等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：提供一陶瓷基底；在所述陶瓷基底上打若干通孔，所述通孔用于容纳金属连接线；提供若干金属连接线，将所述若干金属连接线冷却到室温以下，并将冷却后的若干金属连接线分别镶嵌入所述陶瓷基底的所述若干通孔之中；将上述镶嵌了金属连接线的陶瓷基底至于常温之中；将直流电极层置于所述陶瓷基底之上；在放置了直流电极层的陶瓷基底之上涂覆抗腐蚀层。本发明专利技术制造的金属连接线，不会损坏直流电极层，在其上继续涂覆抗腐蚀层也极为稳定。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法。
技术介绍
等离子处理装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。等离子体处理腔室中包括一基台，基台上方放置着待处理的基片。基台上方设置有一个静电夹盘，静电夹盘用于夹持基片。静电夹盘上层的绝缘层中内嵌了一个直流电极，直流电极连接有一直流电源。当基片制程开始之前，直流电源施加于直流电极，使得直流电极产生一吸附力，将基片夹持于基台之上。而当制程结束以后，关闭施加于直流电极上的直流电源，从而解除基片和静电夹盘之间的吸附力，机械手从腔室外部伸入腔室内，并将基片顺利移除出腔室。直流电极一般是内嵌于静电夹盘的绝缘层里，并且直流电极层一般非常薄。而直流电极和直流电源之间必须有金属连接，在静电夹盘内部一般是设置金属线作为连接线。但是厚度很薄的直流电极很容易在设置金属线的过程中产生破裂。本专利技术正是基于此提出的。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的上述问题，本专利技术提出了一种等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法。本专利技术第一方面提供了一种等离子体处理腔室的静电夹盘的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：提供一陶瓷基底；在所述陶瓷基底上打若干通孔，所述通孔用于容纳金属连接线；提供若干金属连接线，将所述若干金属连接线冷却到室温以下，并将冷却后的若干金属连接线分别镶嵌入所述陶瓷基底的所述若干通孔之中；将上述镶嵌了金属连接线的陶瓷基底至于常温之中；将直流电极层置于所述陶瓷基底之上；在放置了直流电极层的陶瓷基底之上沉积抗腐蚀层。进一步地，所述通孔的直径大于冷却后的金属连接线的直径。进一步地，所述金属连接线油的热膨胀率远大于陶瓷基底和直流电极层。进一步地，所述金属连接线的材料包括：铜、银、铝、金。进一步地，所述陶瓷基底的材料包括氧化铝。进一步地，所述直流电极的材料包括钨。进一步地，所述制造方法还包括如下步骤：提供若干铜金属连接线，将所述若干铜金属连接线冷却到-100℃以下，并将冷却后的若干金属连接线分别镶嵌入所述陶瓷基底的所述若干通孔之中。进一步地，所述制造方法还包括如下步骤：利用真空沉积或者印刷的方法将直流电极层置于所述陶瓷基底之上。进一步地，所述抗腐蚀层的材料包括氧化钇或氮化钇。进一步地，所述抗腐蚀层是由物理气相沉积或等离子体喷涂来涂覆的。进一步地，所述制造方法还包括如下步骤：在金属连接线以下连接软金属连接线。本专利技术第二方面提供了一种等离子体处理腔室的的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括本专利技术第一方面所述的静电夹盘的制造方法。本专利技术提供的等离子体处理腔室及其静电夹盘的制造方法，能够顺利地在直流电极层以下的静电夹盘区域设置金属连接线，不会对直流电极层造成破坏，以便于后续在静电夹盘的顶层涂覆抗腐蚀层。附图说明图1是等离子体处理腔室及升举装置的结构示意图；图2(a)～2(d)是根据本专利技术一个具体实施例的等离子体处理腔室的静电夹盘制造的工艺流程图；图3是根据本专利技术的一个具体实施例的等离子体处理腔室的基台的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行说明。要指出的是，“半导体工艺件”、“晶圆”和“基片”这些词在随后的说明中将被经常互换使用，在本专利技术中，它们都指在处理反应室内被加工的工艺件，工艺件不限于晶圆、衬底、基片、大面积平板基板等。为了方便说明，本文在实施方式说明和图示中将主要以“基片”为例来作示例性说明。图1示出了等离子体处理腔室及升举装置的结构示意图。等离子体处理腔室100具有一个处理腔体（未示出），处理腔体基本上为柱形，且处理腔体侧壁102基本上垂直，处理腔体内具有相互平行设置的上电极和下电极。通常，在上电极与下电极之间的区域为处理区域P，该区域P将形成高频能量以点燃和维持等离子体。在基台106上方放置待要加工的基片W，该基片W可以是待要刻蚀或加工的半导体基片或者待要加工成平板显示器的玻璃平板。其中，所述基台106用于夹持基片W。