[实用新型]静电卡盘

说明书

技术领域

本实用新型涉及卡盘，尤其涉及一种静电卡盘。

背景技术

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，增大了晶圆可被有效加工的面积，减少了晶圆表面腐蚀物颗粒的沉积，使晶圆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，绝缘层一般采用陶瓷材料来制造。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圆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，晶圆都要不断受到等离子体的轰击，因而温度不断提高，从而需要降低晶圆的温度，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瓷面上，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。

发明内容

本实用新型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，根据本实用新型的一个方面，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10μm至200μm。

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。

根据本实用新型的另一方面，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圆形，或者包括多边形和椭圆形，或者包括多边形、圆形和椭圆形，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10μm至200μm。

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。

与现有技术相比，本实用新型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。