一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法，所述保護(hù)環(huán)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔內(nèi)，所述保護(hù)環(huán)能夠在對(duì)晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中覆蓋在晶圓的邊緣位置，來(lái)承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)能夠在釋放晶圓的過(guò)程中移動(dòng)，并將聚集的所述聚合物帶離晶圓。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于控制，能夠有效減少晶圓邊緣的顆粒，保證晶圓邊緣芯片的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】—種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的等離子體處理裝置，特別涉及一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，例如在一些用來(lái)進(jìn)行蝕刻或TSV (硅通孔)工藝的等離子體處理裝置中，通常在反應(yīng)腔內(nèi)的底部設(shè)置有處理臺(tái)，用來(lái)承載放置在其上面的晶圓。在處理過(guò)程中，反應(yīng)用的氣體通過(guò)上電極引入到反應(yīng)腔內(nèi)，并在壓力控制器的作用下維持在設(shè)定的壓力值。射頻電源(例如是13.56MHz，3000W)通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)連接至所述的處理臺(tái)或上電極，用來(lái)在處理臺(tái)與上電極之間形成射頻場(chǎng)從而將反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體對(duì)晶圓進(jìn)行處理。
[0003]由于射頻電源的施加會(huì)產(chǎn)生熱量，在處理臺(tái)和晶圓上都會(huì)有溫度升高的表現(xiàn)。因此，在處理臺(tái)上配置有溫度控制系統(tǒng)，其中包含有靜電吸盤(pán)(ESC)，冷卻液的循環(huán)通道及其控制器，和氦氣的氣道及其氣壓控制裝置等等。在處理過(guò)程中，為了吸持晶圓，在處理臺(tái)的靜電吸盤(pán)上施加有高壓直流。處理臺(tái)的溫度是通過(guò)流過(guò)的冷卻液來(lái)控制的。氦氣被導(dǎo)入到晶圓背面與處理臺(tái)之間以保證晶圓溫度控制的均勻性；氦氣的氣壓一般被控制在10托飛O托(Torr)的范圍內(nèi)。
[0004]蝕刻等處理會(huì)產(chǎn)生包含聚合物的副產(chǎn)品。這些副產(chǎn)品可能是那些沒(méi)有揮發(fā)或沒(méi)有由排氣泵從反應(yīng)腔內(nèi)排走的聚合物，其往往會(huì)積累在晶圓的邊緣位置。究其原因，發(fā)現(xiàn)在處理反應(yīng)完成后，通過(guò)向處理臺(tái)的靜電吸盤(pán)施加反向的高壓直流后再關(guān)閉該高壓直流，能夠?qū)⒕A釋放。氦氣的流量大小能夠被用來(lái)檢驗(yàn)晶圓是否成功地被釋放:當(dāng)晶圓沒(méi)有被釋放時(shí)，氦氣氣流被維持在原先一個(gè)較低的流量水平，因?yàn)榇藭r(shí)晶圓與處理臺(tái)之間的間距很小；而當(dāng)晶圓被成功釋放時(shí)，因?yàn)榫A與處理臺(tái)之間的間距增加，氦氣氣流會(huì)提升到另一個(gè)流量水平。
[0005]然而，正是由于晶圓釋放的過(guò)程中，氦氣流量在關(guān)閉了高壓直流之后得到提升，使得包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品被氦氣氣流吹送到晶圓的邊緣位置形成顆粒，從而損害到位于晶圓邊緣位置的芯片的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，來(lái)防止晶圓釋放過(guò)程中聚合物等副產(chǎn)品被氦氣吹送到晶圓的邊緣位置，從而減少晶圓邊緣顆粒。本發(fā)明同時(shí)提供了包含這種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)的等離子體處理裝置，以及相應(yīng)的能夠減少晶圓邊緣顆粒的方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案是提供一種用于等離子處理裝置的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔內(nèi)，所述反應(yīng)腔內(nèi)包括處理臺(tái)，晶圓設(shè)置在所述處理臺(tái)上；所述保護(hù)環(huán)能夠在對(duì)晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中定位到第一狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)覆蓋在晶圓的邊緣位置，用來(lái)承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)能夠在釋放晶圓前定位到第二狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)移動(dòng)到遠(yuǎn)離晶圓的位置，從而將聚集的所述聚合物帶離晶圓。
[0008]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)的內(nèi)徑等于或略小于晶圓的直徑。
