本發明專利技術公開了一種靜電夾盤及其所在的等離子體處理裝置，本發明專利技術所述的靜電夾盤包括一基座及設置在所述基座上方的靜電夾層，貫穿所述靜電夾盤設置若干升舉頂針組件，所述組件包括升舉頂針、頂針夾持件和升舉頂針通道，所述頂針夾持件設置在所述升舉頂針通道遠離所述基片的一端，用于帶動所述升舉頂針在所述通道內上下移動，并在上下移動過程中始終位于所述基座下方。為了降低高功率可能引發的容納升舉頂針通道內部的電弧放電現象，本發明專利技術將頂針夾持件設置在升舉頂針通道的外部，使得升舉頂針通道內只需容納升舉頂針，進一步減小升舉頂針通道的尺寸，以在不產生點火現象的前提下盡量提高靜電夾盤的工作溫度適應能力。
【技術實現步驟摘要】
一種靜電夾盤及其所在的等離子體處理裝置
本專利技術涉及等離子體刻蝕
，尤其涉及一種在高射頻功率下防止靜電夾盤內產生電弧的等離子體處理
技術介紹
對半導體基片或襯底的微加工是一種眾所周知的技術，可以用來制造例如，半導體、平板顯示器、發光二極管(LED)、太陽能電池等。微加工制造的一個重要步驟為等離子體處理工藝步驟，該工藝步驟在一反應室內部進行，工藝氣體被輸入至該反應室內。射頻源被電感和/或電容耦合至反應室內部來激勵工藝氣體，以形成和保持等離子體。在反應室內部，暴露的基片被靜電夾盤ESC支撐，并通過某種夾持力被固定在一固定的位置，以保證工藝制程中基片的安全性及加工的高合格率。為了滿足工藝要求，不僅需要對工序處理過程進行嚴格地控制，還會涉及到半導體基片的裝載和去夾持。半導體基片的裝載和去夾持是半導體基片處理的關鍵步驟，通過在靜電夾盤內部設置若干升舉頂針組件，當工藝制成結束后，利用升舉頂針的支撐力實現基片與靜電夾盤的分離和托舉，位于反應腔外部的機械手探入基片和靜電夾盤之間，實現對基片的卸載。在對基片進行制程工藝過程中，靜電夾盤除了用于支撐固定基片，還用于對基片的溫度進行控制，隨著基片的加工精度越來越高，對靜電夾盤的溫度均勻性控制要求也越來越高。隨著3D存儲技術的發展，刻蝕工藝需要更高的晶圓溫度以及更高的射頻功率。高溫高功率容易導致升舉頂針組件內部發生電弧作用，嚴重的電弧作用會誘發電弧損傷，甚至導致靜電夾盤的永久性破壞。因此，亟需提供一種升舉頂針組件以適應反應腔內不斷提高的溫度和射頻功率以及基片處理均勻性間的要求。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種靜電夾盤，包括一基座及設置在所述基座上方的靜電夾層，所述靜電夾盤用于在工藝制程中實現對基片的支撐和固定，貫穿所述靜電夾盤設置若干升舉頂針組件，所述組件包括升舉頂針、頂針夾持件和升舉頂針通道，所述頂針夾持件設置在所述升舉頂針通道遠離所述基片的一端，用于帶動所述升舉頂針在所述升舉頂針通道內上下移動，并在上下移動過程中始終位于所述基座下方。進一步的，所述升舉頂針組件包括一頂針保護套，所述升舉頂針保護套設置在所述升舉頂針通道的內壁。進一步的，所述升舉頂針在上下移動過程中，所述升舉頂針的側壁與所述頂針保護套之間的距離大于等于0.01mm。進一步的，所述靜電夾盤的工作溫差大于20℃。進一步的，所述靜電夾盤的工作溫差大于50℃。進一步的，所述靜電夾盤包括一中心，所述升舉頂針組件與所述中心之間的距離小于等于第一距離，所述第一距離與所述靜電夾盤的熱膨脹系數和所述靜電夾盤的工作溫差成反比。進一步的，所述升舉頂針組件到所述靜電夾盤中心的距離小于等于50mm。進一步的，所述升舉頂針組件到所述靜電夾盤中心的距離小于等于30mm。進一步的，所述升舉頂針通道包括所述靜電夾層對應的通道和所述基座對應的通道，所述頂針保護套設置在所述基座對應的通道的內壁。進一步的，所述靜電夾層對應的通道的開口尺寸大于所述頂針保護套的內徑，小于所述頂針保護套的外徑。進一步的，所述頂針保護套靠近所述靜電夾層的一端外側設置一絕緣環。進一步的，本專利技術還公開了一種等離子體處理裝置，包括一反應腔，所述反應腔內設置所述的靜電夾盤。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附實施例。圖1示出一種等離子體處理裝置結構示意圖；圖2和圖3示出一種靜電夾盤的結構示意圖；圖4示出一種靜電夾盤受熱偏移后的結構示意圖；圖5示出靜電夾盤上不同位置設置升舉頂針組件的俯視示意圖；圖6示出另一種實施例的靜電夾盤的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。圖1示出一種等離子體處理裝置，包括一由外壁155圍成的可抽真空的反應腔100。