一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构，该高度可控边缘环组件环绕设置于静电吸盘上，且包括第一边缘环、第二边缘环和第三边缘环，第一边缘环底部设置有第一磁力装置，以及向内凹陷的第一凹槽部和/或向下延伸的第一凸起部；第二边缘环设置于第一边缘环的下方，其顶部设置有第二磁力装置，以及向上延伸的第二凸起部和/或向内凹陷的第二凹槽部；第一磁力装置和第二磁力装置的接触面极性相同即两者相斥，且磁力可调节以使第一边缘环能够向上移动；第三边缘环设置于第一边缘环和第二边缘环的内侧，第三边缘环的内侧与静电吸盘连接，且顶部与静电吸盘的顶部平行。本发明专利技术可消除刻蚀时发生的工艺差异，提高产品合格率。高产品合格率。高产品合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构。

技术介绍

[0002]半导体刻蚀工艺中，晶圆需要固定在工艺腔室底部，早期的晶圆是靠物理方法即机械夹具固定，后来随着制程的不断进步，渐渐被ESC(ElectroStatic
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Chuck，静电吸盘)替代，同时静电吸盘还作为下电极。静电吸盘的基本原理是异向电荷之间相互吸引，即晶圆与电子之间通过不同种电荷之间的库仑力相互吸引，使晶圆稳定在电极上。
[0003]在使用静电吸盘的半导体刻蚀设备中，会采用与晶圆特性类似材质的Edge Ring(边缘环)使晶圆边缘和中心的Etch Rate(刻蚀率)差异最小化。但是在进行刻蚀工艺时，随着边缘环蚀刻，刻蚀率变得不同，晶圆的圆边缘和中心区域的工艺发生差异。为了消除该差异，缩短工艺腔室的PM周期(生产性维护周期)，可通过增加PM次数和加工零件的更换以避免损失，但会导致人工成本和硬件成本增加。
[0004]如图1所示，由于刻蚀工艺的进行导致边缘环100的上面被刻蚀。随着边缘环100上表面被刻蚀，导致晶圆300边缘和中心的刻蚀量变得不同，从而导致工艺分布差异。
[0005]如图2所示，为了使被刻蚀的边缘环100高度进行细微的上调，通过驱动圆柱底座上的顶针(Lift Pin)使边缘环100向上微调。由于该顶针和圆柱底座与外部相连接，所以该方法很有可能导致腔室泄漏。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构，可消除刻蚀时发生的工艺差异，提高产品合格率，避免由边缘环更换导致加工周期延长。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，环绕设置于静电吸盘上，所述高度可控边缘环组件包括：
[0009]第一边缘环，其底部设置有第一磁力装置，以及向内凹陷的第一凹槽部和/或向下延伸的第一凸起部；
[0010]第二边缘环，其设置于所述第一边缘环的下方，所述第二边缘环的顶部设置有第二磁力装置，以及向上延伸且与所述第一凹槽部相对应的第二凸起部和/或向内凹陷且与所述第一凸起部相对应的第二凹槽部；所述第一磁力装置和所述第二磁力装置的接触面极性相同即两者相斥，且所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置的磁力可调节以使所述第一边缘环能够向上移动；
[0011]第三边缘环，其设置于所述第一边缘环和所述第二边缘环的内侧，所述第三边缘环的内侧与所述静电吸盘连接，且顶部与所述静电吸盘的顶部平行。
[0012]进一步地，所述第一凹槽部、所述第一凸起部、所述第二凹槽部和所述第二凸起部设置为圆环形状，且与所述第一边缘环和所述第二边缘环同心。
[0013]进一步地，所述第一凹槽部和/或所述第一凸起部共设置有两个，且所述第一磁力装置设置于这两者之间；相应的，所述第二凸起部和/或所述第二凹槽部共设置有两个，且所述第二磁力装置设置于这两者之间。
[0014]进一步地，所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置包括电磁铁和内置电源。
[0015]进一步地，所述内置电源为所述电磁铁提供的电压或电流逐渐增大使所述第一边缘环持续向上移动。
[0016]一种用于晶圆刻蚀的处理腔结构，包括
[0017]静电吸盘，用于吸附固定待加工处理的晶圆；
[0018]高度可控边缘环组件，其环绕设置于所述静电吸盘上，所述高度可控边缘环组件包括：
[0019]第一边缘环，其底部设置有第一磁力装置，以及向内凹陷的第一凹槽部和/或向下延伸的第一凸起部；
[0020]第二边缘环，其设置于所述第一边缘环的下方，所述第二边缘环的顶部设置有第二磁力装置，以及向上延伸且与所述第一凹槽部相对应的第二凸起部和/或向内凹陷且与所述第一凸起部相对应的第二凹槽部；所述第一磁力装置和所述第二磁力装置的接触面极性相同即两者相斥，且所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置的磁力可调节以使所述第一边缘环能够向上移动；
[0021]第三边缘环，其设置于所述第一边缘环和所述第二边缘环的内侧，所述第三边缘环的内侧与所述静电吸盘连接，且顶部与所述静电吸盘的顶部平行。
[0022]进一步地，所述第一凹槽部、所述第一凸起部、所述第二凹槽部和所述第二凸起部设置为圆环形状，且与所述第一边缘环和所述第二边缘环同心。
[0023]进一步地，所述第一凹槽部和/或所述第一凸起部共设置有两个，且所述第一磁力装置设置于这两者之间；相应的，所述第二凸起部和/或所述第二凹槽部共设置有两个，且所述第二磁力装置设置于这两者之间。