反应气体从气体源103中被输入至处理腔体内的气体喷淋头109，一个或多个射频电源104可以被单独地施加在下电极上或同时被分别地施加在上电极与下电极上，用以将射频功率输送到下电极上或上电极与下电极上，从而在处理腔体内部产生大的电场。大多数电场线被包含在上电极和下电极之间的处理区域P内，此电场对少量存在于处理腔体内部的电子进行加速，使之与输入的反应气体的气体分子碰撞。这些碰撞导致反应气体的离子化和等离子体的激发，从而在处理腔体内产生等离子体。反应气体的中性气体分子在经受这些强电场时失去了电子，留下带正电的离子。带正电的离子向着下电极方向加速，与被处理的基片中的中性物质结合，激发基片加工，即刻蚀、淀积等。在等离子体处理腔室100的合适的某个位置处设置有排气区域，排气区域与外置的排气装置（例如真空泵105）相连接，用以在处理过程中将用过的反应气体及副产品气体抽出腔室。其中，等离子体约束环107用于将等离子体约束于处理区域P内。腔室侧壁102上连接有接地端，其中设置有一电阻108。众所周知，静电夹盘（ESC，electrostaticchuck)是等离子体处理腔室中的核心组件。由于静电夹盘是作为下电极和基片的承载物，其必然是硬性和结构稳定的，以防止在产品制程过程中等离子体轰击和基片磨损。然而，现有技术的静电夹盘大多形成于黏合固体陶瓷圆盘于阳极化的铝基底上。静电夹盘的陶瓷圆盘通常由Al2O3或AlN制成，并且包含一些金属和基于硅的混合物，例如TiO2、SiO2等。当静电夹盘在包含卤族元素（例如F、Cl等）等离子体的环境下运作时，静电夹盘的陶瓷基（Al2O3或AlN）和包含的其他成分都将受到等离子体的轰击，然而其中包含的其他成分将在相对更高的腐蚀速率下被侵蚀。因此，等离子体腐蚀会改变静电夹盘表面的形态、成分和陶瓷基的特性（表面粗糙度、电阻系数等），并且进一步导致静电夹盘的功能的改变，例如漏电流，氦气泄露速率、去夹持时间等。为了稳定静电夹盘的成分、结构和特性，现有技术通常在静电夹盘表面涂覆或者封装抗等离子体腐蚀的材料，以防止静电夹盘被等离子体腐蚀。然而，在静电夹盘上用等离子体喷涂（plasmaspray，PS)的方式涂覆抗腐蚀层并不可取，这是因为等离子体喷涂例如氧化钇的抗腐蚀层具有气孔并且结构上易碎，并且氧化钇的抗腐蚀层比硅晶片软，这样会导致制程中产生颗粒污染。现有技术中也会在静电夹盘的陶瓷圆盘上利用物理气相沉积（plasmaenhancedphysicalvapourdeposition，PEPVD)沉积致密坚硬的等离子体抗腐蚀层，例如氧化钇或者氧化钇/氧化铝混合。然而，直接在静电夹盘表面上沉积在技术上有限制，因为沉积温度通常很容易达到100℃及以上，这是由于在物理气相沉积制程中等离子体或涂覆沉积源会加热静电夹盘。但是，由于陶瓷基体和铝基体之间的黏合物熔点较低，静电夹盘的温度是不能高于100℃及以上的。现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理腔室的静电夹盘的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：提供一陶瓷基底；在所述陶瓷基底上打若干通孔，所述通孔用于容纳金属连接线；提供若干金属连接线，将所述若干金属连接线冷却到室温以下，并将冷却后的若干金属连接线分别镶嵌入所述陶瓷基底的所述若干通孔之中；将上述镶嵌了金属连接线的陶瓷基底至于常温之中；将直流电极层置于所述陶瓷基底之上；在放置了直流电极层的陶瓷基底之上涂覆抗腐蚀层。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理腔室的静电夹盘的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：提供一陶瓷基底；在所述陶瓷基底上打若干通孔，所述通孔用于容纳金属连接线；提供若干金属连接线，将所述若干金属连接线冷却到室温以下，并将冷却后的若干金属连接线分别镶嵌入所述陶瓷基底的所述若干通孔之中；将上述镶嵌了金属连接线的陶瓷基底置于常温之中，所述金属连接线膨胀以填满通孔；在将陶瓷基底置于常温之中步骤后，将直流电极层置于所述陶瓷基底之上；在放置了直流电极层的陶瓷基底之上涂覆抗腐蚀层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述通孔的直径大于冷却后的金属连接线的直径。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述金属连接线的热膨胀率远大于陶瓷基底和直流电极层。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述金属连接线的材料包括：铜、银、铝、金。5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述陶瓷基底的材料包括氧化铝。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小明，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31