CN101719480A

CN101719480A - 静电卡盘及等离子体装置

Info

Publication number: CN101719480A
Application number: CN200810223918A
Authority: CN
Inventors: 张宝辉
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing NMC Co Ltd; Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-06-02

Abstract

本发明公开了一种静电卡盘及等离子体装置，静电卡盘设有多路背吹气体通路，其中一路与升针孔贯穿或连接。多路背吹气体通路可以由一路供气管路供气，也可以由多路供气管路供气。背吹气体通路相对于基片和静电卡盘之间的间隙是很大的，在基片加工工艺结束后，通过背吹气体通路进行抽气时，可以很快的将升针孔中的气体抽净，缩短了基片加工工艺的时间，提高了生产效率。

Description

静电卡盘及等离子体装置

技术领域

本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种用于在反应腔室内支撑基片的静电卡盘及等离子体装置。

背景技术

在半导体制造中，集成电路是由半导体基片经过许多加工过程制造而成的。许多加工过程通常是在反应腔室中进行的。例如刻蚀技术，物理气相沉积和化学气相沉积等工艺。

卡盘在半导体生产工艺中被用来固定和支撑基片，避免基片在处理过程中出现移动或者错位现象。静电卡盘采用静电引力来固定基片，静电卡盘由基座和固定在其上的静电模块构成。静电模块包含至少一个电极，电极被绝缘层包裹。在静电卡盘工作时，在静电卡盘电极上加直流偏压，从而使电极上产生电荷积累，对基片产生库仑引力。工艺结束时，电极施加相反极性的电压，中和工艺时的电荷，使库仑力消失。

现有技术一，如图1所示：

反应腔室内的静电卡盘组件包括，静电卡盘102、基座103、升针装置(图中未示出)、升针104等，其中升针104有四个，但是不限定4个。静电卡盘102有使升针104升起和降下的升针孔105，基座103有空腔106。

静电卡盘102中具有冷却液体通道(图中未示出)，用来控制静电卡盘的温度。基片101的温度控制是通过控制静电卡盘102的温度实现的，但是因为基片与静电卡盘之间的接触面不可能绝对平滑，因此相互之间的热传导效果不好。

通用的做法是在基片101的背面和静电卡盘102之间通入冷媒气体进行热传导，通常使用氦气。具体是在静电卡盘上制作一个或者多个出气孔108，背吹气体由该孔或多孔导入。氦气的供应源通过氦气管路107导入来实现控温。

上述现有技术一至少存在以下缺点：

由于静电卡盘102的表面是带有一定粗糙度，在工艺过程中，基片101被吸附在静电卡盘102表面，在基片101和静电卡盘102表面之间有很小的空隙109，可以允许氦气通过，从而达到传递热量的效果。在这种结构中，氦气不可避免的会通过升针孔105进入空腔106，从而在升针孔105和空腔106中存在大量氦气。

在工艺结束时，一般会先停止供应氦气，然后会通过氦气管路107进行抽气，这时原来的氦气管路107就变成了真空管路。因为在整个腔室环境中是真空，即基片101正面是真空，抽气的目的是为了把基片101背后的氦气抽干净，从而避免在静电卡盘102释放电荷后，吸附力消失，氦气把基片101吹起。

如前所述，在升针孔105和空腔106中存在大量氦气，同时因为基片101和静电卡盘102之间的间隙109很小，达到微米级别，所以需要相当长的时间才会把氦气抽净。这会增加单个基片加工工艺的时间，从而降低生产效率。

现有技术二，如图2、图3所示，静电卡盘202的表面设有凸台209，边缘处设有凸缘211，凸台209之间形成氦气沟道210，凸台高度一般为0.01～0.05mm。

与上述现有技术一存在同样的缺点，在工艺过程中，氦气不可避免的会通过升针孔205进入空腔206，从而在孔205和空腔206存在大量氦气，同时因为基片201和静电卡盘202之间间隙很小，凸台209高度一般为0.01～0.05mm。所以需要相当长的时间才会把氦气抽净。这会增加单个基片加工工艺的时间，从而降低生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽气时间短、生产效率高的静电卡盘及等离子体装置。

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，包括背吹气体通路、升针孔，所述背吹气体通路与所述升针孔贯穿或连接。

本发明的等离子体装置，包括反应腔室，所述反应腔室内设有上所述的静电卡盘。

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及等离子体装置，由于静电卡盘的背吹气体通路与升针孔贯穿或连接，在基片加工工艺结束后，通过背吹气体通路进行抽气时，可以很快的将升针孔中的气体抽净，缩短了基片加工工艺的时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为现有技术一的静电卡盘的结构示意图；

图2为现有技术二的静电卡盘的结构示意图；

图3为现有技术二的静电卡盘的俯视图；

图4为本发明中的静电卡盘的具体实施例一的结构示意图一；

图5为本发明中的静电卡盘的具体实施例一的结构示意图二；

图6为本发明中的静电卡盘的具体实施例一的俯视图；

图7为本发明中的静电卡盘的具体实施例二的结构示意图一；

图8为本发明中的静电卡盘的具体实施例二的结构示意图二。

具体实施方式

本发明的静电卡盘，其较佳的具体实施方式是，包括背吹气体通路、升针孔，背吹气体通路与升针孔贯穿或连接，即背吹气体通路横向穿过升针孔或连接到升针孔上。

背吹气体通路可以是两路或多路，其中一路与升针孔贯穿或连接。

多路背吹气体通路可以由一路供气管路供气，也可以由多路供气管路供气，其中一路供气管路单独为贯穿或连接升针孔的背吹气体通路供气。背吹气体可以为氦气，也可以选用其它的惰性气体。背吹气体通路的直径可以为1～4mm，优选2～3mm。