[0009]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔外設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器，能夠通過(guò)從所述反應(yīng)腔底部向上穿入到該反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿，連接及支撐所述保護(hù)環(huán)并使該保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降；
或者，所述驅(qū)動(dòng)器能夠通過(guò)從所述反應(yīng)腔頂部向下穿入到該反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿，連接及懸掛所述保護(hù)環(huán)并使該保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降。
[0010]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)在第一狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)的底面與晶圓的頂面之間存在有第一間隙，第一間隙在豎直方向的距離為0.lmnT2mm。
[0011]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)在第二狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)的底面與晶圓的頂面之間存在有第二間隙，所述第二間隙高于抓取晶圓的機(jī)械手，以便于通過(guò)機(jī)械手對(duì)晶圓進(jìn)行拿取更換。
[0012]優(yōu)選地，所述第二間隙在豎直方向的距離為10mnT20mm。
[0013]優(yōu)選地，所述保護(hù)環(huán)是一個(gè)完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
或者所述保護(hù)環(huán)是由在第一狀態(tài)時(shí)聚攏而在第二狀態(tài)時(shí)水平方向散開(kāi)的多個(gè)圓弧段組合形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案是提供一種等離子體處理裝置，設(shè)置有上述的任意一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)；
所述等離子體處理裝置設(shè)置有反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔內(nèi)的底部設(shè)有處理臺(tái)，該處理臺(tái)上設(shè)有靜電吸盤(pán)能夠在施加有直流電壓時(shí)對(duì)放置于該處理臺(tái)上的晶圓進(jìn)行吸持固定，而在關(guān)閉或施加反向的直流電壓時(shí)釋放晶圓；
在所述反應(yīng)腔內(nèi)形成有射頻場(chǎng)，該射頻場(chǎng)能夠?qū)⒁氲剿龇磻?yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體對(duì)晶圓進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)處理；所述等離子體處理裝置是電容耦合式時(shí)，所述射頻場(chǎng)是使射頻電源經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)施加在所述反應(yīng)腔內(nèi)頂部的上電極或所述處理臺(tái)上而形成在所述上電極與處理臺(tái)之間；所述等離子體處理裝置是電感耦合式時(shí)，所述射頻場(chǎng)是使射頻電源經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)施加在圍繞著反應(yīng)腔外壁或反應(yīng)腔頂部的感應(yīng)線圈上而形成在所述感應(yīng)線圈的軸向；
所述反應(yīng)腔外設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器，能夠通過(guò)穿入到反應(yīng)腔內(nèi)的若干連桿來(lái)連接所述保護(hù)環(huán)，從而控制所述保護(hù)環(huán)覆蓋在晶圓的邊緣位置以承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品，或控制所述保護(hù)環(huán)在釋放晶圓前移動(dòng)到遠(yuǎn)離晶圓的位置來(lái)將聚集的聚合物帶離晶圓。
[0015]優(yōu)選地，所述處理臺(tái)內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，以及將氦氣導(dǎo)送到晶圓背面與處理臺(tái)頂面之間的氣體通道，通過(guò)冷卻液及氦氣來(lái)實(shí)現(xiàn)處理臺(tái)及晶圓的均勻冷卻。
[0016]優(yōu)選地，在所述反應(yīng)腔的底部環(huán)繞處理臺(tái)的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵能夠?qū)⒎磻?yīng)腔內(nèi)的等離子體經(jīng)由這些排氣通道抽出。
[0017]本發(fā)明的第三個(gè)技術(shù)方案是提供一種減少晶圓邊緣顆粒的方法，通過(guò)在等離子體裝置中設(shè)置上述任意一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法包含以下過(guò)程:
將保護(hù)環(huán)覆蓋于晶圓的邊緣位置上；
