CN113574652B - 静电卡盘 - Google Patents

Abstract

静电卡盘(2)具备：具有晶片载置面(4a)的陶瓷制的板(4)；在厚度方向上贯通板(4)的顶针孔(10、20、30)；用于产生静电力的正负一对电极(正极(6)和负极(8))。板(4)具有假想地分割为顶针孔的数量的分割区域(A1、A2、A3)。正极(6)和负极(8)在每个分割区域具有以从接近顶针孔的正极起点和负极起点分别出发并遍及整个分割区域的方式并列地设置的正负一对涡旋状电极部(16、18、26、28、36、38)。正极(6)是将各分割区域的正的涡旋状电极部(16、26、36)在板(4)的外周部连结而成的，负极(8)是将各分割区域的负的涡旋状电极部(18、28、38)在板(4)的中央部连结而成的。

Description

静电卡盘

技术领域

本发明涉及一种静电卡盘。

背景技术

静电卡盘用于在半导体制造工艺中利用静电力来吸附保持晶片。例如在专利文献1中，作为这样的静电卡盘，公开了在陶瓷制的圆形板上图案形成了正、负一对薄膜电极的静电卡盘。在此，将各电极的图案形状设为外周缘为圆弧状的梳形，使双方电极的带状梳齿相互交错地插入而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-237148号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在如专利文献1那样使双方电极的带状梳齿相互插入而形成的静电卡盘中，若要设置多个用于插通使晶片升降的顶针的顶针孔，则需要以避开顶针孔的方式变更梳齿的形状。具体而言，如图3所示，需要将顶针孔110周围的正极的梳齿106和负极的梳齿108形成为圆弧状来避开顶针孔110。这样，避开了顶针孔110的影响也波及到外侧的梳齿106、108，电极图案的规律性产生紊乱，有时成为在晶片载置面内产生吸附力偏差的原因。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要目的在于降低晶片载置面内的吸附力偏差。

用于解决课题的手段

本发明的静电卡盘具备：

具有晶片载置面的陶瓷制的板；

在厚度方向上贯通上述板的多个贯通孔；以及

设置于上述板且用于产生静电力的正负一对电极，

上述板具有假想地分割为上述贯通孔的数量的分割区域，

上述正负一对电极在每个上述分割区域具有正负一对涡旋状电极部，上述正负一对涡旋状电极部以从接近上述贯通孔的正极起点和负极起点分别出发并遍及整个上述分割区域的方式并列地设置，

上述正负一对电极中的正极是将各分割区域的正的涡旋状电极部在上述板的中央部和外周部中的任一方连结而成的，

上述正负一对电极中的上述负极是将各分割区域的负的涡旋状电极部在上述板的中央部和外周部中的另一方连结而成的。

在该静电卡盘中，陶瓷制的板假想地分割为与贯通孔的数量相同数量的分割区域。正负一对电极在每个分割区域具有正负一对涡旋状电极部，该正负一对涡旋状电极部以从接近贯通孔的正极起点和负极起点分别出发并遍及整个分割区域的方式并列地设置。正极的涡旋状电极部与负极的涡旋状电极部成为相互交错地插入的形态。另外，正极是将各分割区域的正的涡旋状电极部在板的中央部和外周部中的任一方连结而成的，负极是将各分割区域的负的涡旋状电极部在板的中央部和外周部中的另一方连结而成的。因此，正极和负极不需要圆弧状地避开贯通孔的周围，能够良好地维持电极图案的规律性。因此，能够降低晶片载置面内的吸附力偏差。

在本发明的静电卡盘中，上述贯通孔的直径可以与相邻的上述正极和上述负极的电极间距离相同或大于该电极间距离。在该情况下，若要在相邻的正极与负极之间设置贯通孔，则正负一对电极的至少一方与贯通孔干涉，因此需要绕过贯通孔。因此，应用本发明的意义大。

此时，上述正极的线宽与上述负极的线宽相同，上述贯通孔的直径可以与上述电极间距离和上述线宽之和相同或大于该和。在该情况下，正负一对电极中的至少一方需要更大地绕过贯通孔，因此应用本发明的意义大。

在本发明的静电卡盘中，也可以是，上述板是圆形，上述多个贯通孔等间隔地设置在上述板的同心圆上，上述分割区域是通过上述板的半径方向的线段将上述板等分为上述贯通孔的数量而得到的区域。作为这样的贯通孔，例如可以举出用于插通使晶片升降的顶针的孔。需说明的是，“等间隔”不一定要求为准确相等的间隔，也可以包含误差(例如±2～3％)。关于“等分”也是同样的。