静电卡盘的表面可以设为粗糙表面；也可以在静电卡盘的表面设有多个凸台，多个凸台之间形成多条背吹气体沟道，静电卡盘的表面的边缘可以设有密封用的凸缘。

本发明的等离子体装置，其较佳的具体实施方式是，包括反应腔室，反应腔室内设有上述的静电卡盘。

具体实施例一：

如图4、图6所示，反应腔室中的静电卡盘组件包括，静电卡盘302、基座303、升针装置(图中未示出)、升针304等，其中静电卡盘302设有使升针304升起和降下的升针孔305，基座303设有空腔306。升针装置可以位于静电卡盘302中央或靠近边缘，升针304可以是4个或3个或者是其他数量。

静电卡盘除了通向氦气孔308的氦气通路，还设计了氦气通路310，氦气通路310连通升针孔305，并将相邻的升针孔305贯通。在工艺时，通过供气管路307供应氦气，氦气通过氦气孔308、氦气通路310与升针孔305进入基片301的背面，控制基片301温度。工艺结束时，同时通过供气管路307、氦气通路310和升针孔305同时抽氦气。氦气通路310直径为1～4mm，优选的是2～3mm，升针孔305直径也是大于1mm的，对比基片301和静电卡盘302之间的微米级别的间隙309，是相当大的。所以会减少抽氦气的时间，从而减少工艺时间，提高生产效率。

如图5所示，本实施例中，还可以实现双路或者多路氦气源供应，供气管路307和311分别供应氦气。在工艺时，通过供气管路307和311，氦气孔308、氦气通路310和升针孔305同时供应氦气，氦气通过氦气孔308、氦气通路310与升针孔305进入基片301背面，控制基片301的温度。工艺结束时，通过供气管路307和311，氦气通路310、氦气孔308和升针孔305同时抽氦气。可以减少抽氦气的时间，从而减少工艺时间，提高生产效率。

具体实施例二：

如图7所示，反应腔室中的静电卡盘组件包括，静电卡盘402、基座403、升针装置(图中未示出)、升针404等，其中静电卡盘402有使升针404升起和降下的升针孔405，基座403有空腔406等。具体实施例一中的静电卡盘402的表面是粗糙表面，本实施例中的静电卡盘402的表面设有多个凸台409，多个凸台409之间形成多条背吹气体沟道410，静电卡盘402的表面的边缘可以设有密封用的凸缘411。

与具体实施例一同样，静电卡盘402设有氦气通路412，氦气通路412连通升针孔405。在工艺时，通过供气管路407供应氦气，氦气通过氦气孔408、氦气通路412与升针孔405进入基片401背面，控制基片401温度。工艺结束时，通过供气管路407，氦气孔408、氦气通路412和升针孔405同时抽氦气，可以减少抽氦气的时间，从而减少工艺时间，提高生产效率。

同样，如图8所示，本实施例也可以实现双路或者多路氦气源供应，供气管路407和411分别供应或抽出氦气，可以减少抽氦气的时间，从而减少工艺时间，提高生产效率。

本发明为了加快基片背面氦气的抽气，减少抽气时间。在静电卡盘中设置了一路或多路贯穿或连接升针孔的氦气通路，这个氦气通路相对于基片和静电卡盘之间的间隙是很大的，从而可以在工艺后，迅速把基片背面存在的氦气抽净，减少抽气时间。同时可以实现氦气源供应的多种选择，既可以是一路统一供应，又可以是双路或者多路供应，多路背吹气体通路的可以统一控制和分别控制，实现不同的工艺要求。

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

1.一种静电卡盘，包括背吹气体通路、升针孔，其特征在于，所述背吹气体通路与所述升针孔贯穿或连接。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述的背吹气体通路包括多路，其中一路与所述升针孔贯穿或连接。

3.根据权利要求2所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多路背吹气体通路由一路供气管路供气。

4.根据权利要求2所述的静电卡盘，其特征在于，所述的多路背吹气体通路由多路供气管路供气，其中一路供气管路单独为所述贯穿或连接升针孔的背吹气体通路供气。

5.根据权利要求2、3或4所述的静电卡盘，其特征在于，所述的背吹气体通路包括2路。

6.根据权利要求1至4任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述背吹气体为氦气。

7.根据权利要求1至4任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述背吹气体通路的直径为1～4mm。

8.根据权利要求7所述的静电卡盘，其特征在于，所述背吹气体通路的直径为2～3mm。

9.根据权利要求1至4任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述静电卡盘的表面设有多个凸台，所述静电卡盘的表面的边缘设有凸缘，所述多个凸台之间形成多条背吹气体沟道。

10.一种等离子体装置，包括反应腔室，其特征在于，所述反应腔室内设有权利要求1至9任一项所述的静电卡盘。