[發明專利]一種等離子處理器及其運行方法

有效

• 申請號: 201210575968.8
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103903947A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 萬磊;周旭升;倪圖強
• 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;H01L21/687
• 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

本發明涉及等離子體處理器領域，尤其涉及一種用于等離子反應器中的基片從靜電卡盤上脫離方法及裝置。

背景技術

在半導體設備的制造過程中，例如蝕刻、沉積等處理過程中，通常會利用等離子體對基片（半導體晶片、玻璃基片等）進行處理。一般地，對于等離子體處理裝置來說，作為生成等離子體的方式，在高頻放電方式的等離子體處理裝置中，包括電容耦合型等離子體反應器和電感耦合型等離子體反應器。所述的電容耦合型等離子反應器通常配置有上部電極和下部電極，優選地這兩個電極平行設置。而且，通常在下部電極之上載置被處理基片，經由整合器將等離子體生成用的高頻電源施加于上部電極或者下部電極。通過由該高頻電源所生成的高頻電場來使反應氣體的外部電子加速，從而產等離子體對下部基片進行等離子處理。其中下部電極上方還包括一個靜電夾盤（ESC）來固定待處理的基片如晶圓，靜電夾盤有絕緣材料制成，中間植入有連接到一個吸附電極，該電極連接到一個輸出高壓直流電壓的吸附電源。在正式利用等離子處理前將基片放置在靜電夾盤上，通入足夠的反應氣體，施加高頻電場或磁場點燃等離子體，然后施加所述吸附電源的吸附高壓到所述吸附電極，使待處理基片表面形成感應電荷。在待處理基片的等離子處理完成后需要讓基片從靜電夾盤上脫離下來，除了施加與吸附高壓具有相反極性的電壓以消除感應在基片上的電荷外還需要施加機械力使基片克服重力和少數殘留電荷產生的吸附力。常見的施加機械力的方法是利用舉升管腳（liftpin）抬升，或者利用通入靜電基盤內的冷卻氣體如氦氣（Helium）來提供升力。在利用舉升管腳來舉升基片時由于基片中殘余的電荷數量不定所以很難獲得一個在不同制程工藝中都合適的舉升力，舉升力過大就好造成基片破裂，舉升力不足無法使基片全部脫離靜電夾盤。采用冷卻氣體舉升能避免上述問題，但是采用冷卻氣體舉升時在基片脫離靜電夾盤上表面時會由于氣體的舉托，會向水平方向平移，基片的平移距離足夠大時會與圍繞在基片周圍的聚焦環等附屬部件相碰撞。碰撞發生會使得粘附在聚焦環上的聚合物顆粒粘附到已經完成加工的基片上，影響成品率。

所以業內需要一種更好的舉升基片使其脫離靜電夾盤的方法，既能避免基片平移也能防止基片破裂。

發明內容

本發明的目的是提供一種等離子處理器，能夠在等離子處理完成后快速的移除基片，同時防止基片破裂或者平移。

本發明提供一種等離子處理器，包括：一個反應腔，反應腔內包括一個基座，基座上方包括一個靜電夾盤，待處理基片放置在靜電夾盤上，所述基座內還包括一個冷卻氣體供應管道向基片下表面供應冷卻氣體?；虏堪ㄒ粋€氣缸，氣缸內包括一個活塞，所述活塞連接到所述多個舉升管腳，所述舉升管腳與基座上方的靜電夾盤內的多個舉升孔位置對應，其特征在于：所述氣缸連接到一個供氣系統，所述供氣系統提供高壓和低壓兩種氣壓的氣體到氣缸，在供氣系統提供低壓氣體到氣缸時舉升管腳頂端具有第一高度位置；供氣系統提供高壓氣體到氣缸時舉升管腳頂端具有第二高度位置，其中所述舉升管腳電連接到接地端。其中供氣系統包括一個氣源提供穩定的高壓氣體和一個氣壓調節器從輸入端接收來著氣源的高壓氣體并在輸出端輸出穩定的低壓氣體，還包括一個旁路開關連接在所述氣壓調節器的輸入端和輸出端。供氣系統中氣壓調節器輸入端與氣源之間還可以串聯有一個閥門。

其中舉升管腳上可以固定有一個位置標識裝置。所述等離子處理器還包括一個位置識別裝置，與所述位置標識裝置對應并讀取位置信息。

舉升管腳上可以設置一個限位器，基座中還固定有一個可移動擋板在管腳上升過程中，能選擇性的阻擋或釋放所述限位器。

所述氣缸包括一個活塞分隔氣缸內部空間為上部空間和下部空間，下部空間通過一個第一氣體進出口連接到所述供氣系統，并輸入所述高壓氣體或低壓氣體；上部空間通過第二氣體進出口將氣體排出上部空間，所述活塞連接到所述舉升管腳帶動所述舉升管腳上升或下降。