专利名称：薄膜加工设备的下极板及应用该下极板的等离子体加工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种薄膜加工设备的下极板及应用该下极板的等离子体加工设备。
背景技术：
随着等离子体(Plasma)技术的不断发展，等离子体加工设备已经被广泛地应用于集成电路(IC)或光伏(PV)产品的制造工艺中。平行板电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma，简称CCP)设备、电子回旋共振等离子体(ECR)设备和感应耦合等离子体(ICP)设备是目前较为常见的等离子体加工设备。由于CCP的放电的原理非常简单，相对于ECR、ICP产生的等离子体又相对比较均勻，所以在PV行业中等到了广泛的应用。随着PV行业的不断发展，对设备产出率的要求不断提高，这就要求设备商在保证工艺质量的情况下，不断的加大等离子体加工设备极板的尺寸，同时尽量缩短生产时间，以提高产能。而工艺时间的缩短难度较大，因而非工艺时间的缩短就显得相当重要。装卸晶片的时间就占据了非工艺时间中相当大的部分，当设备增大到一定程度以后，人工装卸片已经无法满足大生产线生产的需要，自动装卸片设备应运而生，从而大大缩短了装卸片的时间，提高了生产效率。图1为目前PV行业中一种CCP设备示意图，加工过程中，反应腔11内部处于真空状态，工艺气体通过上极板14中设置的进气孔12进入反应腔11内部，并通过真空计18与排气口 19把反应腔11内部控制在一定压力下，射频电源13通过上极板14向反应腔11内部提供能量，下极板17作为晶片16的载体可以直接接地110，也可另接射频电源(图中未示出)，在两个极板之间产生射频电场，将工艺气体激发成等离子体15，从而对放置于下极板17上的晶片16进行处理，反应后的工艺气体通过排气口 19排出反应腔11。在整个工艺过程完毕后，下极板17连同其上晶片16将被传出反应腔11，并在指定位置进行晶片的装卸，采用自动卸片装置将进行加工过的晶片从下极板17取走，并将另一批次未处理的晶片放置于下极板17之上，然后，在将下极板和晶片全部传入反应腔11内进行工艺处理，整个生产过程如此循环往复。图2和图3为目前一种自动装卸片装置示意图。其中，下极板17上放置有经过工艺处理的晶片16，通过真空吸盘21将晶片16吸附起来(如图3所示)，然后将吸附后的晶片16放置于指定位置(图中未示出)，并将指定位置(图中未示出)的晶片吸附起来，放置于下极板上。如图2所示，真空吸盘21工作原理是在晶片16正面(上方)形成一负压区域22， 由于晶片16背面(下方)处于外部环境状态，而且晶片16的重量很小，其上、下表面形成的压力差将晶片16托起来，从而被真空吸盘21吸附住(状态如图3所示)。然而由于下极板的表面比较光滑，其与晶片紧密接触，造成晶片与下极板之间几乎没有缝隙，晶片比较牢固附着与下极板表面，导致真空吸盘不容易将晶片吸附起来。为此，通常需要在下极板的表面设置凹槽。图4为一种下极板局部结构俯视图，图中阴影部分为在下极板上加工出来的凹槽23，图中虚线框M为晶片放置的位置，为保证晶片放于下极板后与外部环境相通，凹槽23要延伸到晶片(虚线框24)之外，这样，凹槽23 使晶片背面处于外部环境压状态，可以减小下极板与晶片之间的附着，便于真空吸盘将晶片吸附走。然而问题在于，由于凹槽23延伸到晶片之外，导致在加工过程中工艺气体能够由该凹槽23进入到晶片的背面，在晶片的背面沉积薄膜，从而对产品的品质产生不利影响。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种薄膜加工设备的下极板及应用该下极板的等离子体加工设备，能够避免等离子体由凹槽进入晶片背面而在晶片背面的沉积薄膜，进而提高产品的品质。为解决上述问题，本发明提供一种薄膜加工设备的下极板，包括至少两层子极板，各层子极板叠加设置；其中，位于最上层的第一子极板中设有通气孔，第二子极板位于所述第一子极板下方，至少一层子极板中具有第一通气槽；所述通气孔一端位于第一子极板的上表面，另一端与所述第一通气槽连通，所述第一通气槽与外部环境连通。所述第一通气槽设置于第一子极板的下表面和/或第二子极板的上表面。所述第一通气槽曲折盘旋在子极板的表面内。所述第一子极板的上表面还具有凹槽，所述通气孔的一端开口于凹槽内，所述凹槽分布于晶片范围内。所述第一通气槽或凹槽的形状为对称结构。所述下极板还包括位于所述第二子极板下方的至少一层第三子极板。所述第二子极板中具有连接孔，第二子极板的下表面和/或第三子极板的上表面具有第二通气槽，所述连接孔将所述第一通气槽和第二通气槽连通。所述第二通气槽与外部环境连通。所述连接孔的位置与所述通气孔的位置对应。