专利名称：静电卡盘和具有用于冷却晶片的冷却路径的卡盘座的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造设备，且更具体地涉及静电卡盘和具有用于冷却晶片的冷却路径的卡盘座(chuck base)。
背景技术：
在半导体器件制造设备例如干蚀刻器的反应室中安装有卡盘，用于在一过程期间支撑半导体晶片。所述卡盘可以是静电卡盘。该卡盘安装在设置于卡盘的后表面处的卡盘座上。所述卡盘座用于支撑卡盘。该卡盘座提供有冷却通道，用于维持卡盘的恒定温度，以及因此均匀地冷却定位于卡盘上的半导体晶片。
静电卡盘使用静电力固定晶片。为此目的，静电卡盘具有用于产生静电力或静电吸附力的结构，例如包括电极以及围绕该电极的电介质膜的结构。为了增加晶片的产率，另一方面，在一过程例如蚀刻过程期间必须要求维持晶片对等离子体反应的恒常温度。当整个晶片的温度未均匀维持时，在蚀刻期间在晶片上产生缺陷如关键尺寸的不良分布。
静电卡盘在其表面处提供有制冷剂通道例如氦(He)通道，用于冷却晶片以维持晶片的恒定温度。这种氦通道的形状直接影响整个晶片的温度分布。因此，已经作出各种尝试以改变氦通道的形状，以实现晶片上的均匀温度控制。
当前，电介质膜通过涂覆电介质材料而形成，其中设置有用于提供产生静电力的必要的电功率的电极。通过涂覆电介质材料而形成的电介质膜具有相对大的厚度，以及由此，有必要将高直流电压施加到电极以产生充分的静电力。但是，应用此高直流电压导致对形成在晶片上的半导体器件的损坏，这降低了晶片的产率。
另外，当施加高直流电压时，由于静电卡盘的边缘部分处的起弧，阳极膜容易剥除。结果，静电卡盘的服务寿命可能会减少，且可能在反应室中产生杂质。
首先需要维持卡盘的恒定温度以实现晶片上的均匀温度控制。为了此目的已经作出多种尝试。例如，可以在卡盘座处提供冷却通道以维持卡盘的恒定温度，通过所述冷却通道可均匀冷却晶片。
形成在卡盘座处的冷却通道的平面形状和布置被考虑为均匀冷却卡盘的参数。尤其，已经设计了用于有效减小卡盘或晶片处的温度偏差的对冷却通道的平面形状的改进。
发明内容
因此，考虑到上面的问题作出本发明，本发明的一目标是提供一种静电卡盘，具有能够使安装在卡盘上的晶片的温度偏差最小化的冷却通道，由此改进晶片中的关键尺寸的均匀性，且因此增加晶片的产率。
本发明的另一目标是提供一种卡盘座，具有能够维持恒定卡盘温度的新形的冷却通道，从而有效地减小在卡盘或晶片处产生的温度偏差并且有效地冷却晶片。
根据本发明的一个方面，上面的和其他目标可以通过静电卡盘的提供而实现，该卡盘包括卡盘座，用于支撑晶片；电介质膜，安装在卡盘座上，所述电介质膜具有电极，用于供给直流电压以提供固定晶片所必需的静电力，所述电极设置在电介质膜中；以及冷却通道，用于供给制冷剂到电介质膜以控制所述晶片的温度，该冷却通道包括至少两个第一冷却通道部分，形成在对应于该晶片的边缘部分的电介质膜的表面处使得第一冷却通道部分形成同心圆；第二冷却通道部分形成在电介质膜的表面处使得第一冷却通道部分通过第二冷却通道部分彼此连接；第一贯穿通道，贯通电介质膜而形成，用于供给制冷剂到第一和第二冷却通道部分；以及第二贯穿通道，贯通电介质膜的中心而形成，用于供给制冷剂到晶片的中心。
优选地，电介质膜是电介质片，包括电极设置在其间的堆叠的电介质片部分，所述电介质片被附着到卡盘同时被压缩。
优选地，接近电介质膜的中心的第一冷却通道部分的内部部分被设置在对应于距电介质膜的周边最多不超过晶片直径1/4的距离内。
优选地，第二冷却通道部分的数量是8，且其数量等于第二冷却通道部分数量的第一贯穿通道分别被邻近于第二冷却通道部分与第一冷却通道部分的外部部分之间的连接连接到第二冷却通道部分。
