CN101339916B - 静电卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静电卡盘，包括绝缘层，所述的绝缘层的上表面设有多个凸点，多个凸点呈矩阵式或圆周式均匀分布。有利于氦气进入晶片与绝缘层之间的缝隙实现对晶片的传热，使晶片表面温度分布均匀。主要应用在半导体刻蚀过程中，可提高晶片刻蚀均匀性，也可以应用在其它的半导体加工工艺中。

Description

静电卡盘

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片加工设备，尤其涉及一种晶片加工设备的静电卡盘。

背景技术

在集成电路(IC)制造工艺过程中，特别是刻蚀、物理气相沉积(PVD)及化学气相沉积(CVD)过程中，一般使用静电卡盘(Electro Static Chuck简称ESC)来固定、支撑及传送晶片(Wafer)，避免晶片在工艺过程中出现移动或错位现象。静电卡盘采用静电引力的方式来固定晶片，与传统的机械卡盘和真空吸盘比较具有很多优点。静电卡盘减少了在使用传统卡盘的过程中，由于压力、碰撞等机械原因对晶片造成的不合修复的损伤；由于采用静电吸引没用机械固定，增大了晶片的有效加工面积；减少了由于机械碰撞产生的颗粒污染；由于静电卡盘与晶片完全接触更加有力于进行热传导；并且克服了真空吸盘的致命缺陷，可以在高真空反应腔室中使用。

在半导体工艺过程中，特别是刻蚀和PVD，对工艺均匀性的要求是非常严格的，无论是温度分布还是吸引力分布上，对其均匀性的要求都非常严格。

如图1、图2所示，现有技术中的静电卡盘包括绝缘层2、铝基座3，直流电极层埋藏在绝缘层2中，静电卡盘就是利用直流电极层与晶片1之间产生的静电引力达到固定晶片1的目的。铝基座3用来支撑绝缘层2，导入射频电源(RF)，形成RF偏压。一般情况下，绝缘层2与铝基座3之间采用硅粘结剂粘接。铝基座3上设有氦气进口4以及氦气通道，绝缘层2上设有氦气沟道5和氦气孔6。

静电卡盘的主要作用为支撑固定晶片1以及对晶片1进行温度传递进而实现温度均匀分布，支撑固定晶片1通过静电引力实现，温度均匀性分布一方面是通过绝缘层2与晶片1接触进行热传递，另一方面氦气由氦气进口4进入铝基座3，再通过氦气孔6进入氦气沟道5；氦气在氦气沟道5内均匀分布后再进入晶片1与绝缘层2之间的缝隙实现对晶片1的传热。

上述现有技术至少存在以下缺点：

由于静电引力的存在，晶片1与绝缘层2的间隙很有限，不利于氦气对晶片1的热传导，致使晶片1的表面温度分布不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利于氦气对晶片1进行热传导的静电卡盘。

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，包括绝缘层，所述的绝缘层的上表面为凹凸状。

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，由于绝缘层的上表面为凹凸状，有利于氦气进入晶片与绝缘层之间的缝隙实现对晶片的传热，使晶片表面温度分布均匀。

附图说明

图1为现有技术中静电卡盘的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的静电卡盘具体实施例一的平面结构示意图；

图4为本发明的静电卡盘具体实施例的立面结构示意图；

图5为本发明的静电卡盘具体实施例二的平面结构示意图。

具体实施方式

本发明的静电卡盘，其较佳的具体实施例一如图3、图4所示，包括绝缘层2，所述的绝缘层2的上表面为凹凸状。

具体绝缘层2的上表面设有多个凸点7，凸点7之间形成凹面8，当绝缘层2上放置晶片1时，晶片1与凸点7接触，凹面8与晶片1之间的间隙便成为氦气空间。氦气通过氦气通道进入凹面8，氦气在凹面8内分布均匀。在绝缘层最外圈可以设置密封环9，对氦气起密封作用(相对密封，不能完全密封，有泄漏)。氦气在凹面8范围内将绝缘层2的热量均匀的传递给晶片1，使晶片1的温度分布均匀，改善工艺性能，提高产品均匀性。

所述多个凸点7均匀分布。可以采用矩阵式分布，所述多个凸点7中，每一个凸点7与其相邻凸点7的之间的距离相等。

具体实施例二如图5所示，所述多个凸点7可以采用圆周分布，沿以绝缘层2中心为圆心的多个圆周分布。

所述凸点7的表面形状为以下形状中的一种或多种：圆形、方形、三角形、多边形。

所述凸点7的直径可以为3mm，间距可以为8mm，高度可以为0.04mm。具体应用中，所述凸点7的直径可以为2—4mm，间距可以为6—10mm，高度可以为0.03—0.05mm之间，可以根据工艺的需要进行设置。

所述的绝缘层2由陶瓷材料(AL203、ALN等)制作，加工制造时将直流电极层通过烧结或喷涂的方式埋藏在绝缘层2中。所述的绝缘层2的上表面最好经过喷砂处理。

本实用新型将绝缘层的上表面设计为凹凸状，有利于氦气进入晶片与绝缘层之间的缝隙实现对晶片的传热，使晶片表面温度分布均匀。主要应用在半导体刻蚀过程中，可提高晶片刻蚀均匀性，也可以应用在其它的半导体加工工艺中。

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 (9)

1.一种静电卡盘，包括绝缘层，其特征在于，所述的绝缘层的上表面设有多个凸点；

凸点之间形成凹面，当绝缘层上放置晶片时，晶片与凸点接触，凹面与晶片之间的间隙成为氦气空间；

在绝缘层最外圈设置密封环，对氦气起密封作用；

所述密封为相对密封，有泄漏。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述多个凸点均匀分布。

3.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述多个凸点呈矩阵式分布。

4.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述多个凸点中，每一个凸点与其相邻凸点的之间的距离相等。

5.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述多个凸点沿以绝缘层中心为圆心的多个圆周分布。

6.根据权利要求1至5任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述凸点的表面形状为以下形状中的一种或多种：

圆形、方形、三角形、多边形。

7.根据权利要求1至5任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述凸点的直径为2-4mm，间距为6-10mm，高度为0.03-0.05mm。

8.根据权利要求1至5任一项所述的静电卡盘，其特征在于，所述的绝缘层由陶瓷材料制作。

9.根据权利要求8所述的静电卡盘，其特征在于，所述的绝缘层的上表面经过喷砂处理。

Images