相应的，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括以上所述的任一下极板。所述等离子体加工设备为等离子体增强化学气相沉积设备。上述技术方案具有以下优点所述薄膜加工设备的子极板分为多层结构，将第一通气槽设置于子极板内部，由通气孔连通第一通气槽与子极板的上表面，而通气孔位于晶片范围内，可以被晶片完全覆盖，这样一来，不仅保证晶片与下极板的接触面连通外部环境，而且由于第一通气槽的存在可以增加工艺气体进入晶片背面的气体通路的路径，因此，既能够防止工艺气体尤其是等离子体向晶片背面的扩散，又能够改善真空吸盘进行自动装卸片时的吸取效果。此外，子极板上表面的凹槽位于晶片范围之内，通过通气孔和第一通气槽与外部环境连通，可以进一步增强自动装卸片时的吸取效果，并且不会由凹槽进入工艺气体。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1为目前PV行业中一种CCP设备示意图；图2和图3为目前一种自动装卸片装置示意图；图4为一种下极板局部结构俯视图；图5为本发明实施例一中下极板的结构示意图；图6为图5中下极板的局部结构俯视图；图7为本发明实施例二中下极板的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分。正如本发明背景技术部分所述，为保证晶片能够被顺利吸取，凹槽需要与外界相通，但是由于下极板的凹槽延伸到晶片范围之外，导致在加工过程中工艺气体能够由该凹槽进入到晶片的背面，在晶片的背面沉积薄膜，从而对产品的品质产生不利影响。发明人研究发现，解决上述问题关键是要解决晶片与下极板的接触面连通外部环境与避免工艺气体进入之间的矛盾。基于此，本发明提供了一种薄膜加工设备的下极板，不仅能够改善真空吸盘进行自动装卸片时的吸取效果，而且通过复杂的通气结构防止工艺气体尤其是等离子体向晶片背面的扩散，有利于提高产品质量。下面结合附图详细说明本发明所述薄膜加工设备的下极板的一个具体实施例。实施例一图5为本发明实施例一中下极板的结构示意图，图6为图5中下极板的局部结构俯视图。通常，上极板和下极板相对设置在加工设备的工艺腔室中，激励电源通过上极板向工艺腔室内部提供能量，而下极板作为晶片的载体可以直接接地，也可另接激励电源，在两个极板之间产生电场。本发明实施例提供的下极板即为薄膜加工设备的工艺腔室中用于承载晶片的极板。如图所示，所述下极板包括两层子极板，即第一子极板51和第二子极板52，所述第一子极板51叠加设置于所述第二子极板52上方。其中，位于最上层的第一子极板51中设有通气孔53，第二子极板52位于所述第一子极板51下方，第一子极板51中具有第一通气槽M ；所述通气孔53 —端位于第一子极板的51上表面，另一端与所述第一通气槽M连通，所述第一通气槽M与外部环境连通。本发明中所述的外部环境是指大气或工艺腔室内的真空环境，当进行等离子体加工工艺时，下极板被置于工艺腔室内，外部环境即为工艺腔室的真空环境。下极板上放置有多个晶片16，有规则的分布在下极板上，即第一子极板的上表面。 每一晶片16的下面均设有一个通气孔53晶片。通气孔53将第一子极板51的上表面与第一通气槽M连通。通气孔的数量及尺寸不限，优选的通气孔尺寸为Φ 1-Φ 3mm。所述第一通气槽M设置于第一子极板51的下表面内，其形状与深度不限。优选的第一通气槽的形状为对称结构，例如可以与图6中所示凹槽的形状相同，深度例如为 0. 1-0. 5mm。所述第一通气槽M也可以设于第二子极板52的上表面，或者同时设置于第一子极板51的下表面和第二子极板52的上表面。实际上，第一通气槽位于第一子极板51和第二子极板52之间。而且，优选的，所述第一通气槽曲折盘旋在第一子极板的下表面或者第二子极板的上表面内，形状复杂，具有较长的气体通路。第一通气槽一直延伸至下极板的侧壁，从而与外部环境实现连通。优选的，如图6所示，第一子极板的上表面还具有凹槽55，所述通气孔53的一端开口于凹槽55内，该凹槽55位于晶片范围61内，晶片16放置于子极板上时，将凹槽55完全覆盖。每一通气孔53对应于一个凹槽55。多个凹槽55有规则的分布在第一子极板的上表面内。凹槽阳的形状和深度不限，优选的，凹槽阳的形状也为对称结构。本实施例中的薄膜加工设备的子极板分为多层结构，将第一通气槽M设置与子极板内部，由通气孔53连通第一通气槽M与子极板的上表面，而通气孔53位于晶片范围 61内，可以被晶片16完全覆盖，这样一来，不仅保证晶片与下极板的接触面连通外部环境， 而且由于第一通气槽M的存在可以增加工艺气体进入晶片背面的气体通路的路径，因此， 既能够防止工艺气体尤其是等离子体向晶片背面的扩散，又能够改善真空吸盘进行自动装卸片时的吸取效果。