CN101419929A - 静电卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静电卡盘，包括基座，基座的上方设有绝缘层，基座上设有多条氦气分布沟道，绝缘层上设有多个与氦气分布沟道相通氦气孔。多个氦气孔在绝缘层上沿以绝缘层的中心为圆心的多圈圆周分布，或在绝缘层上呈蜂窝状均匀分布。促进氦气与晶片及静电卡盘的充分且均匀接触，增加静电卡盘对晶片的热传导性能，充分达到晶片的温度均匀性要求。多个氦气孔可以使用双区或多区氦气系统，对晶片中心与边缘温度的分别控制，或对晶片温度的进行多区控制。

Description

静电卡盘

技术领域

本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种半导体加工设备中的静电卡盘。

背景技术

静电卡盘(Electro Static Chuck简称ESC)广泛的应用于集成电路(IC)制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(ETCH)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等工艺，用于在反应室内固定、支撑及传送晶片(Wafer)；为晶片提供直流偏压并且控制晶片表面的温度。

在半导体工艺过程中，等离子体刻蚀工艺对温度非常敏感，温度控制非常严格，需要精确控制温度(±1℃)，温度均匀性直接影响刻蚀均匀性。静电卡盘的一个重要功能是控制晶片上的温度，具体方法为通过某种控温方法，诸如在静电卡盘内嵌入或附加的加热器，通入静电卡盘内的控温流体，控制静电卡盘的温度，另外在静电卡盘的表面和晶片之间通入导热媒体，诸如氦气，控制静电卡盘和晶片之间的导热率。

如图1所示，现有技术中的静电卡盘，在静电卡盘的上表面设置沟道系统1，并在沟道系统1上布置氦气入孔2。当静电卡盘的表面放上晶片时，晶片和静电卡盘表面的沟道系统1形成了一个接近密闭的腔室结构，氦气由氦气入孔2进入并在这个腔室内流通，用来提高晶片与静电卡盘之间的热传导，达到冷却晶片的目的。

上述现有技术至少存在以下缺点：氦气在晶片和静电卡盘之间分布很不均匀，不能充分利用氦气对晶片实行均匀的温度控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种能使氦气在晶片和静电卡盘之间分布均匀，对晶片实行均匀的温度控制的静电卡盘。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的静电卡盘，包括基座，所述基座的上方设有绝缘层，所述的基座上设有多条氦气分布沟道，所述绝缘层上设有多个氦气孔，所述氦气孔与所述氦气分布沟道相通。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的静电卡盘，由于绝缘层上设有多个氦气孔，多个氦气孔与氦气分布沟道相通。氦气可以通过多个氦气孔充满晶片与静电卡盘之间的间隙，能使氦气在晶片和静电卡盘之间分布均匀，对晶片实行均匀的温度控制。

附图说明

图1为现有技术中静电卡盘的平面结构示意图；

图2为本发明的静电卡盘的具体实施例的立面结构示意图；

图3为本发明的静电卡盘的具体实施例一中氦气孔的平面布置示意图；

图4为本发明的静电卡盘的具体实施例二中氦气孔的平面布置示意图；

图5为本发明的静电卡盘的具体实施例三中氦气分布沟道的平面布置示意图；

图6为本发明的静电卡盘的具体实施例四中氦气分布沟道的平面布置示意图。

具体实施方式

本发明的静电卡盘，其较佳的具体实施方式如图2所示，包括基座3，基座3的上方设有绝缘层5，基座3上设有多条氦气分布沟道7，绝缘层5上设有多个氦气孔6，氦气孔6与氦气分布沟道7相通。氦气分布沟道7连接有氦气输入通道10。