反應腔100用于對基片進行處理。一靜電夾盤(ESC)130設置在所述反應腔的底部，用于支撐并固定基片150。一氣體注入裝置120將反應氣體注入反應腔100，反應氣體在射頻功率源160的激勵下解離為等離子體并保持，實現對基片的等離子體處理。真空泵170可以對反應腔抽真空，以保證等離子體在真空環境中對基片進行處理。在對基片的處理工藝過程中，等離子體對基片的轟擊會造成基片發熱，溫度上升，為了保證基片不同區域溫度的均勻性和工藝處理的穩定性，需要在靜電夾盤上設置對基片溫度進行均勻冷卻的設計，目前業內常規的做法為向基片背面輸送冷卻氣體，例如為氦氣，利用該冷卻氣體在基片背面的均勻擴散，實現對基片的均勻降溫。冷卻氣體主要通過靜電夾盤內設置的冷卻氣體通道140進行輸送，冷卻氣體到達基片背面后在基片與靜電夾層之間擴散，實現對基片的均勻冷卻。除此之外，冷卻氣體還通過升舉頂針組件110進行輸送。圖2和圖3示出本專利技術所述的靜電夾盤的結構示意圖，詳細描述了升舉頂針組件110的結構。升舉頂針組件110包括升舉頂針115和升舉頂針通道116，升舉頂針通道116遠離基片的一端設置一頂針夾持件114，頂針夾持件114用于夾緊升舉頂針115并在驅動裝置的驅動下帶動升舉頂針上下移動。升舉頂針通道116內壁設置頂針保護套112，用于實現升舉頂針115與基座134的有效隔離。如圖3所示，升舉頂針的作用是在完成基片的制程工藝后，利用升舉頂針的托舉實現基片150與靜電夾盤130的分離，并將基片150托舉到一定高度后，由反應腔外部的機械手臂接管基片，實現基片自反應腔的卸載。隨著集成電路行業的不斷發展，半導體基片處理的精度要求越來越高，為了提高處理精度，施加到反應腔內的射頻功率源的功率不斷增大。為了保證對基片的冷卻效果，升舉頂針通道要輸送一定壓力的冷卻氣體，隨著施加到反應腔內的射頻功率的增大，升舉頂針通道內冷卻氣體被點燃成為等離子體的危險性也會變大，冷卻氣體被點燃成為等離子體的現象又成為電弧放電現象。冷卻氣體在升舉頂針通道內電弧放電會損壞反應腔內部件，引發一系列危險后果，因此需要絕對避免。升舉頂針為了能實現對基片的托舉需要有一定的機械強度和穩定性能，因此升舉頂針不能過于纖細，且與頂針保護套112之間要保證一定的間隙，這導致升舉頂針通道116尺寸不能過小。研究發現，冷卻氣體發生電弧放電現象與冷卻氣體所處容器的尺寸以及容器內的氣體壓力有關，容器尺寸越大，或者容器內氣體壓力越大，氣體越容易發生電弧放電現象。為了避免發生電弧放電現象，應該盡量控制升舉頂針通道1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種靜電夾盤，包括一基座及設置在所述基座上方的靜電夾層，所述靜電夾盤用于在工藝制程中實現對基片的支撐和固定，其特征在于：貫穿所述靜電夾盤設置若干升舉頂針組件，所述組件包括升舉頂針、頂針夾持件和升舉頂針通道，所述頂針夾持件設置在所述升舉頂針通道遠離所述基片的一端，用于帶動所述升舉頂針在所述升舉頂針通道內上下移動，并在上下移動過程中始終位于所述基座下方。/n
【技術特征摘要】
1.一種靜電夾盤，包括一基座及設置在所述基座上方的靜電夾層，所述靜電夾盤用于在工藝制程中實現對基片的支撐和固定，其特征在于：貫穿所述靜電夾盤設置若干升舉頂針組件，所述組件包括升舉頂針、頂針夾持件和升舉頂針通道，所述頂針夾持件設置在所述升舉頂針通道遠離所述基片的一端，用于帶動所述升舉頂針在所述升舉頂針通道內上下移動，并在上下移動過程中始終位于所述基座下方。
2.如權利要求1所述的靜電夾盤，其特征在于：所述升舉頂針組件包括一頂針保護套，所述升舉頂針保護套設置在所述升舉頂針通道的內壁。
3.如權利要求2所述的靜電夾盤，其特征在于：所述升舉頂針在上下移動過程中，所述升舉頂針的側壁與所述頂針保護套之間的距離大于等于0.01mm。
4.如權利要求1所述的靜電夾盤，其特征在于：所述靜電夾盤的工作溫差大于20℃。
5.如權利要求1所述的靜電夾盤，其特征在于：所述靜電夾盤的工作溫差大于50℃。
6.如權利要求1所述的靜電夾盤，其特征在于：所述靜電夾盤包括一中心，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：倪圖強，梁潔，涂樂義，
申請(專利權)人：中微半導體設備上海股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31
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