此外，子极板上表面的凹槽55位于晶片范围之内，通过通气孔53和第一通气槽M 与外部环境连通，可以进一步增强自动装卸片时的吸取效果，并且不会由凹槽55进入工艺气体。以上实施例提供的下极板分上下两层结构，但不限于两层，也可以多层结构，以下实施例详细说明。实施例二图7为本发明实施例二中下极板的结构示意图。如图所示，所述下极板还包括位于所述第二子极板52’下方的第三子极板56。其中，所述第二子极板52’中具有连接孔53’，第二子极板52’的下表面和/或第三子极板56的上表面具有第二通气槽57，也就是说，第二通气槽57位于第二子极板52’和第三子极板56之间，所述连接孔53’将所述第一通气槽M和第二通气槽57连通。所述连接孔53’的数量和尺寸不限，位置也不限，优选的可以与通气孔53的位置对应。所述第二通气槽57可以延伸于子极板的侧壁，实现与外部环境连通，也可以封闭于第二子极板52’和第三子极板56内，而通过第一通气槽M实现与外部环境的连通。本实施例的下极板相对于实施例一的区别在于，增加了一层第三子极板，通过第三子极板与第二子极板之间的第二通气槽进一步增长了工艺气体进入晶片背面的路径，可以有效的避免等离子体进入晶片背面而在晶片背面的沉积薄膜，进而提高产品的品质。而第一子极板51’及其凹槽55’和通气孔53的结构与实施例一相同。依此类推，所述下极板也可以为四层、五层......每层子极板之间均可以具有连
接孔与通气槽。相应的，本发明还提供一种等离子体加工设备，该加工设备包括以上任一实施例所述的下极板。上述实施例中的等离子体加工设备优选为CCP设备，也可以为其他等离子体加工设备，例如电子回旋共振等离子体加工设备，感应耦合等离子体加工设备等。除了等离子体加工设备外，本发明的下极板也可以被用于其他类型的晶片加工设备中，例如CVD化学气相沉积等薄膜沉积设备中。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种薄膜加工设备的下极板，其特征在于，包括 至少两层子极板，各层子极板叠加设置；其中，位于最上层的第一子极板中设有通气孔，第二子极板位于所述第一子极板下方， 至少一层子极板中具有第一通气槽；所述通气孔一端位于第一子极板的上表面，另一端与所述第一通气槽连通，所述第一通气槽与外部环境连通。
2.根据权利要求1所述的下极板，其特征在于，所述第一通气槽设置于第一子极板的下表面和/或第二子极板的上表面。
3.根据权利要求1所述的下极板，其特征在于，所述第一通气槽曲折盘旋在子极板的表面内。
4.根据权利要求1所述的下极板，其特征在于，所述第一子极板的上表面还具有凹槽， 所述通气孔的一端开口于凹槽内，所述凹槽分布于晶片范围内。
5.根据权利要求1所述的下极板，其特征在于，所述第一通气槽或凹槽的形状为对称结构。
6.根据权利要求1所述的下极板，其特征在于，还包括位于所述第二子极板下方的至少一层第三子极板。
7.根据权利要求6所述的下极板，其特征在于，所述第二子极板中具有连接孔，第二子极板的下表面和/或第三子极板的上表面具有第二通气槽，所述连接孔将所述第一通气槽和第二通气槽连通。
8.根据权利要求7所述的下极板，其特征在于，所述第二通气槽与外部环境连通。
9.根据权利要求7所述的下极板，其特征在于，所述连接孔的位置与所述通气孔的位置对应。
10.一种等离子体加工设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的下极板。
11.如权利要求10所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述等离子体加工设备为等离子体增强化学气相沉积设备。
全文摘要
本发明提供一种薄膜加工设备的下极板及应用该下极板的等离子体加工设备，其中，所述薄膜加工设备的下极板包括至少两层子极板，各层子极板叠加设置；其中，位于最上层的第一子极板中设有通气孔，第二子极板位于所述第一子极板下方，至少一层子极板中具有第一通气槽；所述通气孔一端位于第一子极板的上表面，另一端与所述第一通气槽连通，所述第一通气槽与外部环境连通。本发明提供的薄膜加工设备的下极板及应用该下极板的等离子体加工设备，能够避免等离子体由凹槽进入晶片背面而在晶片背面的沉积薄膜，进而提高产品的品质。
文档编号C23C16/50GK102330073SQ20101023073
公开日2012年1月25日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者张风港 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司