根据本发明的另一方面，提供一种卡盘座，用于支撑和冷却其上定位晶片的卡盘。该卡盘座包括座体，用于支撑其上定位晶片的卡盘；以及冷却通道，用于冷却卡盘，该冷却通道包括弯曲部分，其在卡盘座的表面下从卡盘座的中心向外延伸，该弯曲部分与卡盘相对，呈十字形状；以及圆形部分，连接到弯曲部分，该圆形部分以围绕该十字形部分的圆的形状而形成。
优选地，该卡盘座还包括连接部分，设置在十字形部分的一端以及圆形部分的一端之间，用于连接该十字形部分和该圆形部分，由此所述冷却通道在十字形部分的另一端开始，以及在圆形部分的另一端结束。
优选地，座体提供有四个第一通孔，用于将晶片定位在卡盘上的提升针插入穿过通孔，且冷却通道被弯曲使得四个第一通孔被设置在十字形部分和圆形部分之间，且十字形部分围绕第一通孔延伸。
优选地，座体提供有第二通孔，用于向卡盘提供产生静电力所必需的电功率，且冷却通道被弯曲使得该十字形部分围绕第二通孔的内部部分而延伸。
本发明的上面的目标、特征以及其他优点将根据下面的结合附图的详细描述而被更清楚地理解，在附图中图1是示意地示出根据本发明的优选实施例的静电卡盘的结构的视图；图2是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的前表面的平面图；图3是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的后表面的平面图；图4是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的截面图；图5是图3的A部分的放大的平面图，示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座；图6是示意性地示出图3的B部分处的连接的截面图；图7是示意性地示出图2的提升孔的截面图；图8和9是平面和截面图，分别示意性地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的片形电介质膜，该片形电介质膜被附着到卡盘座同时被压缩；图10是图8的C部分的放大的平面图，示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的片形压制的电介质膜。
图11是截面图，示意性地示出图8的C部分处的连接；图12是平面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的冷却通道的第一修改；图13是平面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的冷却通道的第二修改；图14是平面图，示意性地示出图13的E部分；
图15是截面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的卡盘座；图16是平面图，示意性地示出形成在根据本发明的优选实施例的卡盘座处的冷却通道的平面形状；以及图17是沿图2的线A-A’取的截面图，示出形成在根据本发明的优选实施例的卡盘座处的冷却通道的平面形状。
具体实施例方式
根据本发明的优选实施例的静电卡盘在图1到图14中示意性地示出。
图1示出根据本发明的优选实施例的静电卡盘的结构；参见图1，根据本发明的优选实施例的静电卡盘包括卡盘座200，用于支撑在其上执行蚀刻过程的晶片100。在卡盘座200下可以设置卡盘体(未示出)，用于支撑卡盘座200。
在卡盘座200上形成电介质膜400。通常，电介质膜400可以通过阳极化处理形成。但是在本发明的优选实施例中，制造成片形的附加电介质片被附着到卡盘座200的表面同时被压缩。在所示实施例中，电介质片包括第一电介质片部分401和堆叠在第一电介质片部分401上的第二电介质片部分402，当然电介质片可以包括多个堆叠的电介质片部分。