在對(duì)晶圓進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中，使所述保護(hù)環(huán)定位至第一狀態(tài)，使包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品聚集在該保護(hù)環(huán)上； 當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束釋放晶圓時(shí)，使保護(hù)環(huán)移動(dòng)至第二狀態(tài)，并將聚集的聚合物帶離晶
圓；
當(dāng)保護(hù)環(huán)位于第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑻幚硗瓿傻木A取走并更換新的晶圓。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)及減少晶圓邊緣顆粒的方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于控制，能夠以位于晶圓邊緣的保護(hù)環(huán)來(lái)承載聚集的聚合物等副產(chǎn)品，并在晶圓釋放時(shí)使保護(hù)環(huán)上升來(lái)帶離這些聚合物，從而有效減少晶圓邊緣的顆粒，保證晶圓邊緣芯片的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明所述在等離子體處理裝置中設(shè)置晶圓邊緣保護(hù)環(huán)在第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2是本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)第一種結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；
圖3是本發(fā)明所述在等離子體處理裝置中設(shè)置晶圓邊緣保護(hù)環(huán)在第二實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明所述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)第二種結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
配合參見(jiàn)圖1、圖2所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例中提供一種晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(以下或簡(jiǎn)稱為保護(hù)環(huán)70)，其位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔10內(nèi)。該保護(hù)環(huán)70覆蓋在晶圓60的邊緣位置。
[0021]所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑M等于或略小于晶圓60的直徑N:例如，若晶圓60直徑是200mm的，所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑可以為196mnT200mm ;若晶圓60直徑是300mm的，所述保護(hù)環(huán)70的內(nèi)徑可以為294mnT300mm。
[0022]在反應(yīng)腔10的大氣側(cè)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器71 (例如是包含電機(jī)、氣缸等設(shè)備)。驅(qū)動(dòng)器71能夠通過(guò)穿入到反應(yīng)腔10內(nèi)的若干連桿72來(lái)連接所述保護(hù)環(huán)70，從而控制所述保護(hù)環(huán)70上升或下降。例如，至少設(shè)置有均勻分布的三個(gè)連桿72，來(lái)平穩(wěn)地驅(qū)動(dòng)所述保護(hù)環(huán)70。
[0023]當(dāng)保護(hù)環(huán)70下降到第一狀態(tài)時(shí)(圖1中以實(shí)線表示)，保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60(邊緣位置)的頂面之間存在有第一間隙A，第一間隙A在豎直方向大約有0.lmnT2mm的距離。當(dāng)保護(hù)環(huán)70上升到第二狀態(tài)時(shí)(圖1中以虛線表示)，保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間的距離增大為第二間隙B，該第二間隙B足夠用來(lái)進(jìn)行晶圓60的拿取更換等操作，且該第二間隙B高于抓取晶圓60的機(jī)械手。優(yōu)選地，將第二間隙B的豎直距離設(shè)計(jì)為10mnT20mm是比較合理的。
[0024]本發(fā)明中提供了配置上述晶圓邊緣保護(hù)環(huán)70的等離子體處理裝置，例如是進(jìn)行蝕刻或TSV工藝處理的裝置。圖1所示為一種電容耦合式(CCP)的等離子體處理裝置，其設(shè)有一個(gè)反應(yīng)腔10，該反應(yīng)腔10內(nèi)的頂部具有上電極20，反應(yīng)用的氣體能夠經(jīng)由上電極20內(nèi)設(shè)置的通道輸送到反應(yīng)腔10內(nèi)。反應(yīng)腔10內(nèi)的底部具有處理臺(tái)30，該處理臺(tái)30上設(shè)有靜電吸盤(pán)能夠在施加有直流電壓時(shí)對(duì)放置于該處理臺(tái)30上的晶圓60進(jìn)行吸持固定；處理臺(tái)30內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，還設(shè)有將氦氣(例如以10托?50托的氣壓)導(dǎo)送到晶圓60背面與處理臺(tái)30頂面之間的氣體通道，用來(lái)實(shí)現(xiàn)處理臺(tái)30及晶圓60的均勻冷卻。