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CN112701027B - 等离子体处理装置及边缘环的更换方法 - Google Patents

等离子体处理装置及边缘环的更换方法 Download PDF

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CN112701027B CN201911008329.1A CN201911008329A CN112701027B CN 112701027 B CN112701027 B CN 112701027B CN 201911008329 A CN201911008329 A CN 201911008329A CN 112701027 B CN112701027 B CN 112701027B
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Abstract

一种等离子体处理装置，包括：静电卡盘，用于支撑待处理基板；基座环，围绕所述静电卡盘设置；边缘环，位于所述基座环上并围绕所述待处理基板设置；升降结构，包括升降销及驱动件，所述升降销可活动地穿过所述基座环并对应所述边缘环，所述驱动件连接所述升降销以驱动所述升降销升降，从而带动所述边缘环升降；传感器，设置于所述升降销与所述驱动件之间，以在所述边缘环升起后测量所述边缘环的重量。本发明还提供一种应用上述等离子体处理装置的边缘环的更换方法。

Description

等离子体处理装置及边缘环的更换方法
技术领域
本发明涉及一种半导体处理装置及使用方法，尤其涉及一种等离子体处理装置及边缘环的更换方法。
背景技术
在半导体元件的制造工艺中，常常利用等离子体对基板进行蚀刻、沉积以及清洁等工艺处理。在很多等离子体处理工艺中，经常使用边缘环。而边缘环随着处理时间的增加，其腐蚀量也随之增加。为了保证边缘环带来的功效，通常需对达到一定腐蚀程度的边缘环进行更换。现有的方法是将边缘环从腔室取出判断腐蚀程度，反复取出多次直至边缘环达到更换标准进行更换。如此，降低了生产效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种提高生产效率的等离子体处理装置。
还有必要提供一种提高生产效率的边缘环的更换方法。
一种等离子体处理装置，包括：
静电卡盘，用于支撑待处理基板；
基座环，围绕所述静电卡盘设置；
边缘环，位于所述基座环上并围绕所述待处理基板设置；
升降结构，包括升降销及驱动件，所述升降销可活动地穿过所述基座环并对应所述边缘环，所述驱动件连接所述升降销以驱动所述升降销升降，从而带动所述边缘环升降；
所述等离子体处理装置还包括：
传感器，设置于所述升降销与所述驱动件之间，以在所述边缘环升起后测量所述边缘环的重量。
进一步地，所述等离子体处理装置包括至少两个升降销，且所述至少两个升降销为一体成型设计。
进一步地，所述升降销未上升前，所述升降销与所述边缘环之间存在间隙。
进一步地，所述间隙的高度为0.5厘米至1厘米。
进一步地，所述等离子体处理装置还包括处理器，所述处理器与所述驱动件及所述传感器电连接。
一种应用如上所述的等离子体处理装置的边缘环的更换方法，其包括以下步骤：
所述驱动件驱动所述升降销将边缘环从第一位置处升高至第二位置处，其中，所述第一位置处为所述基座环的上表面；以及
所述传感器检测在所述第二位置处的所述边缘环的重量，所述重量用以判断是否需替换所述边缘环。
进一步地，所述等离子体装置还包括处理器，所述处理器与所述驱动件及所述传感器电连接，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器将所述检测到的重量与一预设值比较，判断所述边缘环是否需替换；当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环需被替换。
进一步地，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
进一步地，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器根据一所述检测到的重量与补偿高度之间的预设关系获取一补偿高度；以及
所述处理器根据所述获取到的补偿高度控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第一位置处升高至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度。
进一步地，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器根据一所述检测到的重量与补偿高度之间的预设关系获取一补偿高度；以及
所述处理器根据所述获取到的补偿高度控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处降低至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度。
进一步地，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环被替换之前，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
进一步地，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环在所述第二位置处被更换。
相较于现有技术，本发明在所述等离子体处理装置的升降销与驱动件之间设置传感器，以定时或者不定时检测所述边缘环的重量，避免了需每次将所述边缘环取出进行称重的步骤，从而提高了生产效率；同时还避免了每次取出边缘环称重时容易对边缘环或等离子体处理腔室造成的损伤的情形。
附图说明
图1是本发明一实施方式的等离子体处理装置的结构示意图。
图2是本发明一实施方式的等离子体处理装置的另一使用状态示意图。
图3是本发明一实施方式的等离子体处理装置的又一使用状态示意图。
主要元件符号说明
