一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，适用于基片尺寸小于静电吸盘的顶部介电层时，对没有基片覆盖的介电层边缘位置进行保护，包含由聚酰亚胺制成的圆板、圆环或柔性薄膜，并在真空处理腔室外、配合连接到基片外缘，使保护装置与基片的组合被一起放置到介电层上。边缘保护装置还可以是设置在基片底部的聚酰亚胺托护层，或是在静电吸盘上环绕基片设置的芳纶聚焦环。在刻蚀基片的同时，仅能刻蚀到上述保护装置，使其下方的介电层边缘位置得到有效保护，从而减少了静电吸盘的表面损耗，延长其使用寿命，有效节约生产成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种边缘保护装置，特别涉及一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置。
技术介绍
目前在半导体器件的制造过程中，为了在基片(wafer)上进行淀积、蚀刻等工艺处理，往往通过真空处理腔室底部的静电吸盘(Electrostatic chuck，简称ESC)，产生静电力吸持来固定和支撑基片。基片被放置在静电吸盘顶部、导热陶瓷的介电层上，该介电层中设置有下电极，若该介电层的尺寸等于或小于基片尺寸，则在使用等离子体刻蚀基片时，在真空处理腔室的真空抽气系统作用下，会使靠近静电吸盘外缘的等离子体泄漏，造成对基片边缘与中心位置的刻蚀不均勻。而且，在向基片背面使用氦气冷却时，也容易有基片边缘与中心位置的温度不均勻的情况发生。因此，现在一般直接增大介电层面积；或是在介电层的外缘加装一个石英或硅材质的聚焦环(focus ring)，通过聚焦环与介电层连接后一起承载基片，并使静电吸盘的顶面尺寸大于基片尺寸。然而，在基片没有覆盖的介电层或是聚焦环的边缘位置，会在等离子体刻蚀基片的同时被刻蚀，而由于静电吸盘的介电层不方便更换，且修复或更换费用昂贵； 加装的聚焦环虽然容易拆卸，但其损耗也势必增加生产成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，通过嵌设基片的环状结构，或是基片底部设置的托护层，或是设置与现有不同材料、形状的聚焦环，来覆盖介电层的边缘位置进行保护，从而减少静电吸盘的表面损耗，延长其使用寿命，节约生产成本。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，所述保护装置整体上呈现中空的环状结构，其接触于基片外边缘，并与所述基片一起覆盖在所述静电吸盘的顶部介电层上；所述保护装置的外径与所述介电层的外径至少一致。所述保护装置的高度与所述基片的高度一致，使所述基片嵌设在所述保护装置中时，所述基片底面与保护装置的底面齐平，并在所述基片放置到介电层上时，使所述基片的底面能与介电层表面贴合。还有一种实施例中，所述保护装置是一柔性的薄膜结构；所述薄膜一端与所述基片的上边缘连接。所述薄膜的另一端垂下，并在所述基片底面的同一水平面上向外延伸，并有足够的长度，使所述基片与该薄膜连接后在水平方向的长度，与所述介电层的直径一致。在真空处理腔室外，将所述保护装置与所述基片的外缘位置配合连接，并使该保护装置与基片的组合一起被放置到处理腔室内所述静电吸盘的介电层上。 所述保护装置是由聚酰亚胺制成的。另一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，是一形成在所述基片底部的托护层； 所述托护层直径大于其上方的基片直径，并与所述静电吸盘顶部介电层的直径一致，使在所述基片放置到介电层上时，所述托护层完全覆盖所述介电层表面。所述托护层是由聚酰亚胺制成的。还有一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，是环绕所述基片设置的聚焦环，其设置在所述介电层上、没有被所述基片覆盖的边缘位置。所述聚焦环的纵截面呈直角梯形；所述直角梯形靠近介电层中心的内侧面为斜坡面或弧面；与该内侧面相对的，所述直角梯形的外侧面是竖直面，并与所述介电层的外缘齐平。所述聚焦环的内侧面底端到所述介电层圆心的距离，小于所述基片的半径；使所述基片放置在介电层上时，对应放置在该聚焦环内，并使该基片的外边缘仅仅覆盖聚焦环内侧面底端向外的一部分。所述聚焦环是由芳纶制成的。与现有技术相比，本技术的优点在于，本技术提供了用于静电吸盘边缘保护的保护装置的多种结构，适用于基片尺寸小于静电吸盘的顶部介电层时，对没有基片覆盖的介电层边缘位置进行保护，该边缘保护装置包含由聚酰亚胺制成的圆板、圆环或柔性薄膜；在真空处理腔室外，将该保护装置配合连接到基片外缘，并使该保护装置与基片的组合被一起放置到介电层上。边缘保护装置还可以是设置在基片底部的聚酰亚胺托护层， 或是在静电吸盘上环绕基片设置的芳纶聚焦环。在刻蚀基片的同时，仅能刻蚀到上述该保护装置，使其下方的介电层边缘位置得到有效保护，从而减少了静电吸盘的表面损耗，延长其使用寿命，有效节约生产成本。附图说明图1是在实施例1中用于静电吸盘边缘保护的一个具体结构的俯视图；图2是图1所示用于静电吸盘边缘保护的保护装置的纵剖视图； 图3是图1、图2所示用于静电吸盘边缘保护的保护装置与介电层的连接关系示意图；图4是在实施例1中用于静电吸盘边缘保护的另一个具体结构的纵剖视图；图5是在实施例1中用于静电吸盘边缘保护的又一个具体结构的纵剖视图；图6是在实施例2中用于静电吸盘边缘保护的基片结构的纵剖视图及其与介电层的连接关系示意图；图7是在实施例3中用于静电吸盘边缘保护的聚焦环结构的纵剖视图及其与介电层的连接关系示意图。