專利名稱：一種靜電卡盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造裝備，特別涉及半導(dǎo)體制造中固定和支撐晶片的靜電卡盤(pán)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝和LCD制造工藝中，為固定和支撐晶片，避免處理過(guò)程中出現(xiàn)移動(dòng)或者錯(cuò)位現(xiàn)象，常常使用靜電卡盤(pán)(簡(jiǎn)稱ESCElectrostatic chuck)。靜電卡盤(pán)采用靜電引力來(lái)固定晶片，比起以前采用的機(jī)械卡盤(pán)和真空吸盤(pán)，具有很多優(yōu)勢(shì)。靜電卡盤(pán)減少了在使用機(jī)械卡盤(pán)由于壓力、碰撞等原因造成的晶片破損；增大了晶片可被有效加工的面積；減少了晶片表面腐蝕物顆粒的沉積；使晶片與卡盤(pán)可以更好的進(jìn)行熱傳導(dǎo)；并且可以在真空環(huán)境下工作，而真空吸盤(pán)則不可以。
一個(gè)典型的靜電卡盤(pán)由絕緣層和基座組成。絕緣層用來(lái)支撐晶片，電極則埋藏在絕緣層之下的導(dǎo)電平面。靜電卡盤(pán)是利用晶片和電極之前產(chǎn)生的庫(kù)倫力或是利用晶片和電極之間產(chǎn)生的J-R力來(lái)達(dá)到固定晶片的目的?；鶆t用來(lái)支撐絕緣層，接入RF偏壓，作為冷井或供熱源，來(lái)控制晶片的溫度。一般陶瓷層和基座之間用一種粘接劑來(lái)粘接。
隨著半導(dǎo)體集成度的提高，半導(dǎo)體器件的特性穩(wěn)定性，要求我們不斷提高單間內(nèi)的晶片處理枚數(shù)和芯片生成率。為此，在半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中，應(yīng)加快對(duì)晶片的升降溫的速度，及提高晶片的溫度均勻性。
在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，由于晶片不斷受到等離子體的轟擊，溫度不斷提高，要求我們必需想辦法降低晶片的溫度，且保證溫度的均勻性。為此，在與晶片接觸的陶瓷面上，設(shè)計(jì)凹槽的氣體通路，通入He等的不活性氣體，來(lái)提高晶片和靜電卡盤(pán)之間的熱傳導(dǎo)，來(lái)達(dá)到冷卻晶片的目的。
為此，出現(xiàn)了謀求溫度均勻性的冷卻氣體的各種通路設(shè)計(jì)。如日本專利第2626618上公開(kāi)的如圖1的氦路設(shè)計(jì)、日本專利2002-170868上公開(kāi)的如圖2所示的氦路設(shè)計(jì)。圖1的缺點(diǎn)在于中間部分的氦氣通路較多，這樣在冷卻晶片時(shí)，會(huì)導(dǎo)致中間部分溫度會(huì)比周圍溫度低，失去了均勻性。為克服這一缺點(diǎn)，有了如圖2的設(shè)計(jì)，在整個(gè)表面實(shí)現(xiàn)氦氣分布的均勻性。圖2的通路結(jié)構(gòu)基本上是在圖1的基礎(chǔ)上，在靠近外側(cè)的相鄰的三個(gè)同心圓上連通若干徑向分布的短通路，以增加外圍的通路密度。
但是實(shí)際工程表明，晶片邊緣3～5mm范圍內(nèi)的溫度要高于中間的溫度。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的權(quán)威說(shuō)法是由于一般靜電卡盤(pán)半徑小于晶片約3mm，所以在晶片3～5mm處沒(méi)有冷卻氦氣的存在，這將直接導(dǎo)致了邊緣溫度要高于中間溫度。特別注明的是這種思想在提高晶片溫度的時(shí)候也是成立的。換句話說(shuō)，晶片周圍對(duì)溫度不敏感，不能充分得到靜電卡盤(pán)的導(dǎo)熱作用。下面僅以氦氣起冷卻作用的實(shí)例來(lái)說(shuō)明。所以氦氣通路在整個(gè)表面分布均勻是不合理的。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種確保晶片在整個(gè)平面內(nèi)保持溫度的均勻性的靜電卡盤(pán)。
技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種靜電卡盤(pán)，包括絕緣層和基座，其特征在于，在絕緣層上設(shè)有由若干個(gè)圓形通路連通若干條對(duì)稱布置的半徑通路，最外圈的圓形通路至外邊緣之間均勻布置若干條放射通路，放射通路與最外圈的圓形通路連通，在半徑通路的中心交叉點(diǎn)設(shè)置有中心氣孔。
其中，放射通路的數(shù)量為半徑通路的2～3倍。放射通路的長(zhǎng)度一般為1～3mm。
為了保證氦氣通夠均勻地更快地在靜電卡盤(pán)整個(gè)表面內(nèi)擴(kuò)散，除中心氣孔外，在放射通路與圓形通路的交接處設(shè)置外緣氣孔。
半徑通路為8～12條，圓形通路為2～6條。
各個(gè)通路的截面呈凹槽形狀，所述圓形通路與半徑通路的截面寬度相同，所述放射通路的截面寬度大于圓形通路或半徑通路的截面寬度1～2mm。
所述圓形通路(6)與半徑通路(5)的截面寬度為1～3mm。
