CN104733364B - 一种静电夹盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种静电夹盘，包括，设置于所述静电夹盘内部的N块相互独立的导体块，每个导体块连接一个位于所述静电夹盘外部的阻容网络，所述阻容网络具有至少一个可变电容，所述阻容网络的一端接地，其中，N≥2，N为整数，所述静电夹盘由绝缘材料制成。当反应腔内某一区域的电磁场强度较大时，通过调节与该区域相对应的阻容网络上的可变电容，由于阻容网络接地，所以通过阻容网络可以将一部分射频能量释放掉，从而使该区域的电磁场强度与其它区域的电磁场强度达到基本相同的目的，从而实现反应腔内被加工处理器件表面的电磁场的均匀分布，因而能够实现对被加工处理器件的均匀处理，有利于提高产品的生产良率。

Description

一种静电夹盘
技术领域
本发明涉及半导体加工设备领域，特别涉及一种静电夹盘。
背景技术
在集成电路制造工艺工程中，特别是等离子体刻蚀、物理气相沉积、化学气相沉积等工艺工程中，需要固定、支撑以及传送被加工处理的器件。为了放置被加工处理的器件在加工过程中出现移动或错位现象，通常采用静电夹盘（Electro Static Chunk，ESC）来固定、支撑被加工处理的器件。
静电夹盘利用静电引力来固定晶片等被加工处理器件。由于静电夹盘采用静电引力的方式而非传统的机械方式来固定被加工处理器件，因此，可以减少传统机械方式中因压力、碰撞等机械原因而对被加工器件所造成的不可修复的损伤，而且能够减少因机械碰撞而产生的颗粒污染。
在将静电夹盘用于等离子体加工工艺时，射频电源产生的射频功率经位于静电夹盘下方的阴极基座馈入等离子体处理装置的反应腔。然而，在阴极基座的设计中，不可避免地会引入一些非对称的结构，如一些控温的水道，这些非对称结构导致入射到反应腔内不同区域的射频功率的分布不均匀，导致被处理器件表面上方的电磁场分布不均匀，由于电磁场的不均匀分布，导致反应腔内的等离子体分布不均匀，从而导致反应腔内不同区域的工艺参数具有不同的值，进而导致被处理的晶片等被加工处理的器件的不均匀处理，从而降低了产品的生产良率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种静电夹盘，以改善反应腔内的晶片等被加工处理的器件处理的均匀性，从而提高产品的生产良率。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种静电夹盘，包括，设置于所述静电夹盘内部的N块相互独立的导体块，每个导体块连接一个位于所述静电夹盘外部的阻容网络，所述阻容网络具有至少一个可变电容，所述阻容网络的一端接地，其中，N≥2，N为整数，所述静电夹盘由绝缘材料制成。
较优地，所述导体块均匀分布在所述静电夹盘内。
较优地，所述N块导体块的材质和尺寸相同。
较优地，所述导体块的材质为金属材料。
较优地，所述金属材料为铝、铜中的至少一种。
较优地，所述阻容网络为高阻滤波器。
较优地，所述N个阻容网络的结构相同。
较优地，所述绝缘材料包括碳化硅、氮化铝、三氧化二铝中的至少一种。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供的静电夹盘，用于在半导体加工过程中借助于静电引力固定如晶圆等被加工器件。由于在静电夹盘的内部设置有多个导体块，且一个导体块与一个阻容网络连接。当反应腔内某一区域的电磁场强度较大时，通过调节与该区域相对应的阻容网络上的可变电容，由于阻容网络接地，所以通过阻容网络可以将一部分射频能量释放掉，从而使该区域的电磁场强度与其它区域的电磁场强度达到基本相同的目的，从而实现反应腔内被加工处理器件表面的电磁场的均匀分布，因而能够实现对被加工处理器件的均匀处理，有利于提高产品的生产良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的静电夹盘的截面结构示意图；
图2是本发明实施例的静电夹盘的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
静电夹盘用于在半导体加工过程中借助于静电引力固定被加工器件。在静电夹盘的内部设置有一电极，该电极用于与静电夹盘外部的直流电源连接。通过直流电源给电极施加电压，实现从静电夹盘上夹持或释放被加工器件。
在使用过程中，将静电夹盘放置于反应腔内，被加工处理器件放置在静电夹盘的表面上。由射频电源产生射频功率，射频功率经静电夹盘下方的阴极基座上的输入口馈入反应腔内，在射频功率的作用下，在反应腔内产生等离子体，直流电源将高压直流电压施加到静电夹盘内部的电极上产生静电引力，从而实现静电夹盘将被加工处理器件夹持。等被加工处理器件被夹持固定后，等离子体工艺处理在反应腔内进行。等处理完成后，关闭射频电源，通过直流电源对电极施加反向的直流电压来使晶圆从静电夹盘上释放。
如背景技术部分所述，现有的静电夹盘下方的阴极基座由于存在不对称的结构设计，使得射入反应腔内射频功率分布不均匀，导致反应腔内的靠近被加工器件表面上方的电磁场分布不均匀，从而导致被加工处理器件的不均匀处理，如出现被加工处理器件的一边高一边低的现象，降低了产品的生产良率。
