[发明专利]一种清洁晶片背面聚合物的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及晶片清洁技术领域。

背景技术

在半导体晶片刻蚀时，晶片在刻蚀前通常涂覆以光刻胶层，然后该光刻胶层区域被有选择的去除，从而使得下层的部分暴露在外。进行蚀刻时，将晶片放置在等离子体刻蚀室的基座上，在等离子体刻蚀室内对蚀刻反应气体(由一种或多种气体组成)施加能量以将气体激励形成等离子体，刻蚀反应的非挥发性产物会沉积在晶片正面以及背面暴露出来的边缘部分。由于晶片的边缘部分可能在刻蚀过程中暴露出来，因此在某些情况下，可能在晶片背面发生聚合物沉积作用，形成沾污。可采用连续等离子体处理步骤的等离子体清洁来移除沉积在晶片正面上的聚合物。

然而，在使用氧气等离子体清洁过程中，由于晶片背面与聚焦环之间的缝隙较小，此处的等离子浓度低，电磁场较弱，氧离子的活性在如此半封闭的空间里非常低，使得晶片背面无法受到氧离子的直接轰击，所以背面聚合物的沉积不易移除，从而使得晶片背面聚合物的清除效果不佳。晶片背面的聚合物沾污，而可能成为后续半导体制程的污染来源。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供一种清洁晶片背面聚合物沾污的装置，其围绕设置于一等离子体蚀刻室中的晶片的基座的外周侧，所述晶片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘，所述清洁晶片背面聚合物的装置包括：

一聚焦环，其围绕设置于所述晶片的外周侧；所述聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至晶片背面的边缘之下；

一导电环，其围绕设置于所述基座的外周侧，位于所述聚焦环的下方，所述导电环和所述聚焦环之间设置一绝缘层；

一直流电源，可选择的连通到所述导电环，为其提供静电位。

所述的基座包括一延伸部，所述的基座延伸部上方和所述聚焦环之间设置一绝缘插入环，所述的导电环可以为涂覆在所述绝缘插入环上表面的导电层，所述的绝缘层涂覆在所述导电层上表面；

也可以在所述聚焦环下表面涂覆为绝缘层，所述的导电环为涂覆在所述绝缘层下的导电层，在所述的导电层下涂覆绝缘层。

所述的导电环为金属或非金属导电材料，所述的绝缘层为非金属绝缘材料。

所述的导电环宽度范围介于所述晶片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘的长度和所述聚焦环的宽度之间。

还可以将所述导电环直接放置在所述的绝缘插入环上表面，所述导电环外表面包裹一层绝缘层。

所述的导电环和所述的直流电源间串联一开关，所述的直流电源外串联一电容，所述的直流电源另一端接地。

所述的聚焦环由硅、碳化硅或二氧化硅等半导体材料制成。

本发明的另一技术方案为：一种清洁晶片背面聚合物的装置，其围绕设置于一等离子体蚀刻室中的晶片的基座的外周侧，所述晶片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘，所述清洁晶片背面聚合物的装置包括：

一聚焦环，其围绕设置于所述晶片的外周侧；所述聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至晶片背面的边缘之下；所述聚焦环由绝缘材料制成的；

一导电环，其嵌入所述聚焦环内部；所述导电环外包裹一绝缘层；

一直流电源，连通所述导电环，为其提供静电位。

本发明还公开了一种等离子体蚀刻室，包括上电极和下电极，上电极连接反应气体源，可同时作为气体注入装置使用，还包括一基座，用以支撑其上方的晶片，所述的基座包括静电吸盘和下电极，还包括围绕设置于该基座的外周侧的用于清洁晶片背面聚合物的装置；其中，所述的晶片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘；所述的用于清洁晶片背面聚合物的装置包含：

一聚焦环，其围绕设置于所述晶片的外周侧；所述聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至晶片背面的边缘之下；

一导电环，其围绕设置于所述基座的外周侧，位于所述聚焦环的下方，所述导电环和所述聚焦环之间设置一绝缘层；

一直流电源，可选择的连通到所述导电环，为其提供静电位。

本发明的另一种等离子体蚀刻室，包括上电极和下电极，上电极连接反应气体源，可同时作为气体注入装置使用，还包括一基座，用以支撑其上方的晶片，所述的基座包括静电吸盘和下电极，还包括围绕设置于该基座的外周侧的用于清洁晶片背面聚合物的装置；其中，所述的晶片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘；所述的用于清洁晶片背面聚合物的装置包含：

一聚焦环，其围绕设置于所述晶片的外周侧；所述聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至晶片背面的边缘之下；

一导电环，其嵌入所述聚焦环内部；