静电卡盘组件制造技术

一种支承晶片的静电支承系统，包括： 支承体，可位于处理箱内且具有保持所述晶片的支承面， 电压源，与所述支承面连接，用于使所述晶片与所述支承面静电耦合，以及 冷却系统，冷却所述晶片，所述冷却系统包括：气体物质源，一组气体分配沟槽，沟槽位于所述支承面上，其结构用于使气体物质在所述晶片与所述支承面之间均匀分配，以及连接所述气体源与所述气体分配沟槽的管线，用于将所述气体物质从所述气体源流向所述气体分配沟槽。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术简介本专利技术涉及不需要与导电部件的正面或侧面接触、而将其保持在支承面上的一种方法，特别涉及在处理期间支承半导体晶片的一种静电卡盘。
技术介绍
在进行化学蒸发沉淀、喷溅、蚀刻和其它处理时，可以采用很多种支承系统来支承半导体晶片。为了保持大体恒定的晶片温度，支承系统经常被冷却。为了控制化学过程，得到过程均匀性，以及防止在晶片上已形成的集成电路的损坏，在进行处理时，保持晶片的恒温是很重要的。在进行处理时，晶片通常紧固在支承件上，以保持晶片的定位，同时还要改善晶片与支承面之间的换热。有一种支承系统采用了一种周边卡环，该卡环在晶片周边延伸以保持晶片的定位。在卡环下面的晶片部分被紧紧卡在支承面上。由于晶片的周边被卡环覆盖，卡环就限制了能形成电路的总面积。而且第一次侧面接触会对晶片引入杂质。另一种支承系统用静电方法来把晶片卡制在支承面上。这是通过在支承件上外加电压而在晶片上感应镜象电荷(image charge)来达到的。不同的电位把晶片吸紧在支承面上，从而把整个晶片紧紧卡制在支承上。全部晶片面积现在都可以用来形成集成电路，此外也没有表面污染。静电支承系统通常被支承在处理箱的底部。这样，系统泵只能安装在另一位置，例如在处理箱的侧面。这种结构就减弱了通过处理箱的处理气流的均匀性，同时也增加了整个系统的体积。把晶片支承系统从处理箱底部上移走，从而让泵轴向对准晶片，就可以改进均匀性和减少处理系统的体积。专利技术的目的与综述本专利技术的主要目的是提供在处理时支承晶片的静电支承组件。本专利技术的另一个目的是提供在低压下处理时、使晶片周围的处理气流均匀流动的支承晶片的静电支承系统。本专利技术的另一目的是提供具有冷却系统的静电支承组件，在处理时能有效地保持恒定、均匀的晶片温度。本专利技术的另一目的是提供静电支承组件，其中晶片可以快速而又有效地从支承组件上取下。本专利技术的更一般的目的是提供静电支承系统，以使在处理时可靠地保持晶片，并使晶片暴露的一面上的元件受过热、瞬变电流、或过早使晶片从支承件上脱离而损坏的风险达到最小。本专利技术的另一个一般目的是提供静电支承系统，它可以使晶片的全部表面均匀地暴露在处理气体下，并且可以很有效地来制造与操作。总之，本专利技术提供的静电支承组件特别适用于在处理时保持晶片。支承组件通常包括支承体，具有保持晶片的支承面；电压源，与支承体耦合，以使晶片与支承面静电耦合；以及冷却系统，用于冷却晶片。冷却系统包括一组在支承面上形成的气体分配沟槽，它可以很方便地把气体物质快速分配在晶片与支承面之间。冷却系统还包含在气体源与气体分配沟槽之间的管线中的节流机构，一旦晶片的某一部分与支承面分离时，它可以防止整个晶片意外地与支承面分离。在处理箱上还安装有从支承体上伸出的一组撑臂部件，支承体和撑臂部件与处理箱底是分开的。本专利技术还包括在处理箱中支承晶片的方法，它包括以下步骤在至少具有一个电极的支承体的晶片支承面上定位晶片；在电极上施加电压以感应静电吸力，在支承面上保持晶片；在处理晶片后，实在地把电极接地，充分地消除静电荷，从支承面上取下晶片。在本专利技术优选的结构中，支承体含有两个电极，电压施加步骤包括在一个电极上加上正电压而另一个电极上加上负电压。在晶片从箱体中取出后，在处理下一个晶片时，电极的极性互相更换。在将本专利技术应用于等离子增强过程的实施例中，该方法中还包括把射频偏压加到电极或电极组合上的步骤。本专利技术另外的一些目的与特点随着下面结合附图的详细描述与所附的权利要求，会更加清晰明了。附图简介附图说明图1是根据本专利技术构造的静电支承系统的简图，其中该静电支承系统安装在处理箱中。图2是图1静电支承系统的局部剖视的俯视图，其中该静电支承系统支承有晶片。图3是图1静电支承系统的支承面的俯视图。