[发明专利]等离子体反应器的工件除吸附设备以及使用该设备使工件除吸附的方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及一种在半导体制备过程中使用的等离子体反应器。本发明尤其涉及一种等离子体反应器中的工件去除吸附设备及其工件去除吸附方法。 

相关技术描述

通常，ESC(静电吸盘)用于在等离子反应器的反应室里面吸附那些用来蚀刻或沉淀的沉淀物的工件(例如，晶圆或玻璃基板)。当为ESC提供吸力能源时，ESC通过静电产生的静电吸力将工件吸附。 

为了让蚀刻过程或沉淀过程顺利进行，工件必须稳固的吸附在ESC上。例如，在用于工件背面的冷却气体的氦气(He)中，相当于30托或更大的压力下，工件必须能持续地吸附在ESC上。因此，工件的蚀刻过程或沉淀过程，高压的直流(DC)电源给ESC电极提供吸力能源。 

为了在反应室内使工件完好的完成蚀刻或沉淀处理，需要把还稳固地吸附在ESC上面的工件从ESC上去除吸附。一个常规去除吸附方法简要介绍如下。如果蚀刻过程或沉淀过程结束时，切断给ESC供电的吸力电源，将生成抗静电等离子。由于防静电等离子的电荷存在于工件和ESC之间，可通过一个室内物体来完全放电卸载。如果防静电等离子消失，工件就可以从ESC上去除吸附。 

然而，传统的去除吸附方法，把工件和ESC之间的电荷完全的放电卸掉需要消耗很长的时间。另外，根据传统的去除吸附方法，在工件和ESC之间的电荷没有完全被放电卸掉的情况经常发生。这种情况可导致间歇振荡现象，由 于没有很好的从ESC上去除吸附使得工件突然弹起来。工件被紧紧的卡在ESC上的情况，由于来自上升单元的支配力量造成的惯性力量可能使工件损坏。如果间歇振荡现象发生，工件将离开它原来在ESC上的位置，以及可能发生破碎。 

如果工件离开它原来在ESC上的位置，它将成为一个失败的工件，因为工件的位置发生了改变，当工件从反应室内拿出来时，将装在一个表面装载盒里或者工件去完成下一道工序。此外，如果出现大量的间歇振荡现象，工件可能会损坏。 

到目前为止，工件和ESC之间的电荷是否完全放电卸载还很难检测出来，因此，通过传统的去除吸附方法，在这样的去除工件对ESC的吸附方法中，减少间歇振荡现象或损坏事件的发生还是非常有难度的。 

另一方面，在蚀刻过程或沉淀过程和去除吸附过程中，由于在反应室聚合物的产生使得ESC的表面被污染。因此，在工件从反应室拿出来后，将进行的清洗ESC表面的干洗过程是为了用于完成下一个蚀刻过程或沉淀过程。如果再进行蚀刻过程或沉淀过程而不进行干洗过程，工件就不能稳固的吸附在ESC上，因为污染物粘在了ESC的表面。这将导致需要增加氦气(He)的泄漏量来用于工件的背面，从而使得制作光滑的工件处理过程变得更难。因此，清洁ESC具有重要的意义。 

传统的ESC清洗过程是在工件去除吸附过程后单独进行的。因此，除工件的去除吸附时间外还得消耗ESC的清洗时间。因此，处理数(即生产量)，即在一定的时间内等离子反应器用于处理的时间，非常有限。所以，要提高等离子反应器的生产量，需要有一种用于减少工件去除吸附的时间和ESC清洗的时间的方法。 

发明概述

本发明的一个优选实施方面是解决至少一个上述问题和/或缺点，提供至少一种下述优点。因此，本发明的一个优选实施方面是提供一种等离子体反应器中使用的工件去除吸附设备，其中通过上升单元的方式使ESC(静 电吸盘)去除对工件的吸附，使用一种ICP(电感耦合等离子体)源功率单元或CCP(电容耦合等离子体)顶端源功率单元来产生并保持抗静电的清洗等离子体，使抗静电的清洗等离子体充满工件和ESC之间的所有空间，于是能在工件、ESC和地板之间形成的密封电路结构中使抗静电的清洗等离子体能有效地去除工件和ESC中的残留电荷，并抗静电的清洗等离子体能干燥清洗反应室的内部及ESC的表面，将通过上升单元的方式使ESC去除对工件的吸附的过程中产生的颗粒状灰尘去除。 

本发明的另一个优选实施方面是提供一种等离子体反应器中工件去除吸附方法，其中通过上升单元的方式使ESC去除对工件的吸附，使用一种ICP源功率单元或一种CCP顶端源功率单元来产生并保持抗静电的清洗等离子体，使抗静电的清洗等离子体充满工件和ESC之间的所有空间，于是能在工件、ESC和地板之间形成的密封电路结构中使抗静电的清洗等离子体能有效地去除工件和ESC中的残留电荷，并抗静电的清洗等离子体能干燥清洗反应室的内部及ESC的表面，将通过上升单元的方式使ESC去除对工件的吸附的过程中产生的颗粒状灰尘去除。