[發明專利]一種減少晶片背面生成聚合物的聚焦環

有效

• 申請號: 201110448622.7
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103187232A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 吳紫陽;邱達燕
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造領域，尤其涉及減少晶片背面聚合物的技術領域。

背景技術

在半導體晶片刻蝕時，將晶片放置在等離子體刻蝕室的基座上，基座外圍通常環繞設置一聚焦環，用以調節等離子體刻蝕室內的電場強度，從而保證晶片中心區域和邊緣區域刻蝕的均勻性。聚焦環和晶片之間會形成一個狹窄的縫隙，刻蝕時，等離子體刻蝕室內對蝕刻反應氣體(由一種或多種氣體組成)施加能量以將氣體激勵形成等離子體，反應氣體中的等離子體和聚焦環表面的材料發生化學反應，生成的聚合物沉積在晶片背面暴露出來的邊緣部分，造成污染。制作聚焦環可以采用的材料有很多，當聚焦環為絕緣材料，如石英，氧化鋁時，聚焦環暴露在等離子體中的部分被等離子體腐蝕，形成含金屬的顆粒，對待處理的晶片造成嚴重污染；當聚焦環為含半導體材料，如碳化硅，硅等材料時，等離子體與硅反應形成含硅的聚合物，由于含硅的聚合物難以去除，使其聚集在晶片背面，可能成為后續半導體制程的污染來源。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明提供一種減少晶片背面生成聚合物的聚焦環，其圍繞設置于一等離子體刻蝕室中的晶片和支撐所述晶片的基座的外周側，所述聚焦環包括一內圈環和一外圈環，所述內圈環延伸至晶片背面的邊緣之下，所述內圈環的表面為耐等離子體腐蝕的金屬氧化物，所述外圈環表面為半導體材料。

所述的聚焦環主體材料為碳化硅，所述的耐等離子體腐蝕的金屬氧化物為涂覆在聚焦環主體上的三氧化二釔、三氧化二鋁及三氟化鋰中的一種或幾種。

所述的聚焦環主體材料為三氧化二釔，所述外圈環表面涂覆的半導體材料為碳化硅。

所述的聚焦環主體材料為三氧化二鋁，所述外圈環表面涂覆的半導體材料為硅。

所述的聚焦環包括兩種材料，所述內圈環材料為三氧化二釔，所述的外圈環材料為碳化硅。

所述的聚焦環包括兩種材料，所述的內圈環材料為三氧化二鋁，所述的外圈環材料為硅。

涂覆所述耐等離子體腐蝕的金屬氧化物的工藝為化學氣相沉積或噴涂工藝。

本發明所述的聚焦環的內圈環表面材料采用耐等離子體腐蝕的金屬氧化物，外圈環的表面材料采用半導體材料，保證了晶片背面形成的聚合物不含硅，容易清潔，同時，只在內圈環采用金屬氧化物材料，使得金屬氧化物材料不會與等離子直接接觸，保證了在等離子體轟擊下，等離子體處理室中不會有金屬氧化物顆粒污染情況出現。本發明所述的聚焦環主體既可采用半導體材料也可采用絕緣材料，結構簡單，能明顯減少晶片背面生成聚合物。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明所述的聚焦環所應用的等離子體刻蝕室結構示意圖；

圖2為本發明所述的聚焦環的的結構示意圖；

具體實施方式

如圖1-2所示，本發明具體公開了一種減少晶片背面生成聚合物的聚焦環，在等離子體刻蝕室100內，有上電極10和下電極2，上電極10連接反應氣體源110，可同時作為氣體注入裝置使用。下電極2同時作為等離子體刻蝕室內的基座，以支撐其上方的晶片1。

在晶片1和下電極2外周環繞設置一聚焦環4，聚焦環4的上表面與晶片1的下表面之間形成一條狹窄的縫隙；下表面坐落在一支撐環3上，聚焦環4包括內圈環41和外圈環42，內圈環41延伸至晶片背面的邊緣之下，外圈環42外環繞設置一邊緣環5，邊緣環5靠近等離子體反應腔壁，內圈環41和外圈環42可以為一體，也可以相互獨立，本實施例中內圈環41和外圈環42為一體。

本發明中，聚焦環4的主體材料可以為絕緣材料，如石英、陶瓷等，也可以為半導體材料，如硅、碳化硅等。碳化硅作為制作聚焦環常用的材料，一般通過化學氣相沉積獲得，刻蝕時，等離子體刻蝕室100內對蝕刻反應氣體(由一種或多種氣體組成)施加能量以將氣體激勵形成等離子體，反應氣體中的等離子體和聚焦環4的內圈環41表面發生化學反應，生成的含硅的聚合物沉積在晶片背面暴露出來的部分，由于含硅的聚合物較難去除，故會在晶片1背面形成越來越多的聚合物，造成污染，影響后續反應進程。為了防止等離子體和內圈環41表面發生反應，本實施例在內圈環41表面涂覆一層耐等離子體腐蝕的金屬氧化物，可以為氧化釔、氧化鋁、氟化鋰中的一種或幾種。本實施例采用的涂覆金屬氧化物的工藝為噴涂工藝。