在第一电介质片部分401和第二电介质片部分402之间设置薄电极300。结果，电极300提供在电介质膜400中。电极300可以是由导电金属材料如铜(Cu)、铝(Al)或钼(Mo)制造的。替换地，这种导电金属材料可以涂覆在第一电介质片部分401上。
在通过附着和压缩电介质片形成电介质膜400的情况中，有可能以具有优良电介质特性的电介质材料形成电介质片，并且因此实现更优良的电介质特性。还是在通过附着和压缩电介质片形成电介质膜400的情况中，有可能均匀地减少整个电介质膜400的厚度，尤其是电极300和晶片100之间的第二电介质片部分402的厚度。结果，尽管低直流电压(V)被施加到电极300，也可以充分产生静电吸附力。
如果电介质膜400的厚度是大约1.3mm，第一电介质片部分401的厚度是大约0.7mm，其相对较大，并且第二电介质片部分402的厚度是大约0.3mm，其相对较小。结果是，电极300的厚度是大约0.3mm。
低直流电压(V)的施加减少了发生起弧的可能性，并且防止电介质膜400由于这样的起弧或阳极化膜被剥离而损坏，并且因此防止静电卡盘的服务寿命降低。另外，有效地防止在反应室中产生杂质。
另外，低直流电压(V)的施加减少了第二电介质片部分402中的电荷，并且因此可以更平滑地将晶片100从卡盘座200分离。具体地，当晶片100被迅速分离时净电荷总计为零，并且因此晶片100可以无滑动或无损坏地被分离。
低直流电压(V)的施加在防止火花放电中是很有利的，该火花放电可能会在分离晶片100时在反应室中在较低压力例如几mTorr下产生。
在静电卡盘的电介质膜400的表面处形成用于冷却晶片100的冷却通道500。冷却通道500供给氦(He)作为制冷剂到后表面100，用于冷却晶片100以控制晶片100的温度，这将在后面详细描述。传统类型的冷却通道导致晶片的中心部分和边缘部分之间的温度差，并且因此难于控制装置的关键尺寸。本发明提出新型冷却通道500，其能够在整个晶片100上实现均匀温度分布，并且因此使温度偏差最小化。
尽管图1中没有示出，形成在电介质膜400的表面处的用于向冷却通道500供给氦(He)作为制冷剂的路径包括通孔(未示出)，其从卡盘座200延伸到冷却通道500。但是，控制晶片100的温度基本取决于形成在电介质膜400的表面处的冷却通道500的形状，并且因此，下面将参照附图详细描述冷却通道500。
图2到6示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座，并且图8到11示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的片形电介质膜，该片形电介质膜附着到卡盘座同时被压缩。
具体的，图2是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的前表面的平面图；图3是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的后表面的平面图；图4是示意地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的卡盘座的截面图；图5是图3的A部分的放大的平面图；图6是示意性地示出图3的B部分处的连接的截面图；图7是示意性地示出图2的提升孔的截面图；图8和9是平面和截面图，分别示意性地示出构成根据本发明的优选实施例的静电卡盘的片形电介质膜，该片形电介质膜被附着到卡盘座同时被压缩。图10是图8的C部分的放大的平面图，并且图11是示意性地示出图8的C部分处的连接的截面图。
首先参见图2到7，卡盘座200是由铝制造的，并且被构造成使得在面对晶片100的卡盘座200的前表面210与卡盘座200的边缘部分230之间形成台阶，如图2和4中所示。卡盘座200的前表面210使其边缘根据晶片100的形状而成形。此时，卡盘座200的前表面210被形成为使得前表面210的宽度比水100的宽度略窄。例如，如果晶片100的直径是200mm，卡盘座200的前表面210的直径是大约196.1mm。
