一种等离子处理器及其运行方法技术

本发明专利技术提供一种等离子反应器及其处理方法。所述处理方法包括步骤：提供处理气体进入等离子处理器，电燃等离子体对基片进行处理；熄灭等离子体；气体供应系统提供低压气体到气缸，使处于电接地状态的举升管脚上升并接触基片背面；举升管脚抬升基片到第一高度时气体供应系统提供高压气体到气缸使举升管脚上升到第二高度；移除基片。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种等离子反应器及其处理方法。所述处理方法包括步骤：提供处理气体进入等离子处理器，电燃等离子体对基片进行处理；熄灭等离子体；气体供应系统提供低压气体到气缸，使处于电接地状态的举升管脚上升并接触基片背面；举升管脚抬升基片到第一高度时气体供应系统提供高压气体到气缸使举升管脚上升到第二高度；移除基片。【专利说明】
本专利技术涉及等离子体处理器领域，尤其涉及一种用于等离子反应器中的基片从静电卡盘上脱离方法及装置。
技术介绍
在半导体设备的制造过程中，例如蚀刻、沉积等处理过程中，通常会利用等离子体对基片(半导体晶片、玻璃基片等)进行处理。一般地，对于等离子体处理装置来说，作为生成等离子体的方式，在高频放电方式的等离子体处理装置中，包括电容耦合型等离子体反应器和电感耦合型等离子体反应器。所述的电容耦合型等离子反应器通常配置有上部电极和下部电极，优选地这两个电极平行设置。而且，通常在下部电极之上载置被处理基片，经由整合器将等离子体生成用的高频电源施加于上部电极或者下部电极。通过由该高频电源所生成的高频电场来使反应气体的外部电子加速，从而产等离子体对下部基片进行等离子处理。其中下部电极上方还包括一个静电夹盘(ESC)来固定待处理的基片如晶圆，静电夹盘有绝缘材料制成，中间植入有连接到一个吸附电极，该电极连接到一个输出高压直流电压的吸附电源。在正式利用等离子处理前将基片放置在静电夹盘上，通入足够的反应气体，施加高频电场或磁场点燃等离子体，然后施加所述吸附电源的吸附高压到所述吸附电极，使待处理基片表面形成感应电荷。在待处理基片的等离子处理完成后需要让基片从静电夹盘上脱离下来，除了施加与吸附高压具有相反极性的电压以消除感应在基片上的电荷外还需要施加机械力使基片克服重力和少数残留电荷产生的吸附力。常见的施加机械力的方法是利用举升管脚(Iiftpin)抬升， 或者利用通入静电基盘内的冷却气体如氦气(Helium)来提供升力。在利用举升管脚来举升基片时由于基片中残余的电荷数量不定所以很难获得一个在不同制程工艺中都合适的举升力，举升力过大就好造成基片破裂，举升力不足无法使基片全部脱离静电夹盘。采用冷却气体举升能避免上述问题，但是采用冷却气体举升时在基片脱离静电夹盘上表面时会由于气体的举托，会向水平方向平移，基片的平移距离足够大时会与围绕在基片周围的聚焦环等附属部件相碰撞。碰撞发生会使得粘附在聚焦环上的聚合物颗粒粘附到已经完成加工的基片上，影响成品率。所以业内需要一种更好的举升基片使其脱离静电夹盘的方法，既能避免基片平移也能防止基片破裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种等离子处理器，能够在等离子处理完成后快速的移除基片，同时防止基片破裂或者平移。本专利技术提供一种等离子处理器，包括:一个反应腔，反应腔内包括一个基座，基座上方包括一个静电夹盘，待处理基片放置在静电夹盘上，所述基座内还包括一个冷却气体供应管道向基片下表面供应冷却气体。基座下部包括一个气缸，气缸内包括一个活塞，所述活塞连接到所述多个举升管脚，所述举升管脚与基座上方的静电夹盘内的多个举升孔位置对应，其特征在于:所述气缸连接到一个供气系统，所述供气系统提供高压和低压两种气压的气体到气缸，在供气系统提供低压气体到气缸时举升管脚顶端具有第一高度位置；供气系统提供高压气体到气缸时举升管脚顶端具有第二高度位置，其中所述举升管脚电连接到接地端。其中供气系统包括一个气源提供稳定的高压气体和一个气压调节器从输入端接收来着气源的高压气体并在输出端输出稳定的低压气体，还包括一个旁路开关连接在所述气压调节器的输入端和输出端。供气系统中气压调节器输入端与气源之间还可以串联有一个阀门。其中举升管脚上可以固定有一个位置标识装置。所述等离子处理器还包括一个位置识别装置，与所述位置标识装置对应并读取位置信息。