[0024]进一步地，所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置包括电磁铁和内置电源。
[0025]进一步地，所述内置电源为所述电磁铁提供的电压或电流逐渐增大使所述第一边缘环持续向上移动。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027](1)本专利技术提出的一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件及处理腔结构，可消除刻蚀时发生的工艺差异，提高产品合格率，避免由边缘环更换导致加工周期延长。具体来说，高度可控边缘环组件的第一边缘环的底部设置有第一磁力装置，第二边缘环的顶部设置有第二磁力装置，第一磁力装置和第二磁力装置的接触面极性相同即两者相斥，且第一磁力装置和/或第二磁力装置的磁力可调节以使第一边缘环能够向上移动，从而可避免晶圆的边缘和中心因刻蚀率导致的工艺分布差异。
[0028](2)高度可控边缘环组件中第一边缘环的底部设置有第一凹槽部和/或的第一凸起部，相应的，第二边缘环的底部设置有与第一凹槽部相对应的第二凸起部和/或与第一凸起部相对应的第二凹槽部，通过凹槽部和凸起部的纵向配合和限位作用，可避免第一边缘
环在向上移动时产生横向移动。
[0029](3)在第一边缘环和第二边缘环的内侧设置有第三边缘环，该第三边缘环的内侧与静电吸盘连接，且顶部与静电吸盘的顶部平行，此结构可以使加工中使用的等离子(Plasma)不会泄露出来。
附图说明
[0030]图1是现有的边缘环的结构示意图。
[0031]图2是晶圆处理工艺腔室的结构示意图。
[0032]图3是本专利技术实施例1的高度可控边缘环组件的结构示意图。
[0033]附图标记：100
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边缘环，110
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第一边缘环，110a
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第一磁力装置，120
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第二边缘环，120a
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第二磁力装置，120b
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凸起部，130
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第三边缘环，200
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静电吸盘，300
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晶圆，400
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顶针，500
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直流电压输入/输出。
具体实施方式
[0034]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，环绕设置于静电吸盘上，其特征在于，所述高度可控边缘环组件包括：第一边缘环，其底部设置有第一磁力装置，以及向内凹陷的第一凹槽部和/或向下延伸的第一凸起部；第二边缘环，其设置于所述第一边缘环的下方，所述第二边缘环的顶部设置有第二磁力装置，以及向上延伸且与所述第一凹槽部相对应的第二凸起部和/或向内凹陷且与所述第一凸起部相对应的第二凹槽部；所述第一磁力装置和所述第二磁力装置的接触面极性相同即两者相斥，且所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置的磁力可调节以使所述第一边缘环能够向上移动；第三边缘环，其设置于所述第一边缘环和所述第二边缘环的内侧，所述第三边缘环的内侧与所述静电吸盘连接，且顶部与所述静电吸盘的顶部平行。2.根据权利要求1所述的一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，其特征在于，所述第一凹槽部、所述第一凸起部、所述第二凹槽部和所述第二凸起部设置为圆环形状，且与所述第一边缘环和所述第二边缘环同心。3.根据权利要求2所述的一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，其特征在于，所述第一凹槽部和/或所述第一凸起部共设置有两个，且所述第一磁力装置设置于这两者之间；相应的，所述第二凸起部和/或所述第二凹槽部共设置有两个，且所述第二磁力装置设置于这两者之间。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，其特征在于，所述第一磁力装置和/或所述第二磁力装置包括电磁铁和内置电源。5.根据权利要求4所述的一种用于晶圆刻蚀的高度可控边缘环组件，其特征在于，所述内置电源为所述电磁铁提供的电压或电流逐渐增大使所述第一边缘环持续向上移动。6.一种用于晶圆刻蚀的处理腔结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大镇，
申请(专利权)人：成都高真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：