边缘部分230提供有多个通孔231，通过它插入卡盘座200的固定元件例如螺栓。整个边缘部分230被阳极化成使得绝缘膜覆盖该边缘部分。但是，卡盘座200的前表面210被保持为裸的。电介质膜400被附着到前表面210同时被压缩，如图8到11中所示。
如图2、3和4中所示，卡盘座200具有多个通孔。具体地，卡盘座200具有通过孔211的电源连接，通过该孔插入用于供给直流电压到设置在电介质膜400中的电极300的引入线(未示出)。另外，卡盘座200具有提升孔213，通过它插入用于分离晶片100的提升针(未示出)。在所示出的实施例中，提升孔213的数量是4个，所以可以使用4针提升器。
参见图7，气孔203连接到提升孔213。气孔203是通过卡盘座200连接到提升孔213的通孔。气孔203用于解决当晶片100向上和向下移动时由于空气的充满导致的提升针不能平滑操作的问题。换句话说，空气平滑流过气孔203，并且因此提升针被平滑操作。结果，晶片100平滑地向上和向下移动。
参见图2、3和4，卡盘座200具有多个例如8个第一供给通孔215，用于向形成在电介质膜400的表面处的冷却通道500供给氦作为制冷剂。第一供给通孔215与形成在电介质膜400处的第一贯穿通道对准，这将在下面详细描述。第一供给通孔215形成在与晶片100的边缘对应的卡盘座200的不同位置处，使得第一供给通孔215一起形成同心圆。另外，第一供给通孔217形成在与晶片100的中心对应的卡盘座200的位置处。第一供给通孔217与形成在电介质膜400处的第二贯穿通道对准，这将在下面详细描述。
参见图3和4，卡盘座200在其后表面250处提供有槽形分配通道251，用于向第一供给通孔215和第二供给通孔217同时分配氦作为制冷剂。分配通道251是在其中部彼此相交的径向槽，如图3所示。
第二供给通孔217连接到分配通道251的相交部分，如图5中所示，该图5是图3的A部分的放大的平面图。另外，第一供给通孔215分别连接到分配通道251的端部。
结果，氦通过分配通道251同时分配到第一供给通孔215和第二供给通孔217。
参见图8到11，电介质膜400以堆叠的片的形状形成，使得电极300设置在电介质膜400中。如图8中所示，电介质膜400的形状对应于卡盘座200的形状。电介质膜400提供有提升孔413，其分别与形成在卡盘座200处的提升孔213对准，使得提升针可以插入电介质膜400的提升孔413中。在所示实施例中，提升孔413的数量是四个，所以可以使用四针提升器。
冷却通道500形成在电介质膜400的上表面处，用于控制晶片100的温度即冷却晶片100。冷却通道500包括至少两个槽形第一冷却通道部分501和503，其设置在对应于晶片100的边缘部分的电介质膜400上使得第一冷却通道部分501和503形成同心圆。在第一冷却通道部分501和503之间设置多个第二冷却通道部分505，其被沿径向布置使得第一冷却通道部分501和503通过第二冷却通道部分505彼此连接。整个电介质膜400的厚度仅为大约1.3mm，并且因此第一冷却通道部分501和503和/或第二冷却通道部分505的每个以具有大约0.1mm的深度和大约1mm的宽度的槽形形成。
电介质膜400提供有第一贯穿通道515，其贯通电介质膜400而形成，用于向第一冷却通道部分501和503和第二冷却通道部分505供给氦作为制冷剂。第一贯穿通道515分别与形成在卡盘座200处的第一供给通孔215对准。在对应于晶片100的中心的电介质膜400的位置处形成有第二贯穿通道517，用于将氦作为制冷剂注入到晶片100的后表面。第一和第二贯穿通道515和517的每个直径大约0.5mm。