射頻電源40 (例如13.56MHz，3000W)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)41施加至上電極20或處理臺(tái)30上，用來(lái)在處理臺(tái)30與上電極20之間形成能夠?qū)⒎磻?yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)的射頻場(chǎng)，以便于利用等離子體50對(duì)晶圓60進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理。在反應(yīng)腔10的底部環(huán)繞處理臺(tái)30的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵80能夠?qū)⒎磻?yīng)腔10內(nèi)的等離子體50等經(jīng)由這些排氣通道抽出。
[0025]所述的保護(hù)環(huán)70即按照上文描述的方式覆蓋于晶圓60的邊緣位置，不再贅述。該反應(yīng)腔10內(nèi)的氣壓由氣體導(dǎo)入時(shí)和排氣時(shí)的氣壓控制狀態(tài)來(lái)決定，該反應(yīng)腔10外部為大氣壓環(huán)境。保護(hù)環(huán)70的驅(qū)動(dòng)器71即位于大氣壓側(cè)，例如本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)器71是位于反應(yīng)腔10底部的下方，使多個(gè)連桿72從下至上穿入反應(yīng)腔10內(nèi)而與保護(hù)環(huán)70連接對(duì)其進(jìn)行支撐，從而能夠驅(qū)使該保護(hù)環(huán)70進(jìn)行上升或下降運(yùn)動(dòng)。
[0026]實(shí)施例2
如圖3所示，本發(fā)明在第二實(shí)施例中提供的保護(hù)環(huán)70，其特點(diǎn)在于該保護(hù)環(huán)70的驅(qū)動(dòng)器71位于等離子體處理器反應(yīng)腔10頂部的上方，處于大氣壓側(cè)。多個(gè)連桿72自上而下地穿入到反應(yīng)腔10內(nèi)連接保護(hù)環(huán)70，將該保護(hù)環(huán)70懸吊在晶圓60上方并覆蓋晶圓60的邊緣位置。在驅(qū)動(dòng)器71的作用下，能夠使保護(hù)環(huán)70下降到第一狀態(tài)，使保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間存在有第一間隙A ;還能夠使保護(hù)環(huán)70拉升至第二狀態(tài)(圖
3中以虛線表示)，使保護(hù)環(huán)70的底面與晶圓60 (邊緣位置)的頂面之間的距離增大為第二間隙B，以便于通過(guò)機(jī)械手進(jìn)行晶圓60的拿取更換等操作。本實(shí)施例中比方優(yōu)選的保護(hù)環(huán)尺寸、第一間隙A和第二間隙B、連桿數(shù)量等都可以參照前述實(shí)施例。
[0027]本實(shí)施例中懸吊著的保護(hù)環(huán)70，除了能夠適用于前述電容耦合式(CCP)的等離子體處理裝置以外，還可以適用于如圖3所示的電感耦合式(ICP)的等離子體處理裝置。所述電感耦合式的等離子體處理裝置設(shè)有反應(yīng)腔10，感應(yīng)線圈90在該反應(yīng)腔10外，例如是圍繞著反應(yīng)腔10的外壁或位于反應(yīng)腔10的頂部。射頻電源40經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)41連接至感應(yīng)線圈90,在感應(yīng)線圈90的軸向感應(yīng)出射頻電場(chǎng),使導(dǎo)入到反應(yīng)腔10內(nèi)的反應(yīng)氣體形成等離子體，對(duì)晶圓60進(jìn)行處理。反應(yīng)腔10內(nèi)的其他設(shè)備，如放置晶圓60的處理臺(tái)30，排氣設(shè)備、冷卻設(shè)備等等都可以參照前述實(shí)施例來(lái)進(jìn)行設(shè)置。保護(hù)環(huán)70即通過(guò)本實(shí)施例描述的方式，懸吊在晶圓60上方對(duì)應(yīng)晶圓60邊緣的位置。
[0028]對(duì)于實(shí)施例1和2來(lái)說(shuō)，在對(duì)晶圓60進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中，所述的保護(hù)環(huán)70下降至第一狀態(tài)；此過(guò)程中，由于這些形成聚合物的氣體不是揮發(fā)性的，所以會(huì)在反應(yīng)區(qū)域周圍沉積或吸附。本發(fā)明由于保護(hù)環(huán)70覆蓋了晶圓60周圍，所以包含大量聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品將會(huì)聚集在保護(hù)環(huán)70上。當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)向處理臺(tái)30的靜電吸盤(pán)施加反向的高壓直流后再關(guān)閉該高壓直流，將晶圓60釋放；晶圓60釋放時(shí)，在靜電減小到一定程度后晶圓背面與靜電吸盤(pán)間的縫隙會(huì)瞬間增大，此時(shí)用來(lái)冷卻晶圓的氦氣仍然在按正常流量流動(dòng)，所以隨著縫隙瞬間加大，氦氣也會(huì)瞬間大量吹出?，F(xiàn)有技術(shù)中晶圓邊緣的聚焦環(huán)或邊緣環(huán)縫隙里積聚的聚合物會(huì)被吹到飛散在反應(yīng)腔內(nèi)，并落回加工完成的晶圓60上，這些落在晶圓上的聚會(huì)物嚴(yán)重污染了晶圓，造成晶圓成品率下降。本發(fā)明中由于大部分聚合物沉積在保護(hù)環(huán)70上，在加工完成后隨著保護(hù)環(huán)70上升，聚合物也被帶到遠(yuǎn)離晶圓的位置。此時(shí)即使有大量氣體在晶圓背面吹出也不會(huì)造成聚合物污染物顆粒的四處飄散。本發(fā)明中，當(dāng)保護(hù)環(huán)70上升到第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑼瓿傻木A60取走并更換新的晶圓60。通過(guò)上述的方法能夠有效減少晶圓60邊緣的顆粒。
