半导体制造设备及其保护环制造技术

本申请实施例提供了一种半导体制造设备及其保护环。该保护环设置于半导体制造设备中的承载装置上，用于防止工艺副产物进入承载装置，其包括：环状本体及接合件；环状本体包括外周缘及内边缘，内边缘包括圆弧边及直边，圆弧边与外周缘同心设置，直边沿环状本体的切线方向延伸设置且内接于圆弧边；直边对应的环状本体区域沿径向设置有释放缺口，释放缺口用于释放环状本体的应力；接合件内嵌于释放缺口并且与释放缺口间隙配合；当接合件与释放缺口配合设置时，接合件的外表面与环状本体的外表面共面设置。本申请实施例释放缺口与接合件配合既起到了释放应力的作用，又避免了保护环由于长时间高温导致裂痕问题，从而有效延长了保护环的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
半导体制造设备及其保护环
本申请涉及半导体加工
，具体而言，本申请涉及一种半导体制造设备及其保护环。
技术介绍
目前，半导体制造设备中对晶圆的固定一般有静电卡盘(即ESC)和机械卡盘两种方式。静电卡盘靠静电产生的吸附力吸附住晶圆，而机械卡盘靠压环压紧位于机械卡盘顶面承载的晶圆的边缘实现对晶圆的固定。在执行碳化硅(SiC)背孔刻蚀工艺时，一般采用静电卡盘吸附力吸附住晶圆，但是由于碳化硅(SiC)背孔刻蚀工艺采用金属镍作为掩膜，在工艺过程中镍的副产物会附着在晶圆周围，考虑到碳化硅(SiC)背孔刻蚀工艺具有高深度、长时间工艺的特点，需要有压环压住晶圆边缘防止镍的副产物进入到静电卡盘(ESC)和聚焦环之间的缝隙中，同时为了延长工艺(PM)时间，需要对压环进行保护，通过快速更换保护环从而防止副产物在压环上的堆积，但是现有技术中保护环本身厚度较薄，且由于工艺时间过长以及温度过高，导致保护环应力集中容易出现断裂的现象。
技术实现思路
本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体制造设备及其保护环，用以解决现有技术存在的保护环容易断裂的技术问题。第一个方面，本申请实施例提供了一种保护环，设置于半导体制造设备中的承载装置上，用于防止工艺副产物进入所述承载装置，所述保护环包括：环状本体及接合件；所述环状本体包括外周缘及内边缘，所述内边缘包括圆弧边及直边，所述圆弧边与所述外周缘同心设置，所述直边沿所述环状本体的切线方向延伸设置且内接于所述圆弧边；所述直边对应的环状本体区域沿径向设置有释放缺口，所述释放缺口用于释放环状本体的应力；所述接合件内嵌于所述释放缺口并且与所述释放缺口间隙配合；当所述接合件与所述释放缺口配合设置时，所述接合件的外表面与所述环状本体的外表面共面设置。于本申请的一实施例中，所述释放缺口对应的所述环状本体的顶面上还设有限位槽，并且所述限位槽靠近所述外周缘设置；所述释放缺口沿径向断开所述环状本体及所述限位槽。于本申请的一实施例中，所述限位槽沿所述环状本体的周向具有第一内径，所述释放缺口沿所述环状本体的周向具有第二内径，所述第一内径大于所述第二内径。于本申请的一实施例中，所述接合件包括一体设置的限位板与接合块，所述限位板与所述限位槽配合限位；所述接合块嵌设于所述释放缺口内，并且所述接合块与所述释放缺口间隙配合。于本申请的一实施例中，所述限位槽的底面上还设有第一卡合槽，所述第一卡合槽靠近所述外周缘设置；所述限位板面向所述限位槽的一面上还凸设有第一卡合块，所述第一卡合块与所述第一卡合槽配合限位。于本申请的一实施例中，所述释放缺口对应的所述环状本体的顶面还设有第二卡合槽，所述第二卡合槽靠近所述直边设置；所述接合块上还设置有第二卡合块，所述第二卡合块与所述第二卡合槽配合限位。于本申请的一实施例中，所述第一卡合槽及所述第二卡合槽在所述环状本体的径向上并列设置，并且所述第一卡合槽及所述第二卡合槽均位于所述释放缺口的两侧。于本申请的一实施例中，所述释放缺口位于所述直边对应的所述环状本体区域的中部位置。于本申请的一实施例中，所述环状本体为陶瓷材质结构件，所述接合件为陶瓷材质结构件。第二个方面，本申请实施例提供一种半导体制造设备，包括工艺腔室以及设置于所述工艺腔室内用于承载待加工工件的承载装置，所述承载装置具有如第一个方面提供的保护环。本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：本申请实施例提供了一种保护环，该保护环设置于半导体制造设备中的承载装置上，用于防止工艺副产物进入承载装置，其包括：环状本体及接合件；环状本体包括外周缘及内边缘，内边缘包括圆弧边及直边，圆弧边与外周缘同心设置，直边沿环状本体的切线方向延伸设置且内接于圆弧边；直边对应的环状本体区域沿径向设置有释放缺口，释放缺口用于释放环状本体的应力；接合件内嵌于释放缺口并且与释放缺口间隙配合；当接合件与释放缺口配合设置时，接合件的外表面与环状本体的外表面共面设置。