靜電卡盤制造技術

本實用新型專利技術涉及一種靜電卡盤，包括多個用于承載晶圓的凸臺和控溫氣體入口，所述凸臺承載面的形狀為多邊形，所述控溫氣體入口與凸臺之間形成的控溫氣體通道連通。與現有技術相比，本實用新型專利技術將用于承載晶圓的凸臺在徑向平面上的形狀設置成多邊形，使得靜電卡盤上可以布置的凸臺數量與現有技術采用圓形凸臺所能布置的凸臺數量相比有所增加，因而可以提高靜電卡盤的控溫能力。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及卡盤，尤其涉及一種靜電卡盤。
技術介紹
在半導體制造過程中，為固定和支撐晶圓，避免在處理過程中出現晶圓移動或者錯位現象，在本領域中，常常使用靜電卡盤(Electrostatic Chuck, ESC)來實現上述目的。由于靜電卡盤采用靜電吸引力來固定晶圓，相比之前采用的機械式卡盤 和真空吸盤，具有很多優勢。靜電卡盤減少了機械卡盤由于壓力、碰撞等原 因造成的晶圓破損，增大了晶圓可被有效加工的面積，減少了晶圓表面腐蝕 物顆粒的沉積，使晶圓與卡盤可以更好地進行熱傳導。與真空吸盤相比，靜 電卡盤可以在真空環境下工作，因而增加了適用范圍。靜電卡盤一般由絕緣層和基座所組成。其中，絕緣層一般采用陶資材料 來制造。陶瓷層和基座之間采用粘接劑來粘接。絕緣層的作用是用來支撐晶 圓。因為靜電卡盤是利用晶圓和電極之間產生的庫侖力或是利用晶圓和電極 之間產生的約翰遜-拉別克(Johnsen-Rahbek， J-R)效應來達到固定晶圓的目 的，因此，在絕緣層之下的導電平面內還埋藏有電極，用于產生靜電吸附力。 基座則用來支撐絕緣層，并引入冷井或熱源，用來控制晶圓的溫度。隨著半導體器件集成度的提高，為實現半導體器件穩定性的要求，需要不斷提高單位時間內的晶圓處理數量和芯片良率。為此，在半導體制造過程 中，需要加快晶圓的升降溫的速度，用以提高晶圓的溫度均勻性。具體地說，在半導體制造過程的許多工藝中，晶圓都要不斷受到等離子 體的轟擊，因而溫度不斷提高，從而需要降低晶圓的溫度，并保證溫度的均 勻性。為此，現有技術中，在與晶圓接觸的絕緣層陶乾面上，設計有凹槽狀 的氣體通路，通入氦等惰性氣體，用來提高晶圓和靜電卡盤之間的熱傳導，進而達到冷卻晶圓的目的。例如，美國專利第6960743號公開了一種靜電卡盤。 其中，絕緣層被設計成包含多個用于支撐晶圓的圓形凸臺的結構。而在圓形 凸臺之間，形成了可以供氣體流動的氣體通路。這種圓形凸臺在靜電卡盤上的布置數量較少，從而導致靜電卡盤的控溫 能力有限。而圓形凸臺間的氣體通路有寬有窄，使得晶圓的溫度均一性下降。 因而業界存在進一步改進靜電卡盤的需求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是如何提高靜電卡盤的控溫能力。為解決上述問題，根據本技術的一個方面，提供一種靜電卡盤，包 括多個用于承載晶圓的凸臺和控溫氣體入口 ，所述凸臺承載面的形狀為多邊 形，所述控溫氣體入口與凸臺之間形成的控溫氣體通道連通。可選地，所述的多邊形為正多邊形。可選地，所述凸臺的間距相同。可選地，所述的多邊形為正六邊形或正八邊形。可選地，所述凸臺承載面的形狀包括兩種以上的正多邊形。可選地，所述凸臺在軸向上的高度為10jam至200^im。可選地，還包括密封圈，所述密封圈部分或全部包圍所述凸臺。可選地，在所述靜電卡盤設有凸臺的表面上還設有控溫氣體分布槽，所 述控溫氣體分布槽與所述控溫氣體入口連通。可選地，所述控溫氣體分布槽的寬度為0.4mm至2mm，控溫氣體分布槽 的深度為0.1mm至0.5mm。根據本技術的另一方面，提供一種靜電卡盤，包括多個用于承載晶 圓的凸臺，所述凸臺承載面的形狀包括多邊形和圓形，或者包括多邊形和橢 圓形，或者包括多邊形、圓形和橢圓形，所述凸臺承載面的邊界與相鄰凸臺 的邊界相匹配且凸臺之間形成寬度相同的通道，所述控溫氣體入口與凸臺之 間形成的控溫氣體通道連通。可選地，所述的多邊形為正多邊形。可選地，所述的多邊形為正六邊形或正八邊形。可選地，所述凸臺承載面的形狀包括兩種以上的正多邊形。可選地，所述凸臺在軸向上的高度為10jim至200iLim。