CN1139766A - 接触型热卡盘及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在光刻工艺中快速重复周期性加热和冷却功能的热卡盘，采取一个具有极好热阻特性和在晶片与阳极氧化物层之间有极好附着强度的聚四氟乙烯覆盖层作为防止与晶片接触的阳极氧化物层的分层剥落装置，从而可防止晶片背面受沾污。
Description
本发明涉及一个用于在制造半导体器件的光刻工艺中安装晶片并对所装晶片进行加热的接触型热卡盘及其制造方法。
随着亚微米技术的出现，半导体器件的制造工艺包含了形成微图形以及各种材料的高度层叠结构。为了在这些器件中获得高的可靠性，在诸如光刻工艺这样的刻蚀操作中(光刻工艺被普遍认为是半导体器件制造的最重要步骤)，为了实现工艺的可控性和低的损坏，存在着许多要求。这样，人们对执行该工艺的新技术和装置的发展进行了许多研究。
其中的一项是热卡盘，用于在光刻工艺过程中安装和加热晶片，例如，进行烘烤或灰化以去除一个光敏层。这样，该热卡盘将周期性地重复经受快速加热和冷却的循环过程，在大约100-300℃的较宽温度范围内一般至少每分钟一次。
图1是一种常规的接触型热卡盘的横截面示意图。如图1中所示，其上安装了要经过半导体制造工艺的晶片(未示出)的热卡盘10，是由热导率高的金属，例如铝制成的。作为在晶片和铝卡盘10之间的绝缘措施，使用一种表面处理方法，例如硬阳极氧化法，形成了一个薄的阳极氧化物层15。
上述接触型热卡盘遭受分层剥落，这是热卡盘的一个长期问题。这里，阳极氧化物层15生成了厚度约0.5μm的薄片，它们剥落下来并粘到被处理的晶片的背面。这些外来物质，即这些鳞片，是微粒沾污的一种来源。特别是，粘到晶片上的外来物质引起了在需要极高均匀性的光刻工艺中的局部聚光点。
为了解决这个问题，本发明的申请人已提出了一种将呈现极好热阻特性的卡普顿(聚酰亚胺薄膜)胶带加到成为鳞片来源的阳极氧化物层上的技术。
图2是一个带有用于防止阳极氧化物层25剥落的卡普顿(kap-ton)胶带27的改进的热卡盘的横截面图。然而，该法也有一个问题。那就是，当卡普顿胶带27使用一段时间后，阳极氧化物层25与卡普顿胶带27之间的附着力由于光刻工艺严重的温度起伏而减弱，这样就产生了气泡。结果，处理晶片时，在自动装置的臂操作中会发生频繁的拾取错误和晶片的掉落。
本发明的目的在于提供一种具有防止剥落装置的热卡盘，从而能够根本解决现有技术的问题。
本发明的另一个目的是提供一种可以高效率地制造带有防止剥落装置的热卡盘。
为了实现上述第一个目的，提供了一种用于安装和加热晶片的接触型热卡盘，它由以下部分组成：一个形成于该热卡盘的整个表面上用于将晶片与热卡盘绝缘的阳极氧化物层；以及由聚四氟乙烯在该阳极氧化物层的整个表面上形成的防止剥落层，用于防止该阳极氧化物层表面上的分层剥落。
为了实现第二个目的，提供了一种制造用于安装和加热晶片的热卡盘的方法，由以下步骤组成：提供一个纯铝卡盘；对该铝卡盘进行硬质阳极氧化，以便在该铝卡盘的表面上形成一个阳极氧化物层；抛光该卡盘，使阳极氧化物层平滑；以及对抛光的阳极氧化物层进行聚四氟乙烯涂敷以防止分层剥落。
通过参照附图对本发明的一个最佳实施例所作的详述，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，其中：
图1是一种常规接触型热卡盘的横截面图。
图2是另一种常规热卡盘的横截面图。
图3是一种依据本发明的接触型热卡盘的横截面图。
在图3中，标号30代表一个热导率极好的纯铝卡盘。通过一种表面处理方法，例如硬质阳极氧化，在该卡盘30上形成了一个阳极氧化物层35用于和晶片绝缘。
在该阳极氧化物层35的整个表面上形成防止分层剥落装置37。即使快速重复周期性的加热和冷却循环过程时，该防止分层剥落装置37也能避免发生分层剥落或其它不利情况。
在本发明中，把具有极好的热阻特性和在晶片与阳极氧化物层之间有极好附着强度的聚四氟乙烯(PTFE)用作防止分层剥落装置37，以代替通常会引起气泡现象的卡普顿胶带。
现在，将对具有上述结构的热卡盘的制造方法进行说明。
第一步工艺是提供一个热导率高的纯铝卡盘30，用于安装晶片，这些晶片在光刻工艺中需被加热到较高温度。
第二步工艺是对铝卡盘30进行硬质阳极氧化以在其表面上形成阳极氧化物层35。
第三步工艺是进行研磨以使通过以上工艺形成的阳极氧化物层35平滑。
第四步工艺是涂敷聚四氟乙烯(PTFE)以防止由于阳极氧化物层35的快速温度变化引起的分层剥落现象，从而形成一个具有极好热阻特性和在所装晶片与阳极氧化物层35之间有极好的附着强度的PTFE覆盖层37。
如上所述，根据本发明，代替常规的引起鼓泡现象的卡普顿胶带，用具有极好的热阻特性和附着强度的PTFE涂敷层作为防止热卡盘(这是半导体器件制造中最重要的部件)分层剥落的装置，从而消除了晶片背面的微粒沾污的一个来源。结果，确保了下步工艺的稳定性并提高了质量。
参照附图已对本发明的一个最佳实施例做了说明，当然本发明并不局限于这个实施例，而且应了解在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的构思范围内，本领域的普通技术人员可以做出各种改变和修改。
Claims (2)
1.一种用于安装和加热晶片的接触型热卡盘，包括：
一个形成在上述热卡盘的整个表面上的阳极氧化物层用于使上述晶片和热卡盘绝缘；以及
防止分层剥落装置，它在上述阳极氧化物层的整个表面上由聚四氟乙烯形成，用于防止上述阳极氧化物层表面上的分层剥落。
2.一种制造用于安装和加热晶片的热卡盘的方法，包括下列步骤：
提供一个纯铝卡盘；
对上述铝卡盘进行硬质阳极氧化，以便在上述铝卡盘的表面上形成一个阳极氧化物层；
进行研磨以使上述阳极氧化物层平面化；以及
用聚四氟乙烯涂敷上述研磨过的阳极氧化物层，以防止分层剥落。
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