氣體穿越孔56和32彼此互相連接而形成氣體導引路徑。當 諸如氦（He)之類的冷卻氣體被導引穿過由冷卻氣體穿越孔 52和32形成的氣體導引路徑與晶圚28的反面接觸時，此冷 卻氣體冷卻在乾式蝕刻製程中由晶圓28產生的熱》 第6圖顯示依據本發明之第二實施例的晶圓固持器， 如第一實施例一樣，晶圓固持器60包含晶圓台46以及圍繞 晶圓台46外邊設置的邊環67。邊環67如同第一實施例中一 樣1最好是由對反應腔體（第2圖中的21)的高溫有阻絕性 的陶瓷形成。此外，陽極氧化銘（Α1)或不錄鋼亦可用做邊 環27的材料。此外，邊環67在其邊緣65處内傾斜平面與上 平面64交會的地方稍微彎曲》因此，當由機械手臂（未顯 示）裝於晶圓台26上的晶圓28由於機械手臂輕微振動而未_ 適當裝於晶圓台46之上，使得晶圓28傾斜的停於邊環67的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ------------；r 4 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί訂 --鍵 409341 五、發明説明（6) A7 B7 上平面64之上，晶圓28平穩的沿著内傾斜平面63滑動而適 ®的裝於晶圓台46之中。晶圓固持器最好如第—實施例中 一樣，由第5圖所示的注入環52所固定。因為注入環的結 構和功能已於前面描述，此處對其的解釋將予以省略。 第7圖之中，内傾斜平面73的傾斜度可由調整邊環77 上平面74的寬度來調整，而最好是在3〇〜6〇。之間。 如前所述，依據本發明之晶圓固持器，即使當晶圓因 攜帶晶圓的機械手臂的輕微振動而傾斜的停在邊環的上平 面時，藉由傾斜邊環的内平面’晶圓可沿著邊環滑動而被 適當的裝於晶圓台之中。因而由於冷卻氣體任何時間均與 晶圓的反面均句地接觸，可以防止因為缺乏冷卻之故而讓 感光膜形成於晶圓的特定部份或是其他物質膜被燒掉，因 而得以在乾式溼式蝕刻製程中可靠地形成接下來製程中需 要的圖樣β 雖然本發明經由實施例描述之，惟本發明非限於此β .然而這些實施例提供來讓此發明之說明完整，且讓熟悉此 技藝者知道本發明之範疇。熟悉此技藝者在此發明之範疇 内可做各種的修飾及改變。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，旁· Γ -鲜丨. 經濟.部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X29"?公釐）

Claims (1)

1. ▲ 年片 B - 8B. 10.28 Mi /〇 其中該晶圓台具 其中流經該穿越 其中該邊環是由 其中該邊環的内 其中該晶圓台為 409341 、申請專利範圍 第87108130號專利申請案申請專利範圍修g 修正日期：88年10月 1，一種半導體乾式蝕刻裝置用的晶圓固持器，其包含有： 一晶圓台可讓晶圓裝於其中；以及 一圍繞晶圓台外邊設置且較晶圓台為高的邊環， 該邊環被形成而藉此與晶圓台接觸的内平面被傾斜朝 向晶圓台的上平面，其中即令當晶圓被傾斜停靠在邊 環時，晶圓可被適當裝於晶圓台上。 2·如申請專利範圍第1項之晶圊固持器 有一穿越孔讓冷卻氣體流過D 3.如申請專利範圍第2項之晶圓固持器 孔的冷卻氣體為氦（He)氣。 4*如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 陶瓷所形成。 5.如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 平面的傾斜度是在30〜60。之間β 6·如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 陽極氧化銘。 7-如申請專利範圍第1項之晶圓固持器，其進一步包含有： —注入環用來固定該晶圓台以及圍繞於該晶圓台 的外邊之邊環。 从適财雨家標準（CNS )八4祕（21〇x297^y (请先閲饋背面之注意事項再填寫本頁) 张 紙 Ϊ~!| I------ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 臀..------訂------線..---^I------ — II 1— - ---- ^^1

   ▲ 年片 B - 8B. 10.28 Mi /〇 其中該晶圓台具 其中流經該穿越 其中該邊環是由 其中該邊環的内 其中該晶圓台為 409341 、申請專利範圍 第87108130號專利申請案申請專利範圍修g 修正日期：88年10月 1，一種半導體乾式蝕刻裝置用的晶圓固持器，其包含有： 一晶圓台可讓晶圓裝於其中；以及 一圍繞晶圓台外邊設置且較晶圓台為高的邊環， 該邊環被形成而藉此與晶圓台接觸的内平面被傾斜朝 向晶圓台的上平面，其中即令當晶圓被傾斜停靠在邊 環時，晶圓可被適當裝於晶圓台上。 2·如申請專利範圍第1項之晶圊固持器 有一穿越孔讓冷卻氣體流過D 3.如申請專利範圍第2項之晶圓固持器 孔的冷卻氣體為氦（He)氣。 4*如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 陶瓷所形成。 5.如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 平面的傾斜度是在30〜60。之間β 6·如申請專利範圍第1項之晶圓固持器 陽極氧化銘。 7-如申請專利範圍第1項之晶圓固持器，其進一步包含有： —注入環用來固定該晶圓台以及圍繞於該晶圓台 的外邊之邊環。 从適财雨家標準（CNS )八4祕（21〇x297^y (请先閲饋背面之注意事項再填寫本頁) 张 紙 Ϊ~!| I------ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 臀..------訂------線..---^I------ — II 1— - ---- ^^1