附图说明

图1是静电卡盘2的立体图。

图2是在包含正极6和负极8的面切断板4时的剖视图。

图3是表示顶针孔110周围的梳齿106、108的情形的说明图。

具体实施方式

一边参照附图一边在以下说明本发明的适合的实施方式。图1是静电卡盘2的立体图，图2是在包含正极6和负极8的面切断板4时的剖视图。需说明的是，在图2中，方便起见省略了板4剖面的剖面线。

静电卡盘2具备板4、顶针孔10、20、30、分割区域A1～A3、以及静电吸附用的正负一对电极(正极6以及负极8)。

板4是陶瓷制(例如氧化铝制、氮化铝制)的圆形板。在板4的表面设置有载置晶片W的晶片载置面4a。

顶针孔10、20、30是在厚度方向上贯通板4的孔，在与板4同心的圆上以成为等间隔的方式设置。

分割区域A1、A2、A3是将板4假想地分割为顶针孔10、20、30的数量而得到的区域(在图2中用虚线包围的区域)。在本实施方式中，分割区域A1、A2、A3是将圆形的板4通过板4的半径方向的线段等分为3个而得到的中心角约120°的扇形区域。

正极6是将各分割区域A1、A2、A3的正的涡旋状电极部16、26、36在连结部41、42、43连结而成的，负极8是将各分割区域A1、A2、A3的负的涡旋状电极部18、28、38在连结部45连结而成的。

在扇形的分割区域A1中，以从接近顶针孔10的正极起点16a和负极起点18a分别出发并遍及整个分割区域A1的方式，分别直到正极终点16b和负极终点18b为止并列地设置有正负一对涡旋状电极部16、18。因此，分割区域A1中的正的涡旋状电极部16和负的涡旋状电极部18相互交错地插入。涡旋状电极部16、18的旋涡的形状与分割区域A1的扇形大致相似。

在扇形的分割区域A2中，以从接近顶针孔20的正极起点26a和负极起点28a分别出发并遍及整个分割区域A2的方式，分别直到正极终点26b和负极终点28b为止并列地设置有正负一对涡旋状电极部26、28。因此，分割区域A2中的正的涡旋状电极部26和负的涡旋状电极部28相互交错地插入。涡旋状电极部26、28的旋涡的形状与分割区域A2的扇形大致相似。

在扇形的分割区域A3中，以从接近顶针孔30的正极起点36a和负极起点38a分别出发并遍及整个分割区域A3的方式，分别直到正极终点36b和负极终点38b为止并列地设置有正负一对涡旋状电极部36、38。因此，分割区域A3中的正的涡旋状电极部36和负的涡旋状电极部38相互交错地插入。涡旋状电极部36、38的旋涡的形状与分割区域A3的扇形大致相似。

分割区域A1的正的涡旋状电极部16与分割区域A2的正的涡旋状电极部26在设置于板4的外周部的连结部41连结，分割区域A2的正的涡旋状电极部26与分割区域A3的正的涡旋状电极部36在设置于板4的外周部的连结部42连结，分割区域A3的正的涡旋状电极部36与分割区域A1的正的涡旋状电极部16在设置于板4的外周部的连结部43连结。正极6是像这样将各分割区域A1、A2、A3的正的涡旋状电极16、26、36在板4的外周部的连结部41、42、43连结而成的。

分割区域A1的负的涡旋状电极部18与分割区域A2的负的涡旋状电极部28和分割区域A3的负的涡旋状电极部38在设置于板4的中央部的三角形状的连结部45连结。负极8是像这样将各分割区域A1、A2、A3的负的涡旋状电极18、28、38在板4的中央部的连结部45连结而成的。

顶针孔10、20、30的直径与相邻的正极6和负极8的电极间距离d相同或大于该电极间距离/>另外，正极6的线宽w与负极8的线宽w相同。线宽w与电极间距离d之和(w+d)优选为1mm以上4mm以下。电极间距离d优选为2mm以下。各顶针孔10、20、30的直径/>优选为1mm以上。

接着，对静电卡盘2的使用例进行说明。静电卡盘2配置于未图示的腔室而使用。在静电卡盘2的晶片载置面4a上载置圆盘状的晶片W。晶片W通过在正极6与负极8之间施加电压从而因静电力而被吸附于晶片载置面4a。作为静电力，可举出库仑力、梯度力、约翰逊-拉别克力，但在本实施方式中，在晶片W为绝缘物的情况下，主要通过梯度力将晶片W吸附于晶片载置面4a上。为了获得梯度力，优选尽可能减小线宽w和电极间距离d。在将晶片W吸附于晶片载置面4a上的状态下，将腔室内部设定为预定的真空气氛(或减压气氛)，一边从设置于腔室顶棚的未图示的喷头供给工艺气体，一边向埋设于板4的未图示的RF电极与喷头之间供给高频电力而产生等离子体。然后，利用该等离子体对晶片实施CVD成膜或实施蚀刻。