[0029]實(shí)施例3
本發(fā)明中還提供另一種結(jié)構(gòu)的保護(hù)環(huán)，可以適用于實(shí)施例1或2。特點(diǎn)在于該保護(hù)環(huán)是由等分的或非等分的多個(gè)圓弧段組合而成的，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)相應(yīng)的連桿控制這些圓弧段在水平方向散開(kāi)或聚攏，而不是使其上下升降?？梢酝ㄟ^(guò)豎直布置的連桿從下面支撐或從上面懸吊這些圓弧段，也可以是通過(guò)水平布置的連桿來(lái)驅(qū)動(dòng)這些圓弧段。
[0030]如圖4所示，例如在提供的一種保護(hù)環(huán)中，設(shè)置有兩個(gè)半圓弧段70-1、70_2，兩者在進(jìn)行晶圓處理的過(guò)程中處于聚攏狀態(tài)，以形成一個(gè)完整的覆蓋在晶圓邊緣位置的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，來(lái)承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品。而在進(jìn)行晶圓釋放時(shí)，這兩個(gè)半圓弧段70-1、70-2 (圖4中以虛線表示)左右分離，處于散開(kāi)狀態(tài)；此時(shí)需要使各個(gè)半圓弧段都與晶圓的邊緣相距足夠遠(yuǎn)的距離，也能夠有效地將處理過(guò)程中積聚在這些半圓弧段上的聚合物帶離晶圓。
[0031]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子處理裝置的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)，其特征在于，所述保護(hù)環(huán)(70)位于等離子體處理裝置的反應(yīng)腔(10)內(nèi)，所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)包括處理臺(tái)(30)，晶圓(60)設(shè)置在所述處理臺(tái)(30)上；所述保護(hù)環(huán)(70)能夠在對(duì)晶圓(60)進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中定位到第一狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)(70)覆蓋在晶圓(60)的邊緣位置，用來(lái)承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品；所述保護(hù)環(huán)(70)能夠在釋放晶圓(60)前定位到第二狀態(tài)，以使該保護(hù)環(huán)(70)移動(dòng)到遠(yuǎn)離晶圓(60 )的位置，從而將聚集的所述聚合物帶離晶圓(60 )。
2.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)的內(nèi)徑等于或略小于晶圓(60)的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述反應(yīng)腔(10)外設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器(71)，能夠通過(guò)從所述反應(yīng)腔(10)底部向上穿入到該反應(yīng)腔(10 )內(nèi)的若干連桿(72 )，連接及支撐所述保護(hù)環(huán)(70 )并使該保護(hù)環(huán)(70 )在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降； 或者，所述驅(qū)動(dòng)器(71)能夠通過(guò)從所述反應(yīng)腔(10)頂部向下穿入到該反應(yīng)腔(10)內(nèi)的若干連桿(72 )，連接及懸掛所述保護(hù)環(huán)(70 )并使該保護(hù)環(huán)(70 )在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間上升或下降。
4.如權(quán)利要求1或3所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)在第一狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)(70)的底面與晶圓(60)的頂面之間存在有第一間隙，第一間隙在豎直方向的距離為0.lmnT2mm。
5.如權(quán)利要求1或3所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)在第二狀態(tài)時(shí)，該保護(hù)環(huán)(70)的底面與晶圓(60)的頂面之間存在有第二間隙，所述第二間隙高于抓取`晶圓(60)的機(jī)械手，以便于通過(guò)機(jī)械手對(duì)晶圓(60)進(jìn)行拿取更換。
6.如權(quán)利要求5所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述第二間隙在豎直方向的距離為10mnT20mm。