工艺过程中，氦气9可以通过多个氦气孔6充满晶片8与静电卡盘的绝缘层5之间的间隙，能使氦气9在晶片8和静电卡盘之间分布均匀，对晶片8实行均匀的温度控制。

氦气孔6的直径可以为0.8—1.2毫米，也可以是其它需要的尺寸，氦气分布沟道7的宽度大于等于氦气孔6的直径，可以为氦气孔6的直径的2—3倍。

氦气分布沟道7可以设于基座3的上表面，之后将绝缘层5粘贴于基座3的上表面。绝缘层上的氦气孔6对应于氦气分布沟道7的位置设置。

氦气分布沟道7也可以设于基座3的内部，然后通过通孔与氦气孔6相通。

也可以在基座3与绝缘层5之间设有氦气分布板4，多条氦气分布沟道7设于基座3与氦气分布板4之间，氦气分布板4上对应于每个氦气孔6的位置设有通孔，使氦气孔6与氦气分布沟道7相通。氦气分布板4与基座3焊接在一起，绝缘层5粘贴于氦气分布板4的上表面。这样，可以方便绝缘层5的粘贴。

具体实施例一，如图3所示，多个氦气孔6在绝缘层5上沿以绝缘层5的中心为圆心的多圈圆周分布。

多圈氦气孔6中，最外圈氦气孔6沿圆周的分布密度大于等于其它各圈氦气孔6沿圆周的分布密度。可以为其它各圈氦气孔6沿圆周的分布密度的1—2倍。

具体实施例二，如图4所示，多个氦气孔6在绝缘层5上均匀分布。可以在绝缘层5上呈蜂窝状分布。也可以采用矩阵式分布，或其它的均匀分布的方式。

具体实施例三，如图5所示，氦气分布沟道7可以包括一个区域，具体将多圈氦气沟道7相互联通，形成一个整体。

具体实施例四，如图6所示，氦气分布沟道7可以包括中部区域71和边缘区域72，边缘区域72至少设有一圈氦气沟道，对应的绝缘层5上分布有至少一圈氦气孔6。中部区域71和边缘区域72分别连接有中部氦气输入通道101和边缘氦气输入通道102，可以对中部区域71和边缘区域72的氦气的流量和压力分别进行控制。

氦气分布沟道7也包括多个区域，每个区域分别设有单独的氦气输入通道10，实现对氦气进行分区控制。从而实现对晶片温度的分区控制。

本发明通过在绝缘层上布置多个氦气孔，促进氦气与晶片及静电卡盘的充分且均匀接触，增加静电卡盘对晶片的热传导性能，充分达到晶片的温度均匀性要求。

使用双区或多区氦气系统促进静电卡盘中心和边缘分别对晶片的热传导，形成对晶片中心与边缘温度的分别控制，或对晶片温度的多区控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种静电卡盘，包括基座，所述基座的上方设有绝缘层，其特征在于，所述的基座上设有多条氦气分布沟道，所述绝缘层上设有多个氦气孔，所述氦气孔与所述氦气分布沟道相通。

2、根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多个氦气孔在所述绝缘层上沿以绝缘层的中心为圆心的多圈圆周分布。

3、根据权利要求2所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多圈氦气孔中，最外圈氦气孔沿圆周的分布密度大于等于其它各圈氦气孔沿圆周的分布密度。

4、根据权利要求3所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多圈氦气孔中，最外圈氦气孔沿圆周的分布密度为其它各圈氦气孔沿圆周的分布密度的1—2倍。

5、根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多个氦气孔在所述绝缘层上均匀分布。

6、根据权利要求5所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多个氦气孔在所述绝缘层上呈蜂窝状分布。

7、根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述的氦气分布沟道包括多个区域，每个区域分别设有单独的氦气输入通道。

8、根据权利要求7所述的静电卡盘，其特征在于，所述的氦气分布沟道包括中部区域和边缘区域，所述边缘区域对应的绝缘层上分布有至少一圈氦气孔。

9、根据权利要求1至7任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述的氦气孔的直径为0.8—1.2毫米，所述氦气分布沟道的宽度为所述氦气孔的直径的2—3倍。

10、根据权利要求1至7任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述的基座与绝缘层之间设有氦气分布板，所述多条氦气分布沟道设于所述基座与氦气分布板之间，所述氦气分布板上对应于每个所述氦气孔的位置设有通孔，使所述氦气孔与所述氦气分布沟道相通。

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