等离子体处理设备及向其静电卡盘上放置待加工件的方法

摘要

本发明公开了一种向静电卡盘上放置待加工件的方法，其核心是借助了一种定位装置确定机械手的传片位置，使所述待加工件能够快速准确地放置于所述静电卡盘上；本发明还公开了一种可以使用上述方法的等离子体处理设备。本发明所提供的方法或者装置，可以使调节过程一步到位，避免了通过肉眼和手动相结合反复地调试，因而，大大提高了调试速度，节省了大量的调试时间；同时使所述待加工件落在所述静电卡盘上的位置的准确性有了很大地提高；此外，还可以在不使用待加工件的条件下完成工艺腔室的调节，从而进一步地提高了工作效率。

权利要求

1.一种向静电卡盘上放置待加工件的方法，所述静电卡盘位于工艺腔室中，且所述静电卡盘上开有针孔，所述针孔中设有能够竖直升降的顶针，所述待加工件由机械手托入工艺腔室中，该方法包括以下步骤：

1)提供定位装置；

2)将所述定位装置置于所述工艺腔室中，并固定所述定位装置相对于所述静电卡盘的水平位置；

3)将所述机械手送入所述工艺腔室中，并通过所述定位装置唯一确定所述机械手的水平位置；所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方；

4)记录并保存处于所述水平位置时所述机械手的水平位置参数；

5)自所述反应腔室中退出所述机械手，并自所述反应腔室中取出所述定位装置；

6)根据步骤4)所记录的水平位置参数将托有所述待加工件的机械手送入所述工艺腔室中，通过所述顶针托起所述待加工件，并放置于所述静电卡盘上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位装置的底部具有容纳所述顶针的定位孔；在步骤2)中，所述定位装置放置于所述静电卡盘的上表面，两者的水平位置由所述定位孔以及顶针固定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位装置的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径等于围绕所述静电卡盘的聚焦环的直径；在步骤2)中，所述定位装置以其底部卡入所述聚焦环之中，从而固定其相对于所述静电卡盘的水平位置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述定位装置包括具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线互相重合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机械手具有定位凹槽，该定位凹槽位于所述机械手送入工艺腔室中的一端，所述定位凹槽的定位面与所述上部的侧壁相配合；

在步骤3)中所述的机械手插入所述工艺腔室中，其水平位置由所述定位面和所述上部的侧壁确定。

6.一种等离子体处理设备，包括位于工艺腔室中的静电卡盘，所述静电卡盘上开有针孔，其中设有能够竖直升降的顶针，所述顶针用于托起由机械手送入的待加工件，并通过缩回使所述待加工件放置于所述静电卡盘上，其特征在于，所述等离子体处理设备还包括可选择地设于所述工艺腔室中的定位装置，所述定位装置在所述工艺腔室中具有唯一确定的水平位置；所述定位装置能够唯一限定所述机械手在所述工艺腔室中的水平位置，所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方。

7.根据权利要求6所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述定位装置的底部具有容纳所述顶针的定位孔，所述定位装置与所述静电卡盘在水平方向上的相对位置由所述顶针和所述定位孔唯一确定。

8.根据权利要求6或7所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述定位装置的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径等于围绕所述静电卡盘的聚焦环的直径。

9.根据权利要求8所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述定位装置包括具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线互相重合。

10.根据权利要求9所述的等离子体处理设备，所述的机械手具有定位凹槽，该定位凹槽位于所述机械手送入工艺腔室中的一端；所述定位凹槽的定位面与所述上部的侧壁相配合。

说明书

等离子体处理设备及向其静电卡盘上放置待加工件的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种向静电卡盘上放置待加工件的方法。本发明还涉及一种可以使用上述方法的等离子体处理设备。