在具有上述构造的冷却通道500中，第一和第二冷却通道部分501和505邻近晶片100的边缘部分而设置。换句话说，冷却通道500被构造成使得与晶片100的中心部分相比相对大部分的制冷剂被供给到晶片100的边缘部分。尤其地，冷却通道500被构造成使得仅有从第二贯穿通道517注入的作为制冷剂的氦被供给到晶片100的中心部分。结果，同心布置的第一冷却通道部分501和503或为连接通道的第二冷却通道部分505不延伸到晶片100的中心部分。
例如，冷却通道500被构造成使得第一冷却通道部分501和503的内部部分，即第一冷却通道部分501，设置在对应于距晶片100的周边最多不超过晶片直径1/4的距离内。如果晶片100的直径是200mm，第一内部冷却通道部分501距离晶片100的周边或电介质膜400的周边大约38mm。实际地，第一冷却通道部分501的位置可以与提升孔413或电介质膜400或晶片100的周边相邻设置。
如果冷却通道500与晶片100的边缘部分相邻设置，可以有效控制晶片100的边缘部分处的温度。当进行干蚀刻过程时，在晶片100的边缘部分的温度偏差比在晶片100的中心部分大。但是，根据本发明，氦流动穿过的冷却通道501、503和505被同心地设置在对应于晶片100的边缘部分的电介质膜400的位置处，从而有效地防止这样的温度偏差。
氦可以通过第二通道517和第一通道515同时注入，这是通过提供形成在卡盘座200的后表面250处的分配通道251而实现的，如上面参照图3所述。
根据本发明优选实施例的冷却通道500的形状可以进行多种修改。然而，在所有的修改中，同心布置的冷却通道和连接通道与晶片的边缘部分相邻而设置。
图12是平面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的冷却通道的第一修改。
参见图12，修改的冷却通道与如图8中所示的根据本发明优选实施例的冷却通道的不同之处在于对应于第一冷却通道501和503的第一冷却通道的布置被改变。如图12中所示，修改的冷却通道的第一内部冷却通道501’被设置在提升孔413之外。换句话说，第一内部冷却通道501’与电介质膜400的周边或晶片100的周边相邻而设置。例如，第一冷却通道501’距离电介质膜400的周边大约22mm。
图13是平面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的冷却通道的第二修改。图14是平面图，示意性地示出图13的E部分。
参见图13和14，修改的冷却通道与如图8中所示的根据本发明优选实施例的冷却通道的不同之处在于对应于第一冷却通道501和503的外部第一冷却通道503的外部第一冷却通道被最大限度地邻近于电介质膜400的周边而设置。具体地，修改的冷却通道的外部第一冷却通道503’距离电介质膜400的周边大约1mm或更少，如图5中所示。设置外部第一冷却通道503’的位置是晶片100上基本不形成器件的部分，即对应于距晶片的周边大约3mm宽度的部分。外部第一冷却通道503’被设置在上面提到的部分，即边缘排除部分，从而更有效地实现温度控制。
图15是截面图，示意性地示出根据本发明的优选实施例的卡盘座。图16是平面图，示意性地示出形成在根据本发明的优选实施例的卡盘座处的冷却通道的平面形状；以及图17是沿图2的线A-A’取的截面图，示出形成在根据本发明的优选实施例的卡盘座处的冷却通道的平面形状。
参见图15，根据本发明的优选实施例的卡盘座600设置在卡盘700的后表面处，其安装在半导体器件制造过程中使用的室设备，例如等离子体干蚀刻设备的处理室中。卡盘700可以是静电卡盘。具体地，卡盘700设置在卡盘座600上，包括由铝氧化物(Al2O3)制造的薄膜和在该薄膜下设置的用于产生静电力的电极。替换地，卡盘700可以通过螺栓-螺母接合固定地安装在卡盘座600上。
