[发明专利]一种新型刻蚀机晶圆压环

说明书

本发明公开一种新型刻蚀机晶圆压环，包括内环，所述内环内缘面均匀设置有压齿，所述内环和压齿均为高频绝缘陶瓷材质；外环，所述外环为聚酰亚胺外环，且外环与所述内环同心设置在内环外围，所述外环与所述内环固定。本发明内环采用耐刻蚀、但是质量密度较高的陶瓷材质，外环采用质量密度低，耐热性、绝缘性和成型性好的聚酰亚胺材质，即避免高质量压环压碎晶圆，又能够避免晶圆受到刻蚀腐蚀，提高了晶圆压环的使用寿命，降低了耗材成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造装置技术领域，具体涉及一种新型刻蚀机晶圆压环。

背景技术

聚酰亚胺具有良好的耐热性、绝缘性和成型性，并且质量较轻，在晶圆压环领域应用广泛。现有的晶圆压环采用整块原材料高精度机加工制造成型，晶圆压环固定在含有垂直升降行程气缸的机械机构中，在晶圆由传片机械手臂送入刻蚀机腔室的顶针支架后，气缸驱动晶圆压环向下运动。最终，压环内侧的压齿沿晶圆外边缘均匀的将晶圆压合在腔室下电极的橡胶密封圈上。最大限度的将晶圆底部的氦气封存在晶圆与密封圈之间，通过氦气冷却晶圆背面，保护晶圆正面的光刻胶在刻蚀过程中，不会因为化学及等离子作用的高温而引起皱胶。

现有的晶圆压环在半导体生产过程中存在以下问题：

1、压环内环的压齿处于晶圆反应区域，聚酰亚胺材质的压齿受到刻蚀反应，压齿会越刻越小，最终导致压齿压不到圆片边缘使得晶圆不能压合在腔室下电极的橡胶密封圈上导致底部氦气逸出，影响冷却效果，导致晶圆皱胶；

2、压环本体使用的聚酰亚胺材料会与刻蚀气体发生化学反应，因此在耗材方面成本较高。

现有技术中还存在陶瓷材质的晶圆压环，虽然陶瓷材质的晶圆压环解决了腐蚀问题。然而由于陶瓷的密度较高，导致晶圆压环质量较大，在实际应用过程中常发生压碎晶圆的现象，影响正常生产。

因此，开发一种新型的刻蚀机晶圆压环十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型刻蚀机晶圆压环，以解决现有技术中的聚酰亚胺压环的压齿受到刻蚀反应，压齿会越刻越小，最终导致压齿压不到圆片边缘使得晶圆不能压合在腔室下电极的橡胶密封圈上导致底部氦气逸出，影响冷却效果，导致晶圆皱胶；压环本体使用的聚酰亚胺材料会与刻蚀气体发生化学反应，因此在耗材方面成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种新型刻蚀机晶圆压环，包括：

内环，所述内环内缘面均匀设置有压齿，所述内环和压齿均为陶瓷材质；

外环，所述外环为聚酰亚胺外环，且外环与所述内环同心设置在内环外围，所述外环与所述内环固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明内环采用耐刻蚀、但是质量密度较高的陶瓷材质，外环采用质量密度低，耐热性、绝缘性和成型性好的聚酰亚胺材质，即避免高质量压环压碎晶圆，又能够避免晶圆受到刻蚀腐蚀，提高了晶圆压环的使用寿命，降低了耗材成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步的，所述外环的内缘开设与所述内环匹配的下沉式的环形槽口，所述内环的外周部分搭设在所述环形槽口内，且内环顶面和所述外环顶面处于同一水平面。

通过采用上述方案，内环嵌套设计，保证内环顶面和外环顶面处于同一水平面，便于压环的固定和控制，避免存在凸棱导致压环损坏，并且保证一定气密性。

进一步的，所述环形槽口底面均匀设有螺孔，所述内环和外环通过穿过所述螺孔的陶瓷螺钉固定。

通过采用上述方案，陶瓷螺钉进行固定，避免受到刻蚀腐蚀。

进一步的，所述内环表面设有与所述陶瓷螺钉匹配的沉头孔。