7.如權(quán)利要求1所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述保護(hù)環(huán)(70)是一個(gè)完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)； 或者所述保護(hù)環(huán)(70)是由在第一狀態(tài)時(shí)聚攏而在第二狀態(tài)時(shí)水平方向散開(kāi)的多個(gè)圓弧段組合形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
8.一種等離子體處理裝置，設(shè)置有如權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的晶圓(60)邊緣保護(hù)環(huán)(70)，其特征在于， 所述等離子體處理裝置設(shè)置有反應(yīng)腔(10)，所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)的底部設(shè)有處理臺(tái)(30)，該處理臺(tái)(30)上設(shè)有靜電吸盤(pán)能夠在施加有直流電壓時(shí)對(duì)放置于該處理臺(tái)(30)上的晶圓(60 )進(jìn)行吸持固定，而在關(guān)閉或施加反向的直流電壓時(shí)釋放晶圓(60 ); 在所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)形成有射頻場(chǎng)，該射頻場(chǎng)能夠?qū)⒁氲剿龇磻?yīng)腔(10)內(nèi)的反應(yīng)氣體激勵(lì)為等離子體狀態(tài)，以便于利用等離子體(50)對(duì)晶圓(60)進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)處理；所述等離子體處理裝置是電容耦合式時(shí)，所述射頻場(chǎng)是使射頻電源(40)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)(41)施加在所述反應(yīng)腔(10)內(nèi)頂部的上電極(20)或所述處理臺(tái)(30)上而形成在所述上電極(20)與處理臺(tái)(30)之間；所述等離子體處理裝置是電感耦合式時(shí)，所述射頻場(chǎng)是使射頻電源(40)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)(41)施加在圍繞著反應(yīng)腔(10)外壁或反應(yīng)腔(10)頂部的感應(yīng)線圈(90)上而形成在所述感應(yīng)線圈(90)的軸向； 所述反應(yīng)腔(10)外設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器(71)，能夠通過(guò)穿入到反應(yīng)腔(10)內(nèi)的若干連桿(72)來(lái)連接所述保護(hù)環(huán)(70)，從而控制所述保護(hù)環(huán)(70)覆蓋在晶圓(60)的邊緣位置以承載包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品，或控制所述保護(hù)環(huán)(70)在釋放晶圓(60)前移動(dòng)到遠(yuǎn)離晶圓(60)的位置來(lái)將聚集的聚合物帶離晶圓(60)。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 所述處理臺(tái)(30)內(nèi)設(shè)有冷卻液的循環(huán)通道，以及將氦氣導(dǎo)送到晶圓(60)背面與處理臺(tái)(30)頂面之間的氣體通道，通過(guò)冷卻液及氦氣來(lái)實(shí)現(xiàn)處理臺(tái)(30)及晶圓(60)的均勻冷卻。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于， 在所述反應(yīng)腔(10)的底部環(huán)繞處理臺(tái)(30)的邊緣設(shè)置有排氣通道，使用排氣泵(80)能夠?qū)⒎磻?yīng)腔(10 )內(nèi)的等離子體(50 )經(jīng)由這些排氣通道抽出。
11.一種減少晶圓邊緣顆粒的方法，通過(guò)在等離子體裝置中設(shè)置如權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的晶圓邊緣保護(hù)環(huán)(70 )來(lái)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包含以下過(guò)程: 將保護(hù)環(huán)(70)覆蓋于晶圓(60)的邊緣位置上； 在對(duì)晶圓(60)進(jìn)行處理反應(yīng)的過(guò)程中，使所述保護(hù)環(huán)(70)定位至第一狀態(tài)，使包含聚合物的處理反應(yīng)副產(chǎn)品聚集在該保護(hù)環(huán)(70)上； 當(dāng)處理反應(yīng)結(jié)束釋放晶圓(60)時(shí)，使保護(hù)環(huán)(70)移動(dòng)至第二狀態(tài)，并將聚集的聚合物帶離晶圓(60); 當(dāng)保護(hù)環(huán)(70)位于第二狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⑻幚硗瓿傻木A(60)取走并更換新的晶圓(60)。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103730318SQ201310569010
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】周旭升, 徐朝陽(yáng), 倪圖強(qiáng), 許頌臨 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司