可選地，還包括密封圈，所述密封圏部分或全部包圍所述凸臺。可選地，在所述靜電卡盤設有凸臺的表面上還設有控溫氣體分布槽，所 述控溫氣體分布槽與所述控溫氣體入口連通。可選地，所述控溫氣體分布槽的寬度為0,4mm至2mm,控溫氣體分布槽 的深度為O.lmm至0.5mm。與現有技術相比，本技術將用于承載晶圓的凸臺在徑向平面上的形 狀設置成多邊形，使得靜電卡盤上可以布置的凸臺數量與現有技術采用圓形 凸臺所能布置的凸臺數量相比有所增加，因而可以提高靜電卡盤的控溫能力。另外，將各個凸臺的間距設置為相同寬度，使得傳熱氣體的流動通道均 一，從而可以提高晶圓溫度的均一性。由于圓形凸臺的制it難^4交4氐，因此，在本技術的另一方面中，將多邊 形和圓形的凸臺混合沒置，既能提供靜電卡盤的控溫能力，又可以降低制造難度。附圖說明圖1為本技術一個實施例中靜電卡盤的結構示意圖； 圖2為圖1所示的實施例中凸臺的結構示意圖； 圖3為控溫氣體與晶圓間傳熱示意圖； 圖4為現有技術中凸臺陣列的俯視圖； 圖5為本技術再一個實施例中凸臺陣列的俯視圖； 圖6為本技術另一個實施例中凸臺陣列的俯^L圖； 圖7為本技術又一個實施例中凸臺陣列的俯一見圖。具體實施方式在具體實施方式中，提供一種靜電卡盤，如圖1所示，靜電卡盤101具 有支撐半導體晶圓用的上表面102。上表面102的形狀與晶圓的形狀相適應， 一般可以為圓形。上表面102并非是一個連續的平面，而是包括成陣列排布的多個凸臺103。 凸臺103的一端與靜電卡盤101連接，而其另一端是一個平面，使得該部件 從微觀上看起來是從靜電卡盤101表面"生長"出來的平臺。大部分或所有 凸臺103的成平面的一個端面處于同一個平面上。因此，在承載晶圓時，凸 臺103成平臺的一面與晶圓接觸。也就是說，多個凸臺103聯合起來實際起 到支撐晶圓的作用。另夕卜，上表面102上還設有控溫氣體入口 105。控溫氣體入口 105與凸臺 103之間的空間連通。因此，從控溫氣體入口 105所進入的控溫氣體可以在凸 臺103之間的空間自由流動，從而可以均勻地與晶圓接觸來對晶圓進行均勻 控溫。根據本技術一個實施例，凸臺103的結構如圖2所示。從圖2可知，凸臺103具有成平臺的一面，即凸臺103的承載面201,該承載面201在使用 時與被承載的晶圓接觸。凸臺103還包括與承載面201相對應，用于與靜電 卡盤101相連接的連接面202。當然，凸臺103還包括連接承載面201和連接 面202的側壁203。凸臺103只有連接面202與靜電卡盤101連接，而承載面 201和側壁203是暴露于空間之中的，并不與第三部件形成永久連接。只有在 靜電卡盤101使用時，承載面201會與被承載的晶圓IOO接觸。凸臺103的承載面201與連接面202之間的距離為10jum至200jum。在 本技術的一個優選的實施例中，凸臺103的承載面201與連接面202之 間的3巨離為20jLim。在本技術中，凸臺103承載面201的形狀是多邊形。將凸臺103的 上表面設置成多邊形是有好處的。如圖3所示，本技術的技術人發 現，從樣么觀上看，凸臺103的表面是不平坦的，因此，凸臺103的壽(載面201 與晶圓IOO的接觸并非面接觸，而是點接觸。這樣的接觸方式，使得凸臺103 的承載面201與晶圓IOO之間存在與凸臺103間的氣體通道206連通的平臺 空間205。如前所述，控溫氣體入口 105與氣體通道206是連通的，這樣才能 保證控溫氣體能夠順利進入氣體通道206。在這種情況下，控溫氣體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種靜電卡盤，包括多個用于承載晶圓的凸臺和控溫氣體入口，其特征在于：所述凸臺承載面的形狀為多邊形，所述控溫氣體入口與凸臺之間形成的控溫氣體通道連通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅伯特賴安，倪圖強，
申請(專利權)人：中微半導體設備上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]