背景技术

[0002] 随着微电子产品的普及，等离子体处理设备在微电子技术领域的应用越来越广泛。

[0003] 请参考图1，图1为一种典型的等离子体处理设备的结构示意图。 [0004] 等离子体处理设备1通常包括壳体11，壳体11中具有反应腔室12。反应腔室12的顶部和底部分别相对应地设有上极板13和静电卡盘14，上极板13与壳体11之间由绝缘部件15隔离；静电卡盘14的顶部可以支撑待加工件2。众所周知，上述待加工件应当包括晶片和玻璃基板，以及与两者具有相同加工原理的其他待加工件。静电卡盘14的中心位置均匀地开有竖直方向贯通的若干针孔17，每个所述针孔17中都具有一颗顶针(图中未示出)，所述顶针可以穿过所述针孔17竖直地上下升降。

[0005] 请参考图2，图2为一种待加工件置于静电卡盘上时，与静电卡盘相对位置的俯视图。

[0006] 工作时，机械手托起待加工件2经加工件传送窗口18放到升起的所述顶针上，顶针下降，待加工件2被放置到静电卡盘14上，如果落到图2中21所示的位置即所述待加工件2的中心与所述静电卡盘2中心相一致的位置，则不必再进行调整；但是，实际操作时，待加工件2大都落到与图2中22所示的位置或23所示的位置类似的相对位置。现有技术中，只能通过肉眼的判断，手动进行水平面内的微调，以保证待加工件2最终近似处于图2中21所示的位置，这就使得待加工件的位置的准确性得不到保证，同时也耗时耗力。 [0007] 当待加工件2的中心位置与静电卡盘14的中心位置不一致时， 很有可能造成待加工件2无法被稳定地吸附在静电卡盘14的上表面上，从而使待加工件2在静电卡盘14的表面抖动，或者由于静电卡盘的氦泄漏过高而报警。因此，准确地向静电卡盘14上放置待加工件2是非常重要的。

[0008] 在等离子体处理设备工作过程中，定位机械手到工艺腔室的传片位置是确定待加工件2进入工艺腔室的位置并进一步确定待加工件2与静电卡盘14相对位置的基础。 [0009] 目前，向静电卡盘上放置待加工件的方法，待加工件在静电卡盘上的位置的准确性难以保证，同时，在确定机械手的传片位置时，首先需要将校准器调试完成，也就是将所述待加工件准确地放置在机械手上，才能较为准确地确定其传片位置，因而限制了调试的流程，同时也降低了加工效率。

[0010] 因此如何快速准确地向静电卡盘上放置待加工件是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

[0011] 本发明的目的是提供一种方法，快速准确地向静电卡盘上放置待加工件。本发明的另一目的是提供一种可以使用上述方法的等离子体处理设备。

[0012] 为解决上述技术问题，本发明提供一种向静电卡盘上放置待加工件的方法，所述静电卡盘位于工艺腔室中，且所述静电卡盘上开有针孔，所述针孔中设有能够竖直升降的顶针，所述待加工件由机械手托入工艺腔室中，该方法包括以下步骤： [0013] 1)提供定位装置；

[0014] 2)将所述定位装置置于所述工艺腔室中，并固定所述定位装置相对于所述静电卡盘的水平位置；

[0015] 3)将所述机械手送入所述工艺腔室中，并通过所述定位装置唯一确定所述机械手的水平位置；所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方；

[0016] 4)记录并保存处于所述水平位置时所述机械手的水平位置参数； [0017] 5)自所述反应腔室中退出所述机械手，并自所述反应腔室中取出所述定位装置； [0018] 6)根据步骤4)所记录的水平位置参数将托有所述待加工件的机械手送入所述工艺腔室中，通过所述顶针托起所述待加工件，并放置于所述静电卡盘上。 [0019] 进一步，所述定位装置的底部具有容纳所述顶针的定位孔；在步骤2)中，所述定位装置放置于所述静电卡盘的上表面，两者的水平位置由所述定位孔以及顶针固定。 [0020] 进一步，所述定位装置的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径等于围绕所述静电卡盘的聚焦环的直径；在步骤2)中，所述定位装置以其底部卡入所述聚焦环之中，从而固定其相对于所述静电卡盘的水平位置。