为了提高被加工处理器件的处理的均匀性，需要改善反应腔内的电磁场的分布均匀性。
基于此，本发明提供了一种静电夹盘。结合图1和图2对本发明提供的静电夹盘进行详细描述。
图1是本发明实施例提供的静电夹盘的截面图，如图1所示，该静电夹盘100由阴极基座200支撑。在该阴极基座200上设置有射频功率的输入口201。在使用过程中，由射频电源产生的射频功率经阴极基座200后再经过静电夹盘100进入反应腔（图1中未示出）。为了改善反应腔内的电磁场分布的均匀性，本发明实施例在静电夹盘100的内部设置有多个导体块101，并且设置在静电夹盘100内部的每个导体块101与静电夹盘外部的一个阻容网络300连接，如图2所示。图2所示，在静电夹盘内设置有4个导体块101，相适应地，在静电夹盘外部设置有4个阻容网络300与每个导体块101相连接。该阻容网络300中至少包括一个可变电容，并且该阻容网络的一端接地。这样由射频电源产生的射频功率经阴极基座200后分为两路，一路进入反应腔为等离子体加工工艺所利用，一路与静电夹盘100内的导体块101耦合，经阻容网络300释放掉。
如上所述，由于阴极基座200中存在一些不对称的部件，导致反应腔内不同区域的射频能量分布不均匀，即反应腔内不同区域的电磁场强度分布不均匀。由于在某一区域的总的射频能量一定，当有一部分射频能量释放掉后，剩余在该区域内的射频能量就会减少。通过采用本发明实施例提供的静电夹盘，当反应腔内某一区域的电磁场强度较大时，通过调节与该区域相对应的阻容网络300上的可变电容，将反应腔内相应区域的射频能量释放掉。从而实现该区域的射频能量与其它区域的射频能量达到基本一致，从而使反应腔内不同区域的电磁场强度分布基本均匀，进而实现对被加工处理器件的均匀处理，有利于提高产品的生产良率。
需要说明的是，上述所述的阻容网络为高阻抗电路，所以能够实现仅将反应腔内相应区域内的部分射频能量释放掉，而不是将该区域的所有射频能量都释放掉。
需要说明的是，为了使本发明实施例提供的静电夹盘能够夹持被处理器件，在该静电夹盘的内部还设置有一电极102，该电极与外部的直流电源相连接。
为了实现本发明的发明目的，制备静电夹盘的材料为绝缘材料，这样才能实现分布在其内部的不同导体块101能够相互独立。为了进一步改善被加工器件表面的电磁场分布的均匀性，本发明实施例采用制作静电夹盘的绝缘材料可以由高电阻率、高导热性和低射频能量损耗的介电质材料制成。该介电质材料可以包括碳化硅、氮化铝、三氧化二铝等。此外，其它的具有高电阻率、高导热、低射频损耗的陶瓷材料也可以被使用。
需要说明的是，图2所述的静电夹盘内设置有4个导体块。实际上，图2所示仅是示例，不应该理解为是对本发明实施例的限定。实际上，在不脱离本发明构思的前提下，上述所述的导体块的数量不限于4个，只要导体块101的数量在2个以上，即可实现本发明的发明目的。为了使反应腔内的电磁场分布更加均匀，所述导体块101的数量越多越好。这样，与导体块101连接的阻容网络300的可变电容能够充分地调节射频功率在静电夹盘内的微小区域的分布，从而能够调节反应腔内的每一个微小区域的电磁场分布，进而保证被加工处理器件的均匀处理。
进一步地，上述所的导体块101可以由金属材料制成，所述金属材料可以为铝、铜等良导体材料中的一种或几种。
为了进一步改善被加工处理器件的均匀处理，每个所述导体块的尺寸和材质均相同。并且，进一步地，所述导体块均匀分布在所述静电夹盘内的不同区域。
为了方便调节，每个阻抗网络的结构相同。进一步地，为了减少能量的损失，所述阻抗网络可以为高阻滤波器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种静电夹盘，其特征在于，包括，设置于所述静电夹盘内部的N块相互独立的导体块，每个导体块连接一个位于所述静电夹盘外部的阻容网络，所述阻容网络具有至少一个可变电容，所述阻容网络的一端接地，其中，N≥2，N为整数，所述静电夹盘由绝缘材料制成；
一块所述导体块对应一个所述阻容网络；
所述导体块用于耦合射频电源产生的部分射频功率，所述阻容网络用于释放掉经所述导体块耦合的射频功率。
2.根据权利要求1所述的静电夹盘，其特征在于，所述导体块均匀分布在所述静电夹盘内。
3.根据权利要求1或2所述的静电夹盘，其特征在于，所述N块导体块的材质和尺寸相同。
4.根据权利要求1或2任一项所述的静电夹盘，其特征在于，所述导体块的材质为金属材料。
5.根据权利要求4所述的静电夹盘，其特征在于，所述金属材料为铝、铜中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的静电夹盘，其特征在于，所述阻容网络为高阻滤波器。
7.根据权利要求1或6所述的静电夹盘，其特征在于，N个所述阻容网络的结构相同。
8.根据权利要求1、2、6任一项所述的静电夹盘，其特征在于，所述绝缘材料包括碳化硅、氮化铝、三氧化二铝中的至少一种。
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