等离子体处理装置 100
静电卡盘 10
基座环 20
边缘环 30
升降结构 40
传感器 50
待处理基板 200
上表面 21
下表面 23
通孔 25
升降销 41
驱动件 43
升降杆 431
间隙 60
处理器 70
显示器 80
警报器 90
补偿高度 H
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3，本发明实施方式提供一种等离子体处理装置100，其包括静电卡盘10、基座环20、边缘环30、升降结构40及传感器50。
所述静电卡盘10用于支撑待处理基板200(如晶圆)；所述基座环20围绕所述静电卡盘10设置。所述边缘环30位于所述基座环20上。本实施方式中，所述边缘环30位于所述基座环20的上表面21并围绕所述待处理基板200设置，且朝所述待处理基板200延伸。
优选的，本实施方式中，所述静电卡盘10的材质为三氧化二铝；所述基座环20的材质为陶瓷材料。在其他实施方式中，所述静电卡盘10的材质及所述基座环20的材质还可分别为其他材料。
所述基座环20还包括与所述上表面21相背设置的下表面23。所述基座环20上开设至少一个贯穿所述上表面21及下表面23的通孔25。所述通孔25对应所述边缘环30设置。
所述升降结构40包括至少一个升降销41及至少一个驱动件43。所述升降销41可活动地穿过所述通孔25。所述驱动件43连接所述升降销41，用于驱动所述升降销41沿所述通孔25升降，从而控制所述边缘环30升降。所述驱动件43与所述升降销41之间的连接可为直接连接或者间接连接。具体的，所述驱动件43可通过升降杆431或者气压驱动升降销41。
所述传感器50设置于所述升降销41与所述驱动件43之间，用于在所述升降销41将所述边缘环30升起后检测所述边缘环30的重量。本实施方式中，所述传感器50位于所述升降销41的底部。
本实施方式中，所述驱动件43驱动所述升降销41上升之前，所述升降销41与所述边缘环30之间还可存在间隙60。优选的，所述间隙60的高度为0.5厘米至1.0厘米。
在一些实施方式中，当所述升降结构40包括至少两个升降销41时，所述至少两个升降销41为一体成型设计。在另一些实施方式中，所述至少两个升降销41还可分开独立设置。本实施方式中，所述升降销41为一体成型设计。
本实施方式中，所述等离子体处理装置100还可包括处理器70。所述处理器70与所述驱动件43及所述传感器50电连接。所述处理器70控制所述驱动件43驱动所述升降销41升降，进而控制所述边缘环30的升降。所述处理器70还接收所述传感器50检测到的边缘环30的重量。
所述等离子体处理装置100还可包括一显示器80，用于显示所述传感器50检测到的边缘环30的重量，以便于用户根据所述显示器80显示的边缘环30的重量判断是否更换所述边缘环30，也可提前警示用户以判断大概多久需更换缘环30。
所述等离子体处理装置100还可包括一警报器90，所述警报器90可为语音警报装置、灯光警报装置或两者的结合等。所述警报器90与所述处理器70电连接，所述处理器70将接收到的所述传感器50检测到的边缘环30的重量与一预设值比较，当检测到的重量小于或者等于所述预设值时，所述处理器70控制警报器90发出警报，提醒用户更换所述边缘环30。
在一些实施方式中，所述边缘环30还可对应所述至少一升降销41开设至少一凹槽(图未示)。所述驱动件43驱动所述升降销41上升而后抵持所述凹槽中进而带动所述边缘环30移动。
本实施方式中，所述驱动件43可为步进马达。
请参阅图1至图3，本发明实施方式还提供一种应用上述等离子体处理装置100的边缘环的更换方法，其包括如下步骤：
请参阅图1及图2，所述驱动件43驱动所述升降销41将边缘环30从第一位置处升高至第二位置处；
所述传感器50检测在所述第二位置处的所述边缘环30的重量，所述重量用以与一预设值比较判断是否需替换所述边缘环30。
在本实施方式中，所述第一位置处为所述基座环20的上表面21。
优选的，在本实施方式中，所述预设值为所述边缘环30的初始重量的50％至70％。在其他实施方式中，所述预设值可根据实际需要进行调整。
当所述等离子体处理装置100包括处理器70时，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器70将所述检测到的重量与一预设值比较，判断所述边缘环30是否需替换；当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环30需被替换。
当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70根据一所述检测到的重量与补偿高度H之间的预设关系获取一补偿高度H；以及
请参阅图3，所述处理器70根据所述获取到的补偿高度H控制所述驱动件43驱动所述升降销41移动所述边缘环30至第三位置处，其中，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度H，以弥补在加工所述待处理基板200时所述边缘环30腐蚀量带来的影响。
在本实施方式中，先储存一所述检测到的重量与补偿高度H之间的预设关系，其中，所述检测到的重量与补偿高度H之间的预设关系为所述检测到的重量与所述边缘环的初始重量的比值与补偿高度H的关系。所述补偿高度H是指在加工所述待处理基板200时所述边缘环30的下表面相较于所述基座环20的上表面21的距离(即所述第三位置处与所述第一位置处的高度差)，所述补偿高度H能够使得已腐蚀的边缘环30在加工所述待处理基板200时保证等离子体的均匀性。例如，所述预设关系可为下表对应关系：
可以理解的，所述预设关系不仅限于上表对应的关系。
在一些实施方式中，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70控制所述驱动件43驱动所述升降销41将所述边缘环从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
进一步地，此时，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70根据一所述检测到的重量与补偿高度H之间的预设关系获取一补偿高度H；以及
