[发明专利]等离子体处理腔室及其去夹持装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子体处理腔室及其去夹持装置和方法。

背景技术

对半导体基片或衬底的微加工是一种众所周知的技术，可以用来制造例如，半导体、平板显示器、发光二极管（LED）、太阳能电池等。微加工制造的不同步骤可以包括等离子体辅助工艺（例如，等离子体增强化学气相沉积、反应离子刻蚀等），这些工艺在反应室内部进行，工艺气体被输入至该反应室内。射频源被电感和/或电容耦合至反应室内部来激励工艺气体，以形成和保持等离子体。在反应室内部，暴露的衬底被夹盘支撑，并通过某种夹持力被固定在一固定的位置。

为了满足工艺要求，不仅需要对工序处理过程进行严格地控制，还会涉及到半导体基片的装载和去夹持。半导体基片的装载和去夹持是半导体基片处理的关键步骤。

现有技术仅采用升举顶针从静电夹盘中去夹持基片的机制有可能造成基片不可逆转的损坏。众所周知，由于基片是由等离子体来加工完成的，在基片加工完成后在所述基片上尤其在基片的底面上还会存在电荷。现有技术已揭示了对基片上的电荷进行放电的程序，并且在理想状态下，对基片进行放电程序以后就可以对基片进行去夹持。然而，随着机构老化，对基片进行放电程序后基片上仍有可能存在残余电荷。

本领域技术人员应当理解，基片底面通常仍存在残余电荷，所述残余电荷导致基片因和静电夹盘之间的静电产生一个向下的吸力将所述基片吸至静电夹盘上。由于升举顶针的个数有限，其并不能均匀作用于整个基片背面。因此，在基片的某些没有升举顶针接触的部位，向下的吸力大于升举顶针向上的推力，而在基片的其他部位由于升举顶针的直接接触，升举顶针向上的推力大于向下的吸力，所述硅片会由于在局部扭曲受力而导致破损。并且，由于升举顶针的推力是一个瞬时的力，其突然作用于基片有可能会导致基片突然弹离开静电夹盘，这有可能导致基片受到所述弹力的损坏。进一步地，由于等离子体处理系统的空间受限，上述去夹持机制仅采取有限个升举顶针，在实际应用中所述有限个升举顶针中的一个或多个可能由于机构老化而抬起不完全或延迟甚至不能抬起，其可能进一步地导致基片的倾斜或抬起不完全，从而导致基片和等离子体处理基片接触而造成损坏。

因此，业内需要一种能够将基片可靠并稳定地从静电夹盘去夹持的去夹持机制，本发明正是基于此提出的。

发明内容

针对背景技术中的上述问题，本发明提出了一种等离子体处理腔室及其去夹持装置和方法。

本发明第一方面提供了一种等离子体处理腔室，其中，包括：

一腔体；

基台，其设置于腔体下方，基片放置于所述基台表面；

设置于所述基台内部的若干冷却气体通道，其中通有冷却气体，所述冷却气体通道在所述基台和基片之间设置有一个喷气孔，所述冷却气体能够通过喷气孔将冷却气体喷向基片背面；

若干升举顶针，其可移动地设置于基台内部，能够向上顶起基片，

静电夹盘，位于所述基台的上部，其最上层设置有一绝缘层，在所述绝缘层中设置有一电极，

其中，所述电极分别连接有一直流电源和一交流电源。

进一步地，在所述基台下方还设置有一冷却气体供应装置，所述冷却气体供应装置连接于所述冷却气体通道，用于向所述冷却气体通道供应冷却气体。

进一步地，所述冷却气体包括氦气。

进一步地，在所述基台下方还设置有一提升装置，其连接于升举顶针，并提升所述升举顶针使得所述升举装置接触于所述基片背面，从而带动所述基片向上移动。

进一步地，所述提升装置包括气泵等。

进一步地，所述电极连接有一电源装置。

进一步地，所述电源装置包括并联的双震开关和直流电源，其中，所述双震开关通过一控制信号触发。

进一步地，所述电源装置包括一控制开关、直流电源、交流电源，其中所述控制开关的输出端连接于所述电极，两个输入端分别连接所述直流电源和交流电源。

本发明第二方面提供了一种用于等离子体处理腔室的基片去夹持方法，其中，所述等离子体处理腔室包括本发明第一方面所述的等离子体处理腔室，其中，所述去夹持方法包括如下步骤：

在基片的主制程阶段结束以后，向等离子体处理腔室的基台中的电极施加反向直流电压；

然后，向所述电极施加交变电压，在上述过程中，持续对所述基片背面供应冷却气体；

接着，当冷却气体漏率持续第一时间不小于预定阈值，则判定基片已经去夹持。