用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置及等離子體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置及等尚子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)領(lǐng)域、太陽(yáng)能電池生產(chǎn)領(lǐng)域以及LED制造領(lǐng)域，通常采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,以下簡(jiǎn)稱PVD)設(shè)備在基片等被加工工件的表面上制備金屬或者金屬化合物薄膜。
[0003]圖1為現(xiàn)有的PVD設(shè)備的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖1，反應(yīng)腔室10包括基座11、靶材12、磁控管13、靜電卡盤(pán)14、絕緣環(huán)15和遮擋環(huán)16。其中，基座11設(shè)置在反應(yīng)腔室10的底部，靜電卡盤(pán)14疊置在基座11的上表面上，靜電卡盤(pán)14采用靜電引力的方式吸附被加工工件固定在其上表面上；絕緣環(huán)15采用陶瓷等絕緣材料制成，其設(shè)置在反應(yīng)腔室10內(nèi)，且絕緣環(huán)15的內(nèi)周璧套置在所述靜電卡盤(pán)14的外周璧上固定；遮擋環(huán)16設(shè)置在用于環(huán)繞反應(yīng)腔室10的內(nèi)周璧設(shè)置的內(nèi)襯17上，且套置在絕緣環(huán)15的外側(cè)，并且沿遮擋環(huán)16的上表朝向靜電卡盤(pán)14形成有閉合的環(huán)形金屬凸起，該環(huán)形金屬凸起的下表面靠近其環(huán)孔周邊的環(huán)形區(qū)域位于絕緣環(huán)15上表面邊緣區(qū)域的上方，在基座11帶動(dòng)靜電卡盤(pán)14和置于其上的被加工工件上升至工藝位進(jìn)行沉積薄膜時(shí)被頂起，以實(shí)現(xiàn)在沉積薄膜的過(guò)程中對(duì)遮擋環(huán)16與絕緣環(huán)15之間的間隙進(jìn)行遮擋；靶材12設(shè)置在反應(yīng)腔體10的頂部，并與設(shè)置在反應(yīng)腔室10外部的直流電源18電連接，用以在直流電源18開(kāi)啟時(shí)將反應(yīng)腔室10內(nèi)的工藝氣體激發(fā)形成等離子體，而且，直流電源18向靶材12提供負(fù)偏壓，等離子體中的正離子受負(fù)偏壓的吸引轟擊采用金屬材料制成的靶材12的表面，使靶材12表面的金屬原子逸出并沉積在被加工工件的表面，從而在被加工工件S的表面沉積金屬薄膜；磁控管13設(shè)置在靶材12的上方，用以將等離子體聚集在靶材12的下方。
[0004]在工藝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在被加工工件S的表面上沉積金屬薄膜的同時(shí)，也會(huì)在絕緣環(huán)15暴露在等離子體環(huán)境中的部分沉積金屬或者金屬化合物薄膜(例如，T1、Ta、TiN,TaN)，并容易在絕緣環(huán)的表面上形成金屬凸起，金屬凸起在等離子體環(huán)境中容易積累大量的電荷，這會(huì)造成局部電流過(guò)大、溫度過(guò)高以及產(chǎn)生打火、放電現(xiàn)象，因而不僅會(huì)對(duì)絕緣環(huán)15和靜電卡盤(pán)14造成損壞，而且會(huì)導(dǎo)致工藝質(zhì)量差。
[0005]為此，通常在本次工藝結(jié)束后，根據(jù)檢查反應(yīng)腔室10內(nèi)的絕緣環(huán)是否損壞來(lái)判斷是否產(chǎn)生打火、放電現(xiàn)象，若損壞，則應(yīng)對(duì)絕緣環(huán)進(jìn)行更換，以免影響下次工藝。容易理解，這種方式是具有一定的滯后性，其并不能避免對(duì)絕緣環(huán)15和靜電卡盤(pán)14造成損壞以及對(duì)工藝質(zhì)量造成的影響，從而造成生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低。因此，如何在工藝過(guò)程中來(lái)對(duì)絕緣環(huán)進(jìn)行檢測(cè)是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置及等離子體加工設(shè)備，其不僅可以避免對(duì)絕緣環(huán)和靜電卡盤(pán)造成損壞，從而可以降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益；而且可以提高工藝過(guò)程的穩(wěn)定性，從而可以提高工藝質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)單元和與之電連接的檢測(cè)電路，其中，所述檢測(cè)單元采用導(dǎo)電材料制成，其設(shè)置在所述絕緣環(huán)的上表面上，所述檢測(cè)單元與所述檢測(cè)電路形成閉合回路，用以通過(guò)檢測(cè)所述閉合回路中的電流值和/或電壓值相對(duì)閉合回路中的原電流值和/或原電壓值是否發(fā)生突變來(lái)檢測(cè)所述絕緣環(huán)狀態(tài)。
[0008]其中，所述檢測(cè)單元包括一個(gè)沿所述絕緣環(huán)周向設(shè)置的閉合線圈，且所述閉合線圈的任意位置處與所述檢測(cè)電路電連接，并且在所述絕緣環(huán)的上表面上，且沿所述絕緣環(huán)的周向設(shè)置有閉合凹道，所述閉合線圈位于所述閉合凹道內(nèi)。
[0009]其中，所述檢測(cè)單元包括多個(gè)子線圈，多個(gè)所述子線圈沿所述絕緣環(huán)的周向間隔設(shè)置，且每個(gè)所述子線圈均與所述檢測(cè)電路電連接；并且在所述絕緣環(huán)的上表面上設(shè)置有數(shù)量和位置與所述子線圈一一對(duì)應(yīng)的子凹道，每個(gè)所述子線圈位于所述子凹道內(nèi)。
[0010]其中，所述檢測(cè)單元為在所述絕緣環(huán)上表面上沉積的薄膜，所述薄膜的任意位置處與所述檢測(cè)電路電連接。
[0011]其中，所述檢測(cè)單元設(shè)置在所述絕緣環(huán)的靠近其環(huán)孔的上表面上，且與所述絕緣環(huán)的內(nèi)周璧在徑向上存在水平間距。
[0012]其中，所述水平間距的范圍在2?5mm。
[0013]其中，所述閉合凹道的深度和寬度與所述閉合線圈的直徑相等。
[0014]其中，所述閉合線圈的直徑范圍在0.5?1mm。
[0015]其中，所述導(dǎo)電材料包括銅和鋁。
