静电卡盘制造技术

本实用新型专利技术涉及一种静电卡盘，包括多个用于承载晶圆的凸台和控温气体入口，所述凸台承载面的形状为多边形，所述控温气体入口与凸台之间形成的控温气体通道连通。与现有技术相比，本实用新型专利技术将用于承载晶圆的凸台在径向平面上的形状设置成多边形，使得静电卡盘上可以布置的凸台数量与现有技术采用圆形凸台所能布置的凸台数量相比有所增加，因而可以提高静电卡盘的控温能力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及卡盘，尤其涉及一种静电卡盘。
技术介绍
在半导体制造过程中，为固定和支撑晶圆，避免在处理过程中出现晶圆移动或者错位现象，在本领域中，常常使用静电卡盘(Electrostatic Chuck, ESC)来实现上述目的。由于静电卡盘采用静电吸引力来固定晶圆，相比之前采用的机械式卡盘 和真空吸盘，具有很多优势。静电卡盘减少了机械卡盘由于压力、碰撞等原 因造成的晶圆破损，增大了晶圓可被有效加工的面积，减少了晶圆表面腐蚀 物颗粒的沉积，使晶圓与卡盘可以更好地进行热传导。与真空吸盘相比，静 电卡盘可以在真空环境下工作，因而增加了适用范围。静电卡盘一般由绝缘层和基座所组成。其中，绝缘层一般采用陶资材料 来制造。陶瓷层和基座之间采用粘接剂来粘接。绝缘层的作用是用来支撑晶 圆。因为静电卡盘是利用晶圓和电极之间产生的库仑力或是利用晶圆和电极 之间产生的约翰逊-拉别克(Johnsen-Rahbek， J-R)效应来达到固定晶圆的目 的，因此，在绝缘层之下的导电平面内还埋藏有电极，用于产生静电吸附力。 基座则用来支撑绝缘层，并引入冷井或热源，用来控制晶圆的温度。随着半导体器件集成度的提高，为实现半导体器件稳定性的要求，需要不断提高单位时间内的晶圆处理数量和芯片良率。为此，在半导体制造过程 中，需要加快晶圆的升降温的速度，用以提高晶圆的温度均匀性。具体地说，在半导体制造过程的许多工艺中，晶圓都要不断受到等离子 体的轰击，因而温度不断提高，从而需要降低晶圓的温度，并保证温度的均 匀性。为此，现有技术中，在与晶圆接触的绝缘层陶乾面上，设计有凹槽状 的气体通路，通入氦等惰性气体，用来提高晶圆和静电卡盘之间的热传导，进而达到冷却晶圆的目的。例如，美国专利第6960743号公开了一种静电卡盘。 其中，绝缘层被设计成包含多个用于支撑晶圆的圆形凸台的结构。而在圆形 凸台之间，形成了可以供气体流动的气体通路。这种圆形凸台在静电卡盘上的布置数量较少，从而导致静电卡盘的控温 能力有限。而圆形凸台间的气体通路有宽有窄，使得晶圆的温度均一性下降。 因而业界存在进一步改进静电卡盘的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是如何提高静电卡盘的控温能力。为解决上述问题，根据本技术的一个方面，提供一种静电卡盘，包 括多个用于承载晶圆的凸台和控温气体入口 ，所述凸台承载面的形状为多边 形，所述控温气体入口与凸台之间形成的控温气体通道连通。可选地，所述的多边形为正多边形。可选地，所述凸台的间距相同。可选地，所述的多边形为正六边形或正八边形。可选地，所述凸台承载面的形状包括两种以上的正多边形。可选地，所述凸台在轴向上的高度为10jam至200^im。可选地，还包括密封圈，所述密封圈部分或全部包围所述凸台。可选地，在所述静电卡盘设有凸台的表面上还设有控温气体分布槽，所 述控温气体分布槽与所述控温气体入口连通。可选地，所述控温气体分布槽的宽度为0.4mm至2mm，控温气体分布槽 的深度为0.1mm至0.5mm。根据本技术的另一方面，提供一种静电卡盘，包括多个用于承载晶 圆的凸台，所述凸台承载面的形状包括多边形和圓形，或者包括多边形和椭 圆形，或者包括多边形、圆形和椭圓形，所述凸台承载面的边界与相邻凸台 的边界相匹配且凸台之间形成宽度相同的通道，所述控温气体入口与凸台之 间形成的控温气体通道连通。可选地，所述的多边形为正多边形。可选地，所述的多边形为正六边形或正八边形。可选地，所述凸台承载面的形状包括两种以上的正多边形。