举升管脚上可以设置一个限位器，基座中还固定有一个可移动挡板在管脚上升过程中，能选择性的阻挡或释放所述限位器。所述气缸包括一个活塞分隔气缸内部空间为上部空间和下部空间，下部空间通过一个第一气体进出口连接到所述供气系统，并输入所述高压气体或低压气体；上部空间通过第二气体进出口将气体排出上部空间，所述活塞连接到所述举升管脚带动所述举升管脚上升或下降。本专利技术还提供一种等离子处理器的运行方法，所述等离子处理器包括:一个反应腔，反应腔内包括一个基座，基座上方包括一个静电夹盘，待处理基片放置在静电夹盘上，所述基座内还包括一个冷却气体供应管道向基片下表面供应冷却气体，所述基座还包括一个气缸，接受来自气体供应系统的气体驱动多个举升管脚上下移动，所述处理方法包括步骤:提供处理气体进入等离子处理器，电燃等离子体对基片进行处理；熄灭等离子体；气体供应系统提供低压气体到气缸，使处于电接地状态的举升管脚上升并接触基片背面；举升管脚抬升基片到第一高度时气体供应系统提供高压气体到气缸使举升管脚上升到第二高度；最后移除基片。还可以包括步骤:在举升管脚抬升所述基片前，抽出冷却气体管道内的冷却气体。其中举升管脚接触基片背面到基片抬升到第一高度需要1-3秒。第一高度小于等于1mm，第二高度大于IOmm小于15mm。所述低压气体具有10-35PSI的气压,所述高压气体具有40-120PSI的气压。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术等离子反应器整体示意图；图2为本专利技术基片举升装置示意图；图3为本专利技术基片举升装置中气缸示意图。【具体实施方式】以下结合图1和2，详细说明本专利技术实施例。如图1所不，本专利技术等尚子反应器100内包括基座22,基座22上固定有基片固定装置如静电夹盘21，静电夹盘21上固定有待处理基片50。气体喷淋头11同时作为上电极与基座22相对，且固定在反应器顶部。气体喷淋头11通过气体管道连接到气源110。一个边缘环10围绕基片50和基片固定装置21。至少一个射频电源向基座内的下电极提供射频电场。如图2所示为基座22中具体的基片举升装置第一实施例示意图。在基座22中包括一个下电极40电连接到至少一个射频电源。一个气体管道301穿过下电极40和静电夹盘21连接到一个冷却气体源，使冷却气体流向待处理基片50的下表面与静电夹盘上表面之间形成的空间，以控制基片在等离子加工中的温度，冷却气体可以是氦气等气体。基座中还包括本专利技术的基片举升系统，该举升系统包括多个举升管脚210，举升管脚由一个位于管脚210下方的气缸206驱动上下移动。通过调节气缸206中的气压使得气缸内的活塞上下移动带动所述管脚210上下移动。气缸206包括至少两个气体进出口以驱动气缸内的活塞上下移动。一个举升气体源200输出具有较高气压的举升气体如洁净干空气(CDA)，通过第一阀门201连接到一个高压气体输出端205。一个气压调节装置202，能够调节来自高压气体输出端205输出的高压气体，并输出一个稳定的低压气体到所述气缸206的第一气体进出口 207。一个第二阀门203连接在高压气体输出端205和气缸的第一气体进出口 207之间。所述举升管脚上还可以包括至少一个位置标识装置212如一个突出块或者一个凹槽或者一个颜色块等，业内人士可知任何不同于管脚其它部分的可被识别的设置都可以用来作为位置标识装置212。与位置标识装置212相对的，是一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子处理器，包括：一个反应腔，反应腔内包括一个基座，基座上方包括一个静电夹盘，待处理基片放置在静电夹盘上，所述基座内还包括一个冷却气体供应管道向基片下表面供应冷却气体。基座下部包括一个气缸，气缸内包括一个活塞，所述活塞连接到所述多个举升管脚，所述举升管脚与基座上方的静电夹盘内的多个举升孔位置对应，其特征在于：所述气缸连接到一个供气系统，所述供气系统提供高压和低压两种气压的气体到气缸，在供气系统提供低压气体到气缸时举升管脚顶端具有第一高度位置；供气系统提供高压气体到气缸时举升管脚顶端具有第二高度位置，其中所述举升管脚电连接到接地端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万磊，周旭升，倪图强，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31