[0021] 进一步，所述定位装置包括具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线互相重合。

[0022] 进一步，所述机械手具有定位凹槽，该定位凹槽位于所述机械手送入工艺腔室中的一端；所述定位凹槽的定位面与所述上部的侧壁相配合；在步骤3)中所述的机械手插入所述工艺腔室中，其水平位置由所述定位面和所述上部的侧壁确定。

[0023] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种等离子体处理设备，包括位于工艺腔室中的静电卡盘，所述静电卡盘上开有针孔，其中设有能够竖直升降的顶针，所述顶针用于托起由机械手送入的待加工件，并通过缩回使所述待加工件放置于所述静电卡盘上，所述等离子体处理设备还包括可选择地设于所述工艺腔室中的定位装置，所述定位装置在所述工艺腔室中具有唯一确定的水平位置；所述定位装置能够唯一限定所述机械手在所述工艺腔室中的水平位置，所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方。

[0024] 进一步，所述定位装置的底部具有容纳所述顶针的定位孔，所述定位装置与所述静电卡盘在水平方向上的相对位置由所述顶针和所述定位孔唯一确定。 [0025] 进一步，所述定位装置的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径等于围绕所述静电卡盘的聚焦环的直径。

[0026] 进一步，所述定位装置包括具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线互相重合。

[0027] 进一步，所述的机械手具有定位凹槽，该定位凹槽位于所述机械手送入工艺腔室中的一端；所述定位凹槽的定位面与所述上部的侧壁相配合。

[0028] 本发明所提供的向静电卡盘上放置待加工件的方法，其核心是借助了一种定位装置准确地确定机械手的传片位置。首先使定位装置相对于静电卡盘的位置唯一地确定，进而确定机械手相对于定位装置的位置，该位置是使待加工件准确地放置到所述静电卡盘正中心的水平位置，将此位置的位置参数记录并保存，最终将托有待加工件的机械手放置于所记录的位置，用顶针将所述待加工件顶起后，退出机械手，顶针降下，将所述待加工件准确地放置于静电卡盘上。此方法可以使定位机械手的调节过程一步到位，避免了通过肉眼和手动相结合反复地调试，大大提高了调试速度，节省了大量的调试时间和精力，同时也使得所述待加工件在所述静电卡盘上的位置的准确性有了很大地提高。此外，该方法可以在不使用待加工件的条件下就完成工艺腔室的调试，因此，不必等校准器调试完成后再进行工艺腔室调节，避免了调试流程的限制，合理地利用了时间，从而可以进一步地提高工作效率。

[0029] 本发明所提供的等离子体处理设备的有益效果与向静电卡盘上放置待加工件的方法的有益效果类似，这里就不再赘述。

[0030] 附图说明

[0031] 图1为一种典型的等离子体处理设备的结构示意图；

[0032] 图2为待加工件放置于静电卡盘上，与静电卡盘相对位置的示意图； [0033] 图3为本发明一种具体实施方式所提供的向静电卡盘上放置待加工件的方法的流程图；

[0034] 图4为本发明一种具体实施方式所提供定位装置与静电卡盘的定位方式的示意图；

[0035] 图5为本发明另一种具体实施方式所提供定位装置与静电卡盘的定位方式的示意图；

[0036] 图6为本发明所提供定位装置一种具体实施方式的结构示意图； [0037] 图7为本发明所提供定位装置另一种具体实施方式的结构示意图。 具体实施方式

[0038] 本发明的核心是提供一种向静电卡盘上放置待加工件的方法，使等离子体处理设备在使用过程中能快速准确地将待加工件放置于所述静电卡盘上；本发明的另一核心是提供一种等离子体处理设备。

[0039] 为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0040] 请参考图3、图4和图5，图3为本发明一种具体实施方式所提供的向静电卡盘上放置待加工件的方法的流程图；图4为本发明一种具体实施方式所提供定位装置与静电卡盘的定位方式的示意图；图5为本发明一种具体实施方式所提供定位装置与静电卡盘的定位方式的示意图。

[0041] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的向静电卡盘上放置加工件的方法具体可以包括以下步骤：

