一種壓環結構的制作方法
【專利摘要】為了提高工藝的穩定性和生產效率，避免產生裂片導致整個晶圓報廢的問題，本實用新型提出一種新的壓環結構。該壓環結構包括環形的壓環本體，壓環內邊緣的下表面設置有至少三個垂直向下的突起，這些突起沿圓周均等分布，滿足在工藝過程中所述突起壓接在晶圓的上表面。本實用新型通過在壓環內邊緣設置垂直方向上的突起，在保證壓接穩定性的前提下，能夠盡可能地減小壓環與晶圓的接觸面積，避免了二者的粘連問題；同時不影響工藝的效果。
【專利說明】
一種壓環結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種晶圓加工過程中的壓環結構。
【背景技術】
[0002]在晶圓的加工過程中，為了獲得所需要的圖形，需要對存在掩膜圖形的晶圓進行刻蝕，電感耦合等離子體刻蝕(ICP)和反應離子刻蝕(RIE)是半導體領域廣泛應用的兩種干法刻蝕方法，在刻蝕過程中會產生大量熱量，使晶圓被加熱到較高的溫度，作為掩膜的光刻膠高溫下碳化，導致去膠時無法去除干凈，從而在膜層內引入雜質，進而影響產品的最終性能。因而進行干法刻蝕時，往往在晶圓背面通入氦氣進行冷卻，為防止冷卻氣體使晶圓移動，需要壓環將晶圓固定，現階段所使用的壓環多通過內環邊緣部分覆蓋在晶圓的外邊緣來固定。
[0003]然而，上述壓環在做完刻蝕工藝后，由于刻蝕產物在晶圓與壓環接觸邊緣的聚集導致晶圓會粘在壓環上，傳送的機械手臂不能將做完的晶圓傳送出工藝腔體，需要破真空后關閉設備，打開工藝腔體手動取片。不但破壞了工藝的穩定性、降低了生產效率，而且可能產生裂片導致整個晶圓報廢。
[0004]中國專利文獻CN201520355258.3公布了一種晶圓生產用壓環，出于減少原材料浪費、制造更多利潤的考慮，沿內圓周邊面向圓心沿壓環平面方向延伸有2N個壓爪。
[0005]中國專利文獻CN201520331302.7公布了一種用于干法刻蝕的承載盤，該結構的設計較為復雜，采用與被加工晶圓尺寸相同的環形凸臺作為晶圓的承載平臺，在環形凸臺的上表面設置密封墊圈，在環形凸臺的外周套接一個壓環，該壓環高出晶圓的部分面向圓心沿其平面方向延伸若干個壓爪(壓爪相對于壓環本體形成90度的彎折)，這些壓爪與前述密封墊圈分別從上下兩個方向對晶圓形成面接觸的夾持固定。
[0006]以上兩種方案都主要是從增加襯底(晶圓)表面的加工面積，提尚晶圓面積利用率以減少原材料浪費的角度考慮解決方案，而對晶圓粘連的實際情況以及原因和后果未給予足夠的重視，也因此這些面接觸壓接固定的方案的實際效果仍然不夠理想。
【實用新型內容】
[0007]為了提高工藝的穩定性和生產效率，避免產生裂片導致整個晶圓報廢的問題，本實用新型提出一種新的壓環結構。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]該壓環結構包括環形的壓環本體，壓環內邊緣的下表面設置有至少三個垂直向下的突起，這些突起沿圓周均等分布，滿足在工藝過程中所述突起壓接在晶圓的上表面。
[0010]在以上方案的基礎上，本實用新型還進一步作了以下重要優化:
[0011]單個突起的壓接面積不超過2mm2。
[0012]所有突起均滿足與晶圓點接觸。
[0013]突起的形狀為倒圓臺體、倒圓錐體或半球體。
[0014]突起在垂直方向的高度小于I毫米。
[0015]突起共有三個或四個。
[0016]壓環本體的內圓直徑比晶圓的直徑小2_3mm。
[0017]壓環本體的上表面在靠近壓環內邊緣l-2cm處到壓環內邊緣，有一個厚度逐漸減薄的斜坡。
[0018]本實用新型的技術效果如下:
[0019]通過在壓環內邊緣設置垂直方向上的突起，在保證壓接穩定性的前提下，能夠盡可能地減小壓環與晶圓的接觸面積，避免了二者的的粘連問題；同時不影響工藝的效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的壓環的仰視圖。
[0021 ]圖2為本實用新型的壓環的正視圖。
[0022]附圖標號說明:
[0023]1-壓環外邊緣;2-斜坡邊界(壓環上表面在靠近內邊緣l-2cm處到內邊緣，有一個厚度逐漸減薄的斜坡)；3-壓環下表面突起，4-壓環內邊緣。
【具體實施方式】
[0024]如圖1、圖2所示，在壓環內邊緣的下表面增加對稱布置的四個垂直向下的小突起，這些小突起沿圓周均等分布，工藝過程中突起的下表面壓接在晶圓的上表面，突起的形狀可優化設計為倒圓臺體、倒圓錐體或半球體等以實現壓環與晶圓的點接觸，杜絕二者的粘連問題。
[0025]小突起在垂直方向的高度小于I毫米。
[0026]壓環材料優選石英材質。
[0027]晶圓由機械手臂傳送至真空腔室的工作臺面，工作臺有三個頂針將晶圓頂起，機械手臂撤出真空腔室后三個頂針降下，晶圓平放在工作臺面，壓環下壓，壓環的突起部分與晶圓上表面接觸。
[0028]本實用新型通過石英壓環的改造，不會在發生刻蝕完后粘片現象；不發生粘片現象，就不需要關機，不需要破壞腔體真空和打開腔體，從而不會對工藝穩定性造成影響，而且也不需要再次開機并通過一段時間來恢復設備腔體，節約時間；不需要用等離子體清洗腔體;不需要再次驗證設備的刻蝕的速率、均勻性和穩定性等。
【主權項】
1.一種壓環結構，包括環形的壓環本體，其特征在于:壓環內邊緣的下表面設置有至少三個垂直向下的突起，這些突起沿圓周均等分布，滿足在工藝過程中所述突起壓接在晶圓的上表面。2.根據權利要求1所述的壓環結構，其特征在于:單個突起的壓接面積不超過2mm2。3.根據權利要求2所述的壓環結構，其特征在于:所有突起均滿足與晶圓點接觸。4.根據權利要求2所述的壓環結構，其特征在于:所述突起的形狀為倒圓臺體、倒圓錐體或半球體。5.根據權利要求1所述的壓環結構，其特征在于:所述突起在垂直方向的高度小于I毫米。6.根據權利要求1所述的壓環結構，其特征在于:所述突起共有三個或四個。7.根據權利要求1所述的壓環結構，其特征在于:所述壓環本體的內圓直徑比晶圓的直徑小2_3mm。8.根據權利要求1所述的壓環結構，其特征在于:所述壓環本體的上表面在靠近壓環內邊緣1-2cm處到壓環內邊緣，有一個厚度逐漸減薄的斜坡。
【文檔編號】H01L21/687GK205508801SQ201620256134
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】王斌, 吳建耀, 楊國文
【申請人】西安立芯光電科技有限公司