可选地，所述凸台在轴向上的高度为10jim至200iLim。可选地，还包括密封圈，所述密封圏部分或全部包围所述凸台。可选地，在所述静电卡盘设有凸台的表面上还设有控温气体分布槽，所 述控温气体分布槽与所述控温气体入口连通。可选地，所述控温气体分布槽的宽度为0,4mm至2mm,控温气体分布槽 的深度为O.lmm至0.5mm。与现有技术相比，本技术将用于承载晶圆的凸台在径向平面上的形 状设置成多边形，使得静电卡盘上可以布置的凸台数量与现有技术采用圆形 凸台所能布置的凸台数量相比有所增加，因而可以提高静电卡盘的控温能力。另外，将各个凸台的间距设置为相同宽度，使得传热气体的流动通道均 一，从而可以提高晶圆温度的均一性。由于圆形凸台的制it难^4交4氐，因此，在本技术的另一方面中，将多边 形和圓形的凸台混合没置，既能提供静电卡盘的控温能力，又可以降低制造难度。附图说明图1为本技术一个实施例中静电卡盘的结构示意图； 图2为图1所示的实施例中凸台的结构示意图； 图3为控温气体与晶圓间传热示意图； 图4为现有技术中凸台阵列的俯视图； 图5为本技术再一个实施例中凸台阵列的俯视图； 图6为本技术另一个实施例中凸台阵列的俯^L图； 图7为本技术又一个实施例中凸台阵列的俯一见图。具体实施方式在具体实施方式中，提供一种静电卡盘，如图1所示，静电卡盘101具 有支撑半导体晶圓用的上表面102。上表面102的形状与晶圆的形状相适应， 一般可以为圆形。上表面102并非是一个连续的平面，而是包括成阵列排布的多个凸台103。 凸台103的一端与静电卡盘101连接，而其另一端是一个平面，使得该部件 从微观上看起来是从静电卡盘101表面"生长"出来的平台。大部分或所有 凸台103的成平面的一个端面处于同一个平面上。因此，在承载晶圆时，凸 台103成平台的一面与晶圆接触。也就是说，多个凸台103联合起来实际起 到支撑晶圆的作用。另夕卜，上表面102上还设有控温气体入口 105。控温气体入口 105与凸台 103之间的空间连通。因此，从控温气体入口 105所进入的控温气体可以在凸 台103之间的空间自由流动，从而可以均匀地与晶圆接触来对晶圆进行均匀 控温。根据本技术一个实施例，凸台103的结构如图2所示。从图2可知，凸台103具有成平台的一面，即凸台103的承载面201,该承载面201在使用 时与被承载的晶圓接触。凸台103还包括与承载面201相对应，用于与静电 卡盘101相连接的连接面202。当然，凸台103还包括连接承载面201和连接 面202的侧壁203。凸台103只有连接面202与静电卡盘101连接，而承载面 201和侧壁203是暴露于空间之中的，并不与第三部件形成永久连接。只有在 静电卡盘101使用时，承载面201会与被承载的晶圆IOO接触。凸台103的承载面201与连接面202之间的距离为10jum至200jum。在 本技术的一个优选的实施例中，凸台103的承载面201与连接面202之 间的3巨离为20jLim。在本技术中，凸台103承载面201的形状是多边形。将凸台103的 上表面设置成多边形是有好处的。如图3所示，本技术的技术人发 现，从樣么观上看，凸台103的表面是不平坦的，因此，凸台103的寿(载面201 与晶圆IOO的接触并非面接触，而是点接触。这样的接触方式，使得凸台103 的承载面201与晶圓IOO之间存在与凸台103间的气体通道206连通的平台 空间205。如前所述，控温气体入口 105与气体通道206是连通的，这样才能 保证控温气体能够顺利进入气体通道206。在这种情况下，控温气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电卡盘，包括多个用于承载晶圆的凸台和控温气体入口，其特征在于：所述凸台承载面的形状为多边形，所述控温气体入口与凸台之间形成的控温气体通道连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特赖安，倪图强，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]