图4是按图3线4-4的剖视图，图中支承晶片的顶出针处于伸展位置。图5是电极组件基座的底部平面图。图6是电极组件的局部放大剖视图以及本专利技术的DC(直流)电压源与RF(射频)电压源。图7是支承体12的离子聚焦环(ion focus ring)与防护环(guard ring)的局部放大剖视图。图8是顶出机构的局部放大剖视图，图中顶出针处于退回位置，晶片定位于支承面上。图9是按图4线9-9的剖视图。图10是按图8线10-10的剖视图。图12是按图3线12-12的局剖纵剖视图。专利技术详介结合附图的说明，下面将详尽地介绍本专利技术的优选实施例。在所有的附图中，凡相同的零部件都用相同的标识数字来标注，重点介绍图1至图2。图1与图2整体地显示了静电支承系统或称为静电卡盘组件10，它特别适宜于在等离子增强化学蒸发沉淀(plasma-enhanced chemical vapordeposition)时，在处理箱8内保持晶片6，当然支承系统10也可用于其它处理型式，包括(但不限于)化学蒸发沉淀、喷溅、蚀刻以及其它处理。支承系统10也特别适宜于用在由同时待审的申请序列号(Flehr，Hohbach，Test，Albritton & Herbert File No.A-62268/AJT)显示的高密度、等离子增强化学蒸发沉淀系统中。支承系统10包括由支承面14保持晶片的支承体12和从支承体12上外伸、用于将该支承体安装在处理箱上的撑臂部件16。在本实施例中，撑臂部件16安装在托架组件17上，托架组件可拆卸地紧固在箱体6上。操作时，整个晶片6在静电力作用下被可靠地压制在支承面14上。由静电压制提供的均匀接触控制了在晶片6与支承面14之间的换热，这样就可以使得在操作时整个晶片保持在所要求的温度中。保持晶片处于均匀温度是为了得到所需要的物质沉淀的薄膜特性或均匀去除物质的蚀刻率所要求的。支承体12包括电极组件20，如图4至7所示，它们整体限定了支承面。电极组件20安装在具有可拆卸盖板19的支承基座18上，这样就为维修深入支承体12内部提供方便。在每一连接处都装有适宜的密封部件。电极组件20包括有内电极22、环状外电极24以及装在基座28上的环状防护环26，基座与电极绝缘，而与防护环不绝缘。内电极22、外电极24以及防护环26外镀绝缘材料，因此电极22和24之间以及电极与处理箱之间也是彼此绝缘的。电极22与24以及防护环26的周边最好进行圆弧处理，以便进行均匀的绝缘镀层，提供了防止电弧的保护。本实施例中，基座28是用铝制成的，并镀以高质量的绝缘层例如氧化铝。当然应该理解也可以用别的手段来使电极和防护环与基座28电绝缘。在基座上还设有流体通道30，并由安装在基座28上的盖板32来封闭。如图5所示，通道30蜿蜒在基座28的相当一部分上，以提供均匀的冷却，并绕过支承体14上的其它部件。通道的入口31与出口33通过管线35(图2)与流体源36接通，使得冷却用流体诸如水或其它适合的流体通过通道进行循环。在基座28与盖板32之间压有垫片34，形成基座与盖板之间的密封，以防止冷却流体从基座28中泄漏。通道30提供了为冷却流体如水或其它流体流过基座28的通道，这样就可以有效地带走电极组件20产生的热量。本专利技术的电极组件20具有特别的优点，即，使电极22与24以及防护环26与具有接地效应的冷却流体电绝缘。最好通过基座28传送冷却流体，因为这样可以很快地把热量带走，消除了温度梯度，防护了支承面14的平坦度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支承晶片的静电支承系统，包括： 支承体，可位于处理箱内且具有保持所述晶片的支承面， 电压源，与所述支承面连接，用于使所述晶片与所述支承面静电耦合， 以及 冷却系统，冷却所述晶片，所述冷却系统包括：气体物质源，一组气体 分配沟槽，沟槽位于所述支承面上，其结构用于使气体物质在所述晶片与所 述支承面之间均匀分配，以及连接所述气体源与所述气体分配沟槽的管线， 用于将所述气体物质从所述气体源流向所述气体分配沟槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩·范奥斯，埃里克·D·罗斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：