[0042] 步骤S1：提供定位装置。

[0043] 根据具体使用的等离子体处理设备的结构，选择与其相配合的定位装置。 [0044] 步骤S2：将所述定位装置置于所述工艺腔室中，并固定所述定位装置相对于所述静电卡盘的水平位置。

[0045] 将等离子体处理设备的顶部拆开，将所述定位装置从顶部开口放入工艺腔室中，并将其相对于所述静电卡盘固定，该固定位置可以保证所述定位装置处于水平位置。 [0046] 上述步骤可以通过多种方法完成，下面通过两个具体的实施例和附图对这一步骤作进一步的说明。

[0047] 如图4所示，所述定位装置4具有容纳所述顶针的定位孔41。首先，将所述定位装置4放入工艺腔室中，具体可以将等离子体处理设备的顶部拆开，将所述定位装置4从顶部开口放入所述工艺腔室中，；然后，调整所述定位装置4的位置，使所述定位装置4上面的定位孔41与所述静电卡盘的针孔相重合；最后，将所述顶针升起，使所述顶针穿入所述定位装置的定位孔41，将所述定位装置4固定。进一步地，在调整定位装置4的位置时，直接使定位孔41与静电卡盘的针孔重合是比较困难的，因此，也可以直接升起所述顶针，将所述顶针插入针孔。只要最终能够完成顶针穿过定位孔41并将所述定位装置4固定在水平位置这一任务即可。由此可以看出，此种方法可以很准确地确定位置，而且对定位装置的形状的要求不高。

[0048] 图4中所示的针孔41的数目和位置与定位卡盘上的针孔的数目和位置完全相同，当然，也可以不完全相同，只要能满足定位和固定作用即可。

[0049] 如图5所示，所述定位装置4的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径大体等于围绕所述静电卡盘的聚焦环5的直径。首先，将所述定位装置4放入工艺腔室中，并以其底部卡入聚焦环5的内圈圆环中；然后，用手将所述定位装置垂直按住，以固定其位置。此种方法，操作方便，而且很容易实现。

[0050] 步骤S3：将所述机械手送入所述工艺腔室中，并通过所述定位装置唯一确定所述机械手的水平位置；所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方。

[0051] 可以将机械手通过所述待加工件的传送窗口送入所述工艺腔室中，直到所述机械手的定位凹槽的定位面与所述定位装置的侧壁相接触，此时确定了所述机械手传送待加工件的水平位置。

[0052] 由上述步骤可以看出，该水平位置是通过固定所述静电卡盘与所述定位装置的相对位置，进一步固定所述定位装置与所述机械手的相对位置，并结合所述定位装置的形状共同确定的。该水平位置能够使由所述机械手托送入工艺腔室的待加工件准确地放置到所述静电卡盘 的正中心。

[0053] 步骤S4：记录并保存处于所述水平位置时所述机械手的水平位置参数。 [0054] 将由上述步骤所得到的机械手的位置参数(通常情况下为所述机械手到上述位值的传片位置的R值和T值)记录下来，并进行保存。

[0055] 步骤S5：自所述反应腔室中退出所述机械手，并自所述反应腔室中取出所述定位装置。

[0056] 得到机械手在所述水平位置的位置参数以后，定位装置的任务已经完成，此时可以从工艺腔室中取出所述定位装置，为下一步骤做好准备。

[0057] 步骤S6：根据步骤S4所记录的水平位置参数将托有所述待加工件的机械手送入所述工艺腔室中，通过所述顶针托起所述待加工件，并放置于所述静电卡盘上。 [0058] 将托有所述待加工件的机械手(该机械手与步骤S3到步骤S5中所述的机械手相同)放置到步骤S4所记录的水平位置，然后用所述顶针将所述待加工件托起，待退出所述机械手后，将所述顶针缩回，此时所述待加工件准确地放置于所述静电卡盘的正中心位置。 [0059] 本发明所提供的向静电卡盘上放置待加工件的方法可以使定位机械手的调节过程一步到位，避免了通过肉眼和手动相结合反复地调试，大大提高了调试速度，节省了大量的调试时间和精力，同时也使得所述待加工件在所述静电卡盘上的位置的准确性有了很大地提高。此外，该方法可以在不使用待加工件的条件下就完成工艺腔室的调试，因此，不必等校准器调试完成后再进行工艺腔室调节，避免了调试流程的限制，合理地利用了时间，从而可以进一步地提高工作效率。