定位在卡盘700上的半导体晶片800的温度在过程的进程中可能会增加，并且因此卡盘700的温度可能会增加。这样的温度增加大大地影响该过程，并且作为结果可能导致非所需的缺陷，如不一致的关键尺寸。因此，需要用于对温度增加进行控制或补偿以保持晶片800或卡盘700的恒定温度的冷却单元。
本发明的优选实施例提供形成在卡盘座600处的充当冷却单元的冷却通道。
参见图7和8，根据本发明优选实施例的卡盘座600包括用于支撑卡盘700的座体(见图15)。在与卡盘700的后表面相对的卡盘座600座体的上表面601之下的座体中提供冷却通道610。冷却通道610不邻近卡盘座600的下表面603而是邻近卡盘座600的上表面601提供的原因在于要更有效地向卡盘700传热。结果卡盘700被更有效地冷却，并且因此定位在卡盘700上的半导体晶片被更有效地冷却。
可以通过在卡盘座600的座体的上表面601处形成槽并且在该槽上放置盖部分619使该槽被盖部分619覆盖而形成冷却通道610。该盖部分619被放置在该槽上，然后通过焊接被固定到卡盘座600的座体的上表面。结果，该槽被密封，并且因此防止制冷剂例如去除矿物质的水流出冷却通道610或流到卡盘座600上。
冷却通道610被设置在卡盘座的宽阔区域之上使得卡盘700的整个区域以及半导体晶片800的整个区域可以通过冷却通道610被有效并且均匀地冷却。具体地，冷却通道610以弯曲的形状形成在卡盘座600的上表面601之下使得冷却通道610在卡盘座的宽阔区域之上延伸。
例如，冷却通道610包括弯曲的部分即十字形部分611，其从卡盘座600的上表面601的中心以十字的形状向外延伸，如图16中所示。十字形部分611是以十字的形状弯曲的冷却通道610的部分。另外，冷却通道610包括圆形部分615，其以围绕十字形部分611的圆的形状而形成。圆形部分615连接到十字形部分611，使得圆形部分615与十字形部分611相通。
用于允许制冷剂通过其而引入到冷却通道610的出入口(inlet andoutlet port)617被形成为使得出入口617彼此相对。具体地，出入口617之一被设置在十字形部分611的一端处，并且因此，冷却通道610从设置在十字形部分611的所述端的出入口617处开始。另外，另一出入口617设置在圆形部分615的一端处，并且因此，冷却通道610在设置在圆形部分615的所述端的出入口617处结束。结果，冷却通道610从设置在十字形部分611的所述端的出入口617处开始延伸到设置在圆形部分615的所述端的出入口617。冷却通道610还可以包括设置在十字形部分611的另一端和圆形部分615的另一端之间的连接部分613，用于连接十字形部分611和圆形部分615。此时，优选地是两个出入口617彼此相对同时连接部分613设置在两个出入口617之间。
冷却通道610的圆形部分615以圆形沿着卡盘座的周边设置，而冷却通道610的十字形部分611设置在圆形部分615内部。卡盘座600一般提供有多个通孔621和625。例如，用于在卡盘700上定位半导体晶片800或从卡盘700移除半导体晶片800的提升针(未示出)通过卡盘座600和卡盘700支撑半导体晶片800。结果，第一通孔621形成在卡盘座600处使得提升针可以分别插入通过第一通孔621。
第一通孔621的数量对应于提升针的数量。在所示的本发明实施例中，提升针的数量是四个使得半导体晶片800可以稳定地定位在卡盘座上，并且因此，四个第一通孔121被如图2中所示而设置。
要求冷却通道110不在第一通孔121上延续而是冷却通道110在卡盘座的宽阔区域上延伸。结果，第一通孔121被设置在冷却通道110的十字形部分111和圆形部分115之间，并且因此冷却通道110的十字形部分111被弯曲使得十字形部分111围绕第一通孔121延伸。
