一种压环结构的制作方法
【专利摘要】为了提高工艺的稳定性和生产效率，避免产生裂片导致整个晶圆报废的问题，本实用新型提出一种新的压环结构。该压环结构包括环形的压环本体，压环内边缘的下表面设置有至少三个垂直向下的突起，这些突起沿圆周均等分布，满足在工艺过程中所述突起压接在晶圆的上表面。本实用新型通过在压环内边缘设置垂直方向上的突起，在保证压接稳定性的前提下，能够尽可能地减小压环与晶圆的接触面积，避免了二者的粘连问题；同时不影响工艺的效果。
【专利说明】
一种压环结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种晶圆加工过程中的压环结构。
【背景技术】
[0002]在晶圆的加工过程中，为了获得所需要的图形，需要对存在掩膜图形的晶圆进行刻蚀，电感耦合等离子体刻蚀(ICP)和反应离子刻蚀(RIE)是半导体领域广泛应用的两种干法刻蚀方法，在刻蚀过程中会产生大量热量，使晶圆被加热到较高的温度，作为掩膜的光刻胶高温下碳化，导致去胶时无法去除干净，从而在膜层内引入杂质，进而影响产品的最终性能。因而进行干法刻蚀时，往往在晶圆背面通入氦气进行冷却，为防止冷却气体使晶圆移动，需要压环将晶圆固定，现阶段所使用的压环多通过内环边缘部分覆盖在晶圆的外边缘来固定。
[0003]然而，上述压环在做完刻蚀工艺后，由于刻蚀产物在晶圆与压环接触边缘的聚集导致晶圆会粘在压环上，传送的机械手臂不能将做完的晶圆传送出工艺腔体，需要破真空后关闭设备，打开工艺腔体手动取片。不但破坏了工艺的稳定性、降低了生产效率，而且可能产生裂片导致整个晶圆报废。
[0004]中国专利文献CN201520355258.3公布了一种晶圆生产用压环，出于减少原材料浪费、制造更多利润的考虑，沿内圆周边面向圆心沿压环平面方向延伸有2N个压爪。
[0005]中国专利文献CN201520331302.7公布了一种用于干法刻蚀的承载盘，该结构的设计较为复杂，采用与被加工晶圆尺寸相同的环形凸台作为晶圆的承载平台，在环形凸台的上表面设置密封垫圈，在环形凸台的外周套接一个压环，该压环高出晶圆的部分面向圆心沿其平面方向延伸若干个压爪(压爪相对于压环本体形成90度的弯折)，这些压爪与前述密封垫圈分别从上下两个方向对晶圆形成面接触的夹持固定。
[0006]以上两种方案都主要是从增加衬底(晶圆)表面的加工面积，提尚晶圆面积利用率以减少原材料浪费的角度考虑解决方案，而对晶圆粘连的实际情况以及原因和后果未给予足够的重视，也因此这些面接触压接固定的方案的实际效果仍然不够理想。
【实用新型内容】
[0007]为了提高工艺的稳定性和生产效率，避免产生裂片导致整个晶圆报废的问题，本实用新型提出一种新的压环结构。
[0008]本实用新型的技术方案如下:
[0009]该压环结构包括环形的压环本体，压环内边缘的下表面设置有至少三个垂直向下的突起，这些突起沿圆周均等分布，满足在工艺过程中所述突起压接在晶圆的上表面。
[0010]在以上方案的基础上，本实用新型还进一步作了以下重要优化:
[0011]单个突起的压接面积不超过2mm2。
[0012]所有突起均满足与晶圆点接触。
[0013]突起的形状为倒圆台体、倒圆锥体或半球体。
[0014]突起在垂直方向的高度小于I毫米。
[0015]突起共有三个或四个。
[0016]压环本体的内圆直径比晶圆的直径小2_3mm。
[0017]压环本体的上表面在靠近压环内边缘l-2cm处到压环内边缘，有一个厚度逐渐减薄的斜坡。
[0018]本实用新型的技术效果如下:
[0019]通过在压环内边缘设置垂直方向上的突起，在保证压接稳定性的前提下，能够尽可能地减小压环与晶圆的接触面积，避免了二者的的粘连问题；同时不影响工艺的效果。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的压环的仰视图。
[0021 ]图2为本实用新型的压环的正视图。
[0022]附图标号说明:
[0023]1-压环外边缘;2-斜坡边界(压环上表面在靠近内边缘l-2cm处到内边缘，有一个厚度逐渐减薄的斜坡)；3-压环下表面突起，4-压环内边缘。
【具体实施方式】
[0024]如图1、图2所示，在压环内边缘的下表面增加对称布置的四个垂直向下的小突起，这些小突起沿圆周均等分布，工艺过程中突起的下表面压接在晶圆的上表面，突起的形状可优化设计为倒圆台体、倒圆锥体或半球体等以实现压环与晶圆的点接触，杜绝二者的粘连问题。
[0025]小突起在垂直方向的高度小于I毫米。
[0026]压环材料优选石英材质。
[0027]晶圆由机械手臂传送至真空腔室的工作台面，工作台有三个顶针将晶圆顶起，机械手臂撤出真空腔室后三个顶针降下，晶圆平放在工作台面，压环下压，压环的突起部分与晶圆上表面接触。
[0028]本实用新型通过石英压环的改造，不会在发生刻蚀完后粘片现象；不发生粘片现象，就不需要关机，不需要破坏腔体真空和打开腔体，从而不会对工艺稳定性造成影响，而且也不需要再次开机并通过一段时间来恢复设备腔体，节约时间；不需要用等离子体清洗腔体;不需要再次验证设备的刻蚀的速率、均匀性和稳定性等。
【主权项】
1.一种压环结构，包括环形的压环本体，其特征在于:压环内边缘的下表面设置有至少三个垂直向下的突起，这些突起沿圆周均等分布，满足在工艺过程中所述突起压接在晶圆的上表面。2.根据权利要求1所述的压环结构，其特征在于:单个突起的压接面积不超过2mm2。3.根据权利要求2所述的压环结构，其特征在于:所有突起均满足与晶圆点接触。4.根据权利要求2所述的压环结构，其特征在于:所述突起的形状为倒圆台体、倒圆锥体或半球体。5.根据权利要求1所述的压环结构，其特征在于:所述突起在垂直方向的高度小于I毫米。6.根据权利要求1所述的压环结构，其特征在于:所述突起共有三个或四个。7.根据权利要求1所述的压环结构，其特征在于:所述压环本体的内圆直径比晶圆的直径小2_3mm。8.根据权利要求1所述的压环结构，其特征在于:所述压环本体的上表面在靠近压环内边缘1-2cm处到压环内边缘，有一个厚度逐渐减薄的斜坡。
【文档编号】H01L21/687GK205508801SQ201620256134
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】王斌, 吴建耀, 杨国文
【申请人】西安立芯光电科技有限公司