根据以上说明的本实施方式的静电卡盘2，正极6和负极8不需要圆弧状地避开顶针孔10、20、30的周围，能够良好地维持电极图案的规律性，还能够减小电极配置的密度差。因此，能够降低晶片载置面4a内的吸附力偏差。

另外，顶针孔10、20、30的直径与电极间距离d相同或大于该电极间距离d。在该情况下，若要在相邻的正极6与负极8之间设置顶针孔，则正极6和负极8中的至少一方会与顶针孔干涉，因此需要绕过顶针孔。因此，应用本发明的意义大。

需说明的是，不言而喻，本发明不受上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围内就能够以各种方式来实施。

例如，在上述的实施方式中，也可以设置多个在厚度方向上贯通板4的气体供给孔。气体供给孔用于向晶片W的背面供给热传导用的气体(例如He气体)，其直径设为小于电极间距离d。由此，气体供给孔能够设置于相邻的正极6与负极8之间。

在上述的实施方式中，也可以在板4中埋设加热器电极(电阻发热体)，通过控制向加热器电极供给的电力来控制晶片W的温度。此外，也可以将板4分为多个区域，在每个区域设置独立的加热器电极。这样，能够对每个区域控制温度。

在上述实施方式中，将顶针孔10、20、30的直径设为与电极间距离d相同或大于该电极间距离d，但也可以小于电极间距离d。即使直径/>小于电极间距离d，在难以在相邻的正极6与负极8之间设置顶针孔的情况下，也有应用本发明的意义。

在上述的实施方式中，作为本发明的贯通孔而例示了顶针孔10、20、30，但并不特别限定于顶针孔。例如，也可以将如上所述的气体供给孔作为本发明的贯通孔。特别是，在相邻的正极6与负极8的电极间距离d较小的情况下，有时无法将气体供给孔设置于相邻的正极6与负极8之间，因此具有采用气体供给孔作为本发明的贯通孔的意义。

在上述的实施方式中，也可以将正极6设为负极，将负极8设为正极。在该情况下，负的涡旋状电极部在板4的外周部连结，正的涡旋状电极部在板4的中央部连结。

在上述的实施方式中，也可以在静电卡盘2的板4的背面(与晶片载置面4a相反侧的面)安装金属制的冷却板。也可以在冷却板的内部设置制冷剂流路。

在上述的实施方式中，将板4的形状设为圆形，但并不特别限定于圆形，例如也可以设为长方形、正方形等。

在上述的实施方式中，例示了在板4上设置有3个顶针孔10、20、30的情况，但也可以设置4个以上的顶针孔。例如在设置4个顶针孔的情况下，分割区域成为4个，其形状成为中心角约90°的扇形。

在上述的实施方式中，将3个顶针孔10、20、30等间隔地设置在板4的同心圆上，但并不特别限定于此。例如，也可以将3个顶针孔设置在偏离板4的同心圆的位置，或者以不同的间隔设置在板4的同心圆上。

本申请将2019年3月18日申请的日本专利申请第2019-050246号作为主张优先权的基础，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。

产业上的可利用性

本发明例如能够用于在半导体制造工艺中利用静电力来吸附保持晶片。

符号说明

2：静电卡盘，4：板，4a：晶片载置面，6：正极，8：负极，10、20、30：顶针孔，16、26、36：正的涡旋状电极部，16a、26a、36a：正极起点，16b、26b、36b：正极终点，18、28、38：负的涡旋状电极部，18a、28a、38a：负极起点，18b、28b、38b：负极终点，41、42、43、45：连结部，106：正极的梳齿，108：负极的梳齿，110：顶针孔，A1、A2、A3：分割区域，W：晶片。

Claims (3)

1.一种静电卡盘，其具备：

具有晶片载置面的陶瓷制的板；

在厚度方向上贯通所述板的多个贯通孔；以及

设置于所述板且用于产生静电力的正负一对电极，

所述板具有假想地分割为所述贯通孔的数量的分割区域，

所述正负一对电极在每个所述分割区域具有正负一对涡旋状电极部，所述正负一对涡旋状电极部以从接近所述贯通孔的正极起点和负极起点分别出发并遍及整个所述分割区域的方式并列地设置，

所述正负一对电极中的正极是将各分割区域的正的涡旋状电极部在所述板的中央部和外周部中的任一方连结而成的，

所述正负一对电极中的负极是将各分割区域的负的涡旋状电极部在所述板的中央部和外周部中的另一方连结而成的，

所述贯通孔的直径比相邻的所述正极与所述负极的电极间距离大。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘，所述正极的线宽与所述负极的线宽相同。

3.根据权利要求1或2所述的静电卡盘，所述板是圆形，

所述多个贯通孔等间隔地设置在所述板的同心圆上，

所述分割区域是通过所述板的半径方向的线段将所述板等分为所述贯通孔的数量而得到的区域。