所述处理器70根据所述获取到的补偿高度H控制所述驱动件43驱动所述升降销41将所述边缘环30从所述第一位置处升高至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度H。
在另一些实施方式中，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70根据一所述检测到的重量与补偿高度H之间的预设关系获取一补偿高度H；以及
所述处理器70根据所述获取到的补偿高度H控制所述驱动件43驱动所述升降销41将所述边缘环30从所述第二位置处降低至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度H。
在一些实施方式中，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环30被替换之前，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70控制所述驱动件43驱动所述升降销41将所述边缘环30从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
即当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述处理器70控制所述驱动件43驱动所述升降销41将所述边缘环30从所述第二位置处下降至所述第一位置处，并在所述第一位置处进行更换所述边缘环30。
在另一些实施方式中，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环30在所述第二位置处被更换。
在一些实施方式中，当所述等离子体处理装置100还包括警报器90，且所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还可包括：
所述处理器70控制所述警报器90发出警报提醒所述边缘环30需被替换。
相较于现有技术，本发明在所述等离子体处理装置100的升降销41与驱动件43之间设置传感器50，以定时或者不定时检测所述边缘环30的重量，避免了需每次将所述边缘环30取出进行称重的步骤，从而提高了生产效率；同时还避免了每次取出边缘环30称重时容易对边缘环30或等离子体处理腔室造成的损伤的情形。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种等离子体处理装置，包括：
静电卡盘，用于支撑待处理基板；
基座环，围绕所述静电卡盘设置；
边缘环，位于所述基座环上并围绕所述待处理基板设置；
升降结构，包括升降销及驱动件，所述升降销可活动地穿过所述基座环并对应所述边缘环，所述驱动件连接所述升降销以驱动所述升降销升降，从而带动所述边缘环升降，所述等离子体处理装置包括至少两个升降销，且所述至少两个升降销为一体成型设计；
其特征在于，所述等离子体处理装置还包括：
传感器，设置于所述升降销与所述驱动件之间，以在所述边缘环升起后测量所述边缘环的重量。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述升降销未上升前，所述升降销与所述边缘环之间存在间隙。
3.一种应用如权利要求1-2任意一项所述的等离子体处理装置的边缘环的更换方法，其包括以下步骤：
所述驱动件驱动所述升降销将边缘环从第一位置处升高至第二位置处，其中，所述第一位置处为所述基座环的上表面；以及
所述传感器检测在所述第二位置处的所述边缘环的重量，所述重量用以判断是否需替换所述边缘环。
4.如权利要求3所述的边缘环的更换方法，其特征在于，所述等离子体装置还包括处理器，所述处理器与所述驱动件及所述传感器电连接，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器将所述检测到的重量与一预设值比较，判断所述边缘环是否需替换；当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环需被替换。
5.如权利要求4所述的边缘环的更换方法，其特征在于，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
6.如权利要求5所述的边缘环的更换方法，其特征在于，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器根据一所述检测到的重量与补偿高度之间的预设关系获取一补偿高度；以及
所述处理器根据所述获取到的补偿高度控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第一位置处升高至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度。
7.如权利要求4所述的边缘环的更换方法，其特征在于，当所述检测到的重量大于所述预设值时，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器根据一所述检测到的重量与补偿高度之间的预设关系获取一补偿高度；以及
所述处理器根据所述获取到的补偿高度控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处降低至第三位置处，所述第三位置处高于所述第一位置处，且所述第三位置处与所述第一位置处的高度差为所述补偿高度。
8.如权利要求4所述的边缘环的更换方法，其特征在于，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环被替换之前，所述边缘环的更换方法还包括：
所述处理器控制所述驱动件驱动所述升降销将所述边缘环从所述第二位置处下降至所述第一位置处。
9.如权利要求4所述的边缘环的更换方法，其特征在于，当所述检测的重量小于或等于所述预设值时，所述边缘环在所述第二位置处被更换。
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