等離子體處理裝置、基片卸載裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于半導(dǎo)體制作的等離子處理裝置，如等離子體刻蝕裝置、等離子體沉積裝置、等離子體灰化裝置等，尤其涉及應(yīng)用在上述處理裝置中的基片卸載裝置，用來減少甚至是避免基片卸載過程中所發(fā)生的基片破損現(xiàn)象。這里所說的“基片”應(yīng)作廣義的理解，包括任何適合置于上述處理裝置中進行等離子體處理的物，以及已于上述處理裝置中完成等離子體處理而需要自該處理裝置移出的物，比如，生產(chǎn)集成電路所常用的載體:晶圓(wafer)，玻璃基板等。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，半導(dǎo)體基片需要在半導(dǎo)體處理系統(tǒng)中，例如等離子體刻蝕機臺或等離子體化學(xué)氣相沉積機臺，經(jīng)過一系列的工序處理而形成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。為了滿足工藝要求，不僅需要對工序處理過程進行嚴(yán)格地控制，還會涉及到半導(dǎo)體基片的裝載和去夾持(或稱卸載)。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。
[0003]在等離子體處理裝置中，通常采用升舉頂針(lift pin)將基片自基片放置臺(通常為靜電夾盤)去夾持。但上述去夾持機制有可能對基片造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。這是因為，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?，F(xiàn)有技術(shù)已揭示了對基片上的電荷進行放電的程序，并且在理想狀態(tài)下，對基片進行放電程序以后就可以對基片進行去夾持。然而，隨著機構(gòu)老化，對基片進行放電程序后基片上仍有可能存在殘余電荷。
[0004]所述殘余電荷導(dǎo)致基片和靜電夾盤之間產(chǎn)生一個向下的吸力而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構(gòu)老化而抬起不完全或延遲甚至不能抬起，其可能進一步地導(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。
[0005]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制，本發(fā)明正是基于此提出的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于等離子體處理裝置的基片卸載裝置，包括:
[0007]靜電夾盤，其上表面設(shè)置有用于支撐基片中央?yún)^(qū)域的凸出部以及環(huán)繞所述凸出部的凹陷區(qū)域；
[0008]聚焦環(huán)，設(shè)置在所述凹陷區(qū)域內(nèi)，用于改善等離子體處理裝置內(nèi)的等離子體分布，包括鄰近所述凸出部的第一部分以及遠(yuǎn)離所述凸出部的第二部分，所述第一部分的上表面不高于所述凸出部的上表面，以便于使得基片的邊緣區(qū)域設(shè)置于所述第一部分的上方，所述第二部分的上表面高于所述凸出部的上表面，以限位基片于所述凸出部與所述第一部分;
[0009]控制器，用于控制所述聚焦環(huán)的升降運動，在卸載基片時，所述控制器控制所述聚焦環(huán)向上抬升，所述聚焦環(huán)的抬升迫使基片的下表面脫離所述靜電夾盤。
[0010]可選的，所述靜電夾盤內(nèi)設(shè)置有通道；至少一升舉頂針設(shè)置在所述通道內(nèi)；
[0011]在所述控制器的控制下，所述升舉頂針透過所述通道抬升或下降所述聚焦環(huán)，從而所述控制器實現(xiàn)對所述聚焦環(huán)升降運動的控制。
[0012]可選的，所述聚焦環(huán)的第一部分與第二部分之與基片接觸的表面共同限定了一基片容置空間，所述基片容置空間的設(shè)置足以使得，在脫離所述靜電夾盤后并被進一步抬升的過程中，基片仍能被穩(wěn)定保持在所述基片容置空間內(nèi)。
[0013]可選的，所述第二部分之與基片接觸的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空間的頂部寬度大于底部寬度。
[0014]可選的，還包括:
[0015]分離裝置，用于在基片的下表面脫離所述靜電夾盤后，進一步分離聚焦環(huán)與基片;
[0016]傳送臂，用于在聚焦環(huán)與基片分離后，將基片移出。
[0017]可選的，所述分離裝置可在所述控制器的控制下作升降運動，所述傳送臂可在所述控制器的控制下作直線水平運動。
[0018]可選的，所述靜電夾盤內(nèi)設(shè)置有第二通道；所述分離裝置包括設(shè)置在所述第二通道內(nèi)的第二升舉頂針；
