[發(fā)明專利]等離子體處理腔室及其去夾持裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310504954.1
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104576280A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜若昕;梁潔;王洪青;劉志強(qiáng);蘇興才
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01J37/20;H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體處理腔室及其去夾持裝置和方法。

背景技術(shù)

對半導(dǎo)體基片或襯底的微加工是一種眾所周知的技術(shù)，可以用來制造例如，半導(dǎo)體、平板顯示器、發(fā)光二極管（LED）、太陽能電池等。微加工制造的不同步驟可以包括等離子體輔助工藝（例如，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、反應(yīng)離子刻蝕等），這些工藝在反應(yīng)室內(nèi)部進(jìn)行，工藝氣體被輸入至該反應(yīng)室內(nèi)。射頻源被電感和/或電容耦合至反應(yīng)室內(nèi)部來激勵工藝氣體，以形成和保持等離子體。在反應(yīng)室內(nèi)部，暴露的襯底被夾盤支撐，并通過某種夾持力被固定在一固定的位置。

為了滿足工藝要求，不僅需要對工序處理過程進(jìn)行嚴(yán)格地控制，還會涉及到半導(dǎo)體基片的裝載和去夾持。半導(dǎo)體基片的裝載和去夾持是半導(dǎo)體基片處理的關(guān)鍵步驟。

現(xiàn)有技術(shù)僅采用升舉頂針從靜電夾盤中去夾持基片的機(jī)制有可能造成基片不可逆轉(zhuǎn)的損壞。眾所周知，由于基片是由等離子體來加工完成的，在基片加工完成后在所述基片上尤其在基片的底面上還會存在電荷。現(xiàn)有技術(shù)已揭示了對基片上的電荷進(jìn)行放電的程序，并且在理想狀態(tài)下，對基片進(jìn)行放電程序以后就可以對基片進(jìn)行去夾持。然而，隨著機(jī)構(gòu)老化，對基片進(jìn)行放電程序后基片上仍有可能存在殘余電荷。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，基片底面通常仍存在殘余電荷，所述殘余電荷導(dǎo)致基片因和靜電夾盤之間的靜電產(chǎn)生一個向下的吸力將所述基片吸至靜電夾盤上。由于升舉頂針的個數(shù)有限，其并不能均勻作用于整個基片背面。因此，在基片的某些沒有升舉頂針接觸的部位，向下的吸力大于升舉頂針向上的推力，而在基片的其他部位由于升舉頂針的直接接觸，升舉頂針向上的推力大于向下的吸力，所述硅片會由于在局部扭曲受力而導(dǎo)致破損。并且，由于升舉頂針的推力是一個瞬時的力，其突然作用于基片有可能會導(dǎo)致基片突然彈離開靜電夾盤，這有可能導(dǎo)致基片受到所述彈力的損壞。進(jìn)一步地，由于等離子體處理系統(tǒng)的空間受限，上述去夾持機(jī)制僅采取有限個升舉頂針，在實際應(yīng)用中所述有限個升舉頂針中的一個或多個可能由于機(jī)構(gòu)老化而抬起不完全或延遲甚至不能抬起，其可能進(jìn)一步地導(dǎo)致基片的傾斜或抬起不完全，從而導(dǎo)致基片和等離子體處理基片接觸而造成損壞。

因此，業(yè)內(nèi)需要一種能夠?qū)⒒煽坎⒎€(wěn)定地從靜電夾盤去夾持的去夾持機(jī)制，本發(fā)明正是基于此提出的。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出了一種等離子體處理腔室及其去夾持裝置和方法。

本發(fā)明第一方面提供了一種等離子體處理腔室，其中，包括：

一腔體；

基臺，其設(shè)置于腔體下方，基片放置于所述基臺表面；

設(shè)置于所述基臺內(nèi)部的若干冷卻氣體通道，其中通有冷卻氣體，所述冷卻氣體通道在所述基臺和基片之間設(shè)置有一個噴氣孔，所述冷卻氣體能夠通過噴氣孔將冷卻氣體噴向基片背面；

若干升舉頂針，其可移動地設(shè)置于基臺內(nèi)部，能夠向上頂起基片，

靜電夾盤，位于所述基臺的上部，其最上層設(shè)置有一絕緣層，在所述絕緣層中設(shè)置有一電極，

其中，所述電極分別連接有一直流電源和一交流電源。

進(jìn)一步地，在所述基臺下方還設(shè)置有一冷卻氣體供應(yīng)裝置，所述冷卻氣體供應(yīng)裝置連接于所述冷卻氣體通道，用于向所述冷卻氣體通道供應(yīng)冷卻氣體。

進(jìn)一步地，所述冷卻氣體包括氦氣。

進(jìn)一步地，在所述基臺下方還設(shè)置有一提升裝置，其連接于升舉頂針，并提升所述升舉頂針使得所述升舉裝置接觸于所述基片背面，從而帶動所述基片向上移動。

進(jìn)一步地，所述提升裝置包括氣泵等。

進(jìn)一步地，所述電極連接有一電源裝置。

進(jìn)一步地，所述電源裝置包括并聯(lián)的雙震開關(guān)和直流電源，其中，所述雙震開關(guān)通過一控制信號觸發(fā)。

進(jìn)一步地，所述電源裝置包括一控制開關(guān)、直流電源、交流電源，其中所述控制開關(guān)的輸出端連接于所述電極，兩個輸入端分別連接所述直流電源和交流電源。

本發(fā)明第二方面提供了一種用于等離子體處理腔室的基片去夾持方法，其中，所述等離子體處理腔室包括本發(fā)明第一方面所述的等離子體處理腔室，其中，所述去夾持方法包括如下步驟：

在基片的主制程階段結(jié)束以后，向等離子體處理腔室的基臺中的電極施加反向直流電壓；

然后，向所述電極施加交變電壓，在上述過程中，持續(xù)對所述基片背面供應(yīng)冷卻氣體；

接著，當(dāng)冷卻氣體漏率持續(xù)第一時間不小于預(yù)定閾值，則判定基片已經(jīng)去夾持。