[0016]本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室和檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)絕緣環(huán)，所述絕緣環(huán)位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)，所述檢測(cè)裝置采用本發(fā)明提供的上述用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置。
[0017]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0018]本發(fā)明提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置，其通過(guò)設(shè)置在絕緣環(huán)的上表面上的采用導(dǎo)電材料制成的檢測(cè)單元，且檢測(cè)單元與檢測(cè)電路形成閉合回路，并通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)電回路中的電流值和/或電壓值相對(duì)閉合回路中的原電流值和/或原電壓值是否發(fā)生突變來(lái)檢測(cè)絕緣環(huán)狀態(tài)，可以在工藝過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)絕緣環(huán)，這與現(xiàn)有技術(shù)在工藝完成之后進(jìn)行檢查絕緣環(huán)相比，不僅可以避免對(duì)絕緣環(huán)和靜電卡盤(pán)造成損壞，從而可以降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益；而且可以提高工藝過(guò)程的穩(wěn)定性，從而可以提高工藝質(zhì)量。
[0019]本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置，不僅可以降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益；而
[0020]且可以提聞工藝質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有的PVD設(shè)備的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置的原理框圖；
[0023]圖3為圖2中檢測(cè)裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為絕緣環(huán)、靜電卡盤(pán)和遮擋環(huán)之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的檢測(cè)裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0026]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的檢測(cè)裝置的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置及等離子體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置的原理框圖。圖3為圖2中檢測(cè)裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)一并參閱圖2和圖3，本發(fā)明提供的用于檢測(cè)絕緣環(huán)的檢測(cè)裝置包括檢測(cè)單元20和與之電連接的檢測(cè)電路21。其中，檢測(cè)單元20采用諸如銅或者鋁等的導(dǎo)電材料制成，且檢測(cè)單元20設(shè)置在絕緣環(huán)22的上表面上，檢測(cè)單元20與檢測(cè)電路21形成閉合回路，用以通過(guò)檢測(cè)閉合回路中的電流值和/或電壓值相對(duì)閉合回路中的原電流值和/或原電壓值是否發(fā)生突變來(lái)檢測(cè)絕緣環(huán)狀態(tài)，所謂原電流值和原電壓值是指絕緣環(huán)狀態(tài)穩(wěn)定(即，不會(huì)發(fā)生打火、放電等現(xiàn)象)時(shí)閉合回路中相對(duì)穩(wěn)定的電流值和電壓值。
[0029]在本實(shí)施例中，檢測(cè)單元20包括一個(gè)沿絕緣環(huán)22周向設(shè)置的閉合線圈201，閉合線圈201的任意位置處與檢測(cè)電路21電連接，以實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)電路21形成閉合回路，并且，在絕緣環(huán)22的上表面上，且沿絕緣環(huán)22的周向設(shè)置有閉合凹道(圖中未示出)，閉合線圈201位于閉合凹道內(nèi)。優(yōu)選的，閉合凹道的深度和寬度與閉合線圈201的直徑相等，這不僅可以實(shí)現(xiàn)將閉合線圈201固定；而且可以不會(huì)使得閉合線圈201相對(duì)絕緣環(huán)22的上表面凸出，因而不會(huì)對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)的其他部件以及工藝過(guò)程產(chǎn)生影響，還可以使得閉合線圈201靠近絕緣環(huán)22的上表面，因而可以準(zhǔn)確地檢測(cè)絕緣環(huán)22上表面，從而可以提高本發(fā)明提供的檢測(cè)裝置檢測(cè)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中，閉合凹道的寬度可以大于閉合線圈201的直徑，在這種情況下，可以采用其他方式將閉合線圈201固定，例如，采用粘結(jié)的方式固定。進(jìn)一步優(yōu)選地，閉合線圈201的直徑范圍在0.5?1mm。
[0030]檢測(cè)電路21包括依次串接的可變電阻R、電流表A和電壓源U，以及并聯(lián)在可變電阻R的固定端a和移動(dòng)端b之間的電壓表V，并且，電壓源U的正極接地，在電壓源U開(kāi)啟之后可以在檢測(cè)單元20和檢測(cè)電路21形成的閉合回路上產(chǎn)生電流，從而可以在電流表I和電壓表U上會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)值。在實(shí)際應(yīng)用中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的檢測(cè)電路21的實(shí)施方式很多，在此不列舉。
[0031]下面詳細(xì)地描述通過(guò)檢測(cè)閉合回路中的電流值和/或電壓值是否發(fā)生突變來(lái)檢測(cè)絕緣環(huán)的工作原理:由于在被加工工件沉積金屬薄膜的工藝過(guò)程中，也會(huì)在絕緣環(huán)22的上表面上沉積金屬凸起，金屬凸起在等離子體環(huán)境中容易積累大量的電荷，這使得絕緣環(huán)22的上表面上容易發(fā)生打火、放電現(xiàn)象；當(dāng)絕緣環(huán)22的上表面上沒(méi)有發(fā)生放電、