[0060] 在一种具体实施方式中，所述定位装置可以包括具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线互相重合。同时，所述机械手的定位凹槽的定位面可以相应地为圆弧面，以便与所述圆柱形的上部的侧壁相配合。 [0061] 所述圆柱形的下部与所述静电卡盘可以很方便地定位，所述圆柱 形的上部也可以很方便地与所述机械手的定位凹槽的定位面配合，进一步地，具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部的轴线重合使整个定位过程更加简便。

[0062] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的等离子体处理设备，包括壳体，壳体围成了反应腔室，位于工艺腔室中的静电卡盘上开有针孔，针孔中设有能够竖直升降的顶针，所述顶针可以托起由机械手送入的待加工件，待机械手退出后，所述顶针缩回将所述待加工件放置于所述静电卡盘上，所述等离子体处理设备还包括可选择地设于所述工艺腔室中的定位装置，在需要定位机械手的传片位置时，将定位装置放入工艺腔室中，所述定位装置在所述工艺腔室中具有唯一确定的水平位置；并且所述定位装置可以唯一限定所述机械手在所述工艺腔室中的水平位置，所述机械手处于该水平位置时，所述待加工件的中心位于所述静电卡盘的中心的正上方。

[0063] 本发明所提供的等离子体处理设备可以使定位机械手的调节过程一步到位，避免了通过肉眼和手动相结合反复地调试，大大提高了调试速度，节省了大量的调试时间和精力，同时也使得所述待加工件在所述静电卡盘上的位置的准确性有了很大地提高。此外，该方法可以在不使用待加工件的条件下就完成工艺腔室的调试，因此，不必等校准器调试完成后再进行工艺腔室调节，避免了调试流程的限制，合理地利用了时间，从而可以进一步地提高工作效率。

[0064] 请参考图6和图7，图6为本发明所提供定位装置的一种具体实施方式结构示意图；图7为本发明所提供定位装置另一种具体实施方式的结构示意图。

[0065] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的等离子体处理设备的定位装置4的底部具有容纳所述顶针的定位孔41，所述顶针可以穿过所述静电卡盘的针孔，插入所述定位孔中，使所述定位装置4相对于所述静电卡盘固定，这样可以唯一地确定所述定位装置4与所述静电卡盘的相对位置；此外，所述定位孔的数目和位置可以不必完全与所述静电卡盘的针孔的数目和位置相同，只要能满足定位和固定要求即可， 因此，对定位装置的形状的要求很低

[0066] 可以进一步将所述定位装置的整个横截面设计为圆形，这样从所述静电卡盘到所述机械手的位置关系的传递将更加简洁明了。

[0067] 在另一种具体实施方式中，本发明所提供的等离子体处理设备的定位装置4的底部的横截面呈圆形，且所述横截面的直径大体等于围绕所述静电卡盘的聚焦环的直径，以便所述定位装置以其底部卡入所述聚焦环之中，从而固定其相对于所述静电卡盘的水平位置，因此，此种定位装置可以很方便的实现操作。

[0068] 所述定位装置可以由具有圆柱形的下部和具有圆柱形的上部组成，所述上部位于所述下部的上底面上，且二者的轴线可以互相重合，以便很容易地确定所述静电卡盘到所述机械手的位置关系。

[0069] 所述机械手的定位凹槽的定位面还可以与所述圆柱形的上部的侧壁相配合，使定位过程更加方便、简洁。

[0070] 本发明所提供的等离子体处理设备的其他部分结构与现有技术结构相同，请参照现有技术，这里不再赘述。

[0071] 以上对本发明所提供的等离子体处理设备以及向静电卡盘上放置待加工件的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。