所述各個(gè)氣體通路的槽深40～55um。
有益效果要確保晶片在整個(gè)平面內(nèi)保持溫度的均勻性，需要加快邊緣部分的氣體流通，來(lái)增加邊緣部分的氣體通路。本發(fā)明由于邊緣部分設(shè)置了許多通到靜電卡盤(pán)最外邊的氦氣通路，有效地增加了邊緣部分的氦氣的流通，來(lái)確保晶片邊緣的溫度可以足夠的降低，實(shí)現(xiàn)晶片在整個(gè)平面內(nèi)達(dá)到溫度均勻。


圖1日本專利公開(kāi)的一種靜電卡盤(pán)氦路設(shè)計(jì)示意圖；圖2日本專利公開(kāi)的另一種靜電卡盤(pán)氦路設(shè)計(jì)示意圖；圖3本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氣體通路平面示意圖。
圖中1、絕緣層的外邊緣；2、放射通路；3、外緣氣孔；4、中心氣孔；5、半徑通路；6、圓形通路。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各項(xiàng)權(quán)利要求限定。
本發(fā)明的靜電卡盤(pán)，包括陶瓷絕緣層和基座，在陶瓷層上設(shè)有凹槽氣體通路，在絕緣層上設(shè)有由3個(gè)圓形通路6連通8條對(duì)稱布置的半徑通路5，最外圈的圓形通路6至靜電卡盤(pán)外邊緣1之間均勻布置16條放射通路2，放射通路2與最外圈的圓形通路6連通，在半徑通路的中心交叉點(diǎn)設(shè)置有中心氣孔4。在12條放射通路2與圓形通路6的交接處設(shè)置有12個(gè)外緣氣孔。圓形通路6與半徑通路5的截面寬度均選1mm，放射通路2的截面寬度選2mm，各個(gè)氣體通路的槽深原則上是越深越好，但太深會(huì)造成電壓擊穿現(xiàn)象，所以一般取50um。
本發(fā)明提出的邊緣部分的放射通路，有效地增加了邊緣部分的氣體的流通，確保了晶片邊緣的溫度可以足夠的降低，實(shí)現(xiàn)晶片在整個(gè)平面內(nèi)達(dá)到溫度均勻。讓氣體從中心氣孔和十二個(gè)邊緣氣孔同時(shí)流出，更快地?cái)U(kuò)散氣體，提高了效率，又提高了溫度的均勻性。
權(quán)利要求
1.一種靜電卡盤(pán)，包括絕緣層和基座，其特征在于，在絕緣層上設(shè)有由若干個(gè)圓形通路(6)連通若干條對(duì)稱布置的半徑通路(5)，最外圈的圓形通路(6)至外邊緣(1)之間均勻布置若干條放射通路(2)，放射通路(2)與最外圈的圓形通路(6)連通，在半徑通路(5)的中心交叉點(diǎn)設(shè)置有中心氣孔(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于，所述放射通路(2)的數(shù)量為半徑通路(5)的2～3倍。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于，所述放射通路(2)與圓形通路(6)的交接處設(shè)有外緣氣孔(3)。
4.如權(quán)利要求1所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于，所述半徑通路(5)為8～12條，所述圓形通路(6)為2～6條。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于，所述各個(gè)通路的截面呈凹槽形狀，所述圓形通路(6)與半徑通路(5)的截面寬度相同，所述放射通路(2)的截面寬度大于圓形通路(6)或半徑通路(5)的截面寬度1～2mm。
6.如權(quán)利要求5所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于所述圓形通路(6)與半徑通路(5)的截面寬度為1～3mm。
7.如權(quán)利要求5所述的靜電卡盤(pán)，其特征在于，所述各個(gè)氣體通路的槽深40～55um。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜電卡盤(pán)，包括絕緣層和基座，其特征在于，在絕緣層上設(shè)有由若干個(gè)圓形通路連通若干條對(duì)稱布置的半徑通路，最外圈的圓形通路至靜電卡盤(pán)外邊緣之間均勻布置若干條放射通路，放射通路與最外圈的圓形通路連通，在半徑通路的中心交叉點(diǎn)設(shè)置有中心氣孔，在放射通路與圓形通路的交接處設(shè)有外緣氣孔。本發(fā)明的靜電卡盤(pán)邊緣部分的放射通路，有效地增加了邊緣部分的氣體的流通，確保了晶片邊緣的溫度可以足夠的降低，實(shí)現(xiàn)晶片在整個(gè)平面內(nèi)達(dá)到溫度均勻。而讓氣體從中心氣孔和若干邊緣氣孔同時(shí)流出，更快地?cái)U(kuò)散氣體，提高了效率，又提高了溫度的均勻性。
文檔編號(hào)H01L21/683GK1937203SQ20051012638
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者吉美愛(ài) 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司