当卡盘700是图15中所示的静电卡盘时，卡盘座600的座体提供有用于供给电功率到电极的第二通孔625，该电极产生静电力。由于提供第二通孔625用于供给电功率到电极，要求冷却通道610不在第二通孔625上延续。结果，冷却通道610被弯曲使得冷却通道610围绕第二通孔625延伸。具体地，冷却通道610被弯曲成十字形状使得第二通孔625设置在冷却通道610的十字形部分611内部，如图16中所示。
除冷却通道610之外，用于卡盘座600和卡盘700之间的连接例如螺栓-螺母连接的多种结构如螺母型槽可以提供在卡盘座600的上表面601处。另外，用于卡盘座600和室之间的连接的多种结构如螺母型槽可以提供在卡盘座600的下表面603处。另外，卡盘座600可以在其上表面601的中心部分处提供有氦供给孔，用于供给氦(He)到晶片800的后表面。
如从上面的描述明显的，作为制冷剂的氦通过其流动的冷却通道被设置在根据本发明的对应于晶片的边缘部分的静电卡盘处。结果本发明具有更有效地控制晶片的边缘部分的温度的效果当执行干蚀刻过程时，晶片的边缘部分的温度偏差比在晶片的中心部分处大。但是，根据本发明，这样的温度偏差被补偿，并且因此有效防止了温度偏差的发生。
在本发明的优选实施例中，电介质膜通过附着和压缩电介质片而形成。结果有可能以具有优良电介质特性的电介质材料形成电介质片，并且因此实现更优良的电介质特性。另外，有可能均匀地减少电极和晶片之间的第二电介质片部分的厚度。因此，尽管低直流电压(V)施加到电极，也可以充分产生静电吸附力。结果，本发明具有防止静电卡盘或晶片由于起弧被损坏的效果，显著增加静电卡盘的服务寿命，并且可观地增加晶片的产率。
在根据本发明的卡盘座中，冷却通道设置在卡盘座的上表面下，而冷却通道被弯曲使得冷却通道在卡盘座的宽阔区域上延伸。结果，设置在卡盘座上的卡盘的整个区域被更有效地并且均匀地冷却，并且因此，定位在卡盘上的晶片的整个区域被更有效地并且均匀地冷却。结果，本发明具有有效防止在晶片或卡盘处发生温度偏差、并且保持晶片或卡盘的恒定温度的效果。尤其，冷却通道包括十字形部分和围绕该十字形部分设置的圆形部分，并且因此在卡盘或晶片的整个区域上实现更均匀的温度控制。
工业可应用性本发明应用于使用具有用于支撑晶片的静电卡盘和该静电卡盘下设置的卡盘座的反应室的工业领域。
权利要求
1.一种静电卡盘包括卡盘座，用于支撑晶片；电介质膜，安装在所述卡盘座上，所述电介质膜具有电极，用于提供直流电压以提供固定所述晶片所必需的静电力，所述电极设置在所述电介质膜中；以及冷却通道，用于向所述电介质膜提供制冷剂以控制所述晶片的温度，所述冷却通道包括至少两个第一冷却通道部分，形成在对应于所述晶片的边缘部分的所述电介质膜的表面处，使得所述第一冷却通道部分形成同心圆；第二冷却通道部分，形成在所述电介质膜的表面处使得所述第一冷却通道部分通过所述第二冷却通道部分彼此连接；第一贯穿通道，穿过所述电介质膜而形成，用于将所述制冷剂提供到所述第一和第二冷却通道部分；以及第二贯穿通道，穿过所述电介质膜的中心而形成，用于将所述制冷剂提供到所述晶片的中心。
2.如权利要求1的卡盘，其中所述电介质膜是电介质片，包括其间设置所述电极的堆叠的电介质片部分，所述电介质片附着到所述卡盘座同时被压缩。
3.如权利要求1的卡盘，其中邻近所述电介质膜的中心的所述第一冷却通道部分的内部部分设置在对应于距所述电介质膜的周边最多不超过晶片直径1/4的距离内。
4.如权利要求1的卡盘，其中所述第二冷却通道部分的数量是八个，以及数量等于所述第二冷却通道部分数量的所述第一贯穿通道被分别邻近所述第二冷却通道部分与所述第一冷却通道部分的外部部分之间的连接连接到第二冷却通道部分。
5.一种卡盘座，包括座体，用于支撑其上定位晶片的卡盘；以及冷却通道，用于冷却所述卡盘，所述冷却通道包括弯曲部分，其在卡盘座的表面下从卡盘座的中心向外延伸，所述弯曲部分与所述卡盘相对，呈十字形