本申请实施例释放缺口与接合件配合既起到了释放应力的作用，又避免了保护环由于长时间高温导致裂痕问题，从而有效延长了保护环的使用寿命。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1A为本申请实施例提供的一种保护环的环状本体的主视示意图；图1B为本申请实施例提供的一种保护环的主视示意图；图2A为本申请实施例提供的一种环状本体的俯视示意图；图2B为图2A所示的环状本体的A部放大示意图；图3A为本申请实施例提供的一种接合件的主视示意图；图3B为本申请实施例提供的一种接合件的侧视示意图；图3C为本申请实施例提供的一种接合件的立体示意图；图4A为本申请实施例提供的一种环状本体与接合件的分解状态示意图；图4B为本申请实施例提供的一种环状本体与接合件的配合状态示意图；图5为本申请实施例提供的一种保护环应力释放状态示意图。具体实施方式下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。为了便于说明本申请的技术方案，现对保护环的具体应用及设计原理进行说明。在实际执行工艺时，加工工件具体为晶圆，其位于承载装置的承载面上，周围有基环和聚焦环，压环直接压在晶圆的边缘处，防止工艺的副产物落入承载装置和基环、聚焦环之间。保护环放在压环上，保护环的作用为保护压环，通过快速更换保护环从而防止副产物在压环上的堆积，从而可以提高工艺时间且减少维护时间。由于5寸晶圆有一小平边，为了完全压住晶圆，保护环具有相应的直边，具体可以参照如图5所示。保护环上设置的直边兼顾压抵晶圆同时，又不能遮盖晶圆太多以免影响工艺性能，因此保护环必须做的很薄，厚度一般可以为1毫米左右。由于工艺时间长达1.5～2小时，造成保护环温度积累很多，经测试保护环的温度达到300℃，保护环内径90毫米，径向变化量0.22毫米，保护环圆弧部分沿径向向外胀约0.11mm，但是由于直边的存在，直边处很难产生弯曲变形，故在圆弧和直边过渡处造成应力集中，具体可以参照如图5所示的应力方向，由于工艺时间过长且温度过高，导致保护环应力集中，容易在直边向圆弧过渡处出现裂痕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护环，设置于半导体制造设备中的承载装置上，用于防止工艺副产物进入所述承载装置，其特征在于，所述保护环包括：环状本体及接合件；/n所述环状本体包括外周缘及内边缘，所述内边缘包括圆弧边及直边，所述圆弧边与所述外周缘同心设置，所述直边沿所述环状本体的切线方向延伸设置且内接于所述圆弧边；所述直边对应的环状本体区域沿径向设置有释放缺口，所述释放缺口用于释放环状本体的应力；/n所述接合件内嵌于所述释放缺口并且与所述释放缺口间隙配合；当所述接合件与所述释放缺口配合设置时，所述接合件的外表面与所述环状本体的外表面共面设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种保护环，设置于半导体制造设备中的承载装置上，用于防止工艺副产物进入所述承载装置，其特征在于，所述保护环包括：环状本体及接合件；
所述环状本体包括外周缘及内边缘，所述内边缘包括圆弧边及直边，所述圆弧边与所述外周缘同心设置，所述直边沿所述环状本体的切线方向延伸设置且内接于所述圆弧边；所述直边对应的环状本体区域沿径向设置有释放缺口，所述释放缺口用于释放环状本体的应力；
所述接合件内嵌于所述释放缺口并且与所述释放缺口间隙配合；当所述接合件与所述释放缺口配合设置时，所述接合件的外表面与所述环状本体的外表面共面设置。


2.如权利要求1所述的保护环，其特征在于，所述释放缺口对应的所述环状本体的顶面上还设有限位槽，并且所述限位槽靠近所述外周缘设置；所述释放缺口沿径向断开所述环状本体及所述限位槽。


3.如权利要求2所述的保护环，其特征在于，所述限位槽沿所述环状本体的周向具有第一内径，所述释放缺口沿所述环状本体的周向具有第二内径，所述第一内径大于所述第二内径。


4.如权利要求3所述的保护环，其特征在于，所述接合件包括一体设置的限位板与接合块，所述限位板与所述限位槽配合限位；所述接合块嵌设于所述释放缺口内，并且所述接合块与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳朋亮，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11