[0019]在所述控制器的控制下，所述第二升舉頂針透過所述第二通道作用在基片的下表面，并通過抬升基片以實現(xiàn)聚焦環(huán)與基片的分離。
[0020]可選的，包括一升舉頂針，所述升舉頂針包括:
[0021]可升降的第一級頂桿，所述第一級頂桿呈筒狀；
[0022]設(shè)置在所述第一級頂桿內(nèi)的第二級頂桿，所述第二級頂桿可相對于所述第一級頂桿作升降運動，作為所述的分離裝置；
[0023]所述聚焦環(huán)內(nèi)設(shè)置有通道，所述通道容許所述第二級頂桿通過，但不容許所述第一級頂桿通過；
[0024]所述控制器可用于控制所述第一級頂桿抬升所述聚焦環(huán)，進而間接抬升所述基片，從而實現(xiàn)基片與所述靜電夾盤的脫離；也可用于控制所述第二級頂桿的上升，以使得所述第二級頂桿穿過所述通道而作用在基片上并抬升基片，從而實現(xiàn)聚焦環(huán)與基片的分離。
[0025]可選的，所述第二級頂桿的設(shè)置方式滿足:在所述第一級頂桿升降時，所述第二級頂桿隨之升降。
[0026]可選的，所述聚焦環(huán)不為完整的環(huán)形，即所述聚焦環(huán)的環(huán)體結(jié)構(gòu)存在缺口 ；一傳送臂可自所述缺口處進入所述聚焦環(huán)內(nèi)，并將基片自聚焦環(huán)移出。
[0027]可選的，所述聚焦環(huán)作為基片轉(zhuǎn)移過程中的載體，隨基片一起被移入或移出。
[0028]可選的，所述基片的厚度小于等于400微米。
[0029]可選的，所述控制器還可用于在基片處理的過程中控制聚焦環(huán)的升降。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于等離子體處理裝置的基片卸載裝置，包括:
[0031]靜電夾盤，用于承載基片；
[0032]聚焦環(huán)，設(shè)置在基片的周邊，所述基片的邊緣部分延伸至聚焦環(huán)的上方；所述聚焦環(huán)內(nèi)設(shè)置有通道；
[0033]升舉頂針，包括可升降的第一級頂桿，所述第一級頂桿呈筒狀，所述第一級頂桿內(nèi)設(shè)置有第二級頂桿，所述第二級頂桿可相對于所述第一級頂桿作升降運動；所述聚焦環(huán)內(nèi)的所述通道容許所述第二級頂桿通過，但不容許所述第一級頂桿通過；
[0034]控制器，用于控制所述第一級頂桿接觸并抬升所述聚焦環(huán)，進而間接抬升所述基片，從而實現(xiàn)基片與所述靜電夾盤的脫離；也用于控制所述第二級頂桿相對于所述第一級頂桿的上升運動，以使得所述第二級頂桿穿過所述通道而作用在基片上并抬升基片，從而實現(xiàn)聚焦環(huán)與基片的分離。
[0035]可選的，所述第二級頂桿的設(shè)置方式滿足:在所述第一級頂桿升降時，所述第二級頂桿隨之升降。
[0036]可選的，所述靜電夾盤內(nèi)設(shè)置有可容許所述升舉頂針通過的通道；所述升舉頂針的所述第一級頂桿通過所述靜電夾盤的所述通道抬升所述聚焦環(huán)。
[0037]可選的，所述聚焦環(huán)包括第一部分以及比所述第一部分更遠(yuǎn)離基片中心的第二部分；所述基片的邊緣部分延伸至所述第一部分的上方，并被所述第二部分所限位，以防止所述基片滑出所述聚焦環(huán)；所述聚焦環(huán)的第一部分與第二部分之與基片接觸的表面共同限定了一基片容置空間，所述基片容置空間的設(shè)置足以使得，在脫離所述靜電夾盤后并被進一步抬升的過程中，基片仍能被穩(wěn)定保持在所述基片容置空間內(nèi)。
[0038]可選的，所述第二部分之與基片接觸的表面包括一斜面，以使得所述基片容置空間的頂部寬度大于底部寬度。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于等離子體處理裝置的基片卸載裝置，包括:
[0040]靜電夾盤，用于承載基片；
[0041]聚焦環(huán)，設(shè)置在基片的周邊，所述基片的邊緣部分延伸至聚焦環(huán)的上方；
[0042]第一升舉頂針；
[0043]第二升舉頂針；
[0044]控制器，用于控制所述第一升舉頂針接觸并抬升所述聚焦環(huán)，進而間接抬升所述基片，從而實現(xiàn)基片與所述靜電夾盤的脫離；也用于控制所述第二升舉頂針接觸并抬升所述基片，從而實現(xiàn)聚焦環(huán)與基片的分離。
[0045]可選的，所述靜電夾盤內(nèi)設(shè)置有可容許所述第一升舉頂針通過的第一通道以及可容許所述第二升舉頂針通過的第二通道；所述第一升舉頂針自下方通過所述靜電夾盤的所述第一通道抬升所述聚焦環(huán)；所述第二升舉頂針自下方通過所述靜電夾盤的所述第二通道抬升所述基片。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種用于等離子體處理裝置的基片卸載裝置，包括:
[0047]靜電夾盤，用于承載基片；
[0048]聚焦環(huán)，設(shè)置在基片的周邊，所述基片的邊緣部分延伸至聚焦環(huán)的上方；