具体实施方式本技术提供的一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，适用于基片或玻璃基板外缘尺寸小于静电吸盘表面的情况下，对下方没有基片或玻璃基板覆盖的静电吸盘的介电层边缘位置进行保护。以下均以基片为例，结合附图说明本技术的多种具体实施方式。实施例1在本实施例中，所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，具有与静电吸盘的顶部介电层一致的外径，并接触于基片的外缘，与基片一起覆盖在介电层上。配合参见图1至图4所示的一种实施结构中，所述保护装置是与基片40高度一致的圆板11 (图3)或圆环12 (图4)等中空环状结构，其外径与静电吸盘50顶部的介电层 51直径一致；中间开设有一个与基片40外缘尺寸相匹配的通孔111，即该通孔111直径与基片40直径一致，可使所述基片40对应嵌设在该通孔111中，与所述保护装置配合连接。如图5所示的又一种实施例中，所述保护装置是一柔性的薄膜13结构。该薄膜13 一端与基片40的上边缘连接；另一端垂下并在基片40底面的同一水平面上向外延伸时，仍有足够的长度，使基片40与薄膜13连接后在水平方向的长度，与所述介电层51的直径一致。 上述多种方式，均是通过手动或自动方式在真空处理腔室外，将基片40在外缘位置与保护装置配合连接，使该保护装置与基片40的组合能够一起被机械手抓取或其他方式自动放置到处理腔室内静电吸盘50的介电层51上。由于基片40的高度，与所述保护装置的高度一致，使嵌设安装后，基片40底面与保护装置的底面齐平，从而在放置到介电层51上时，基片40的底面能与介电层51表面贴合，因而能够利用介电层51来对基片40进行吸持和传热。此时，由于保护装置与静电吸盘50顶部的介电层51外径尺寸一致，介电层51的边缘位置完全由上述各种结构的保护装置覆盖，因而在刻蚀基片40的过程中，等离子体仅能在制程的同时有可能接触到所述保护装置，而使其下方的介电层51边缘得到保护。由于上述保护装置均是由耐热塑胶，如聚酰亚胺(Kapton)制成的，价格十分便宜。 相比介电层51损耗后对静电吸盘50修复或更换的费用而言，所述聚酰亚胺的保护装置即使作为损耗层被刻蚀掉后再更换新的，其价格优势也十分明显。实施例2如图6所示，本实施例中所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，是一由聚酰亚胺(Kapton)等耐热塑胶制成的托护层20，其直接形成在具有多层结构的基片40的底部。该托护层20的面积大于其上方的基片40面积，并使托护层20的直径与所述静电吸盘50顶部介电层51的直径一致。所述底部设置有托护层20的基片40，在放置到所述介本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，所述保护装置整体上呈现中空的环状结构，其接触于基片（４０）外边缘，并与所述基片（４０）一起覆盖在所述静电吸盘（５０）的顶部介电层（５１）上；所述保护装置的外径不小于所述介电层（５１）的外径。

【技术特征摘要】
1.一种用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，所述保护装置整体上呈现中空的环状结构，其接触于基片(40)外边缘，并与所述基片(40) —起覆盖在所述静电吸盘(50)的顶部介电层(51)上；所述保护装置的外径不小于所述介电层(51)的外径。2.如权利要求1所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，所述保护装置的高度与所述基片(40 )的高度一致，使所述基片(40 )嵌设在所述保护装置中时，所述基片 (40)底面与保护装置的底面齐平，并在所述基片(40)放置到介电层(51)上时，使所述基片 (40)的底面能与介电层(51)表面贴合。3.如权利要求1所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，所述保护装置是一柔性的薄膜(13)结构；所述薄膜(13) —端与所述基片(40)的上边缘连接。4.如权利要求3所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，所述薄膜(13) 的另一端垂下，并在所述基片(40)底面的同一水平面上向外延伸，并有足够的长度，使所述基片(40)与该薄膜(13)连接后在水平方向的长度，与所述介电层(51)的直径一致。5.如权利要求1所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，在真空处理腔室外，将所述保护装置与所述基片(40)的外缘位置配合连接，并使该保护装置与基片(40) 的组合一起被放置到处理腔室内所述静电吸盘(50)的介电层(51)上。6.如权利要求1所述用于静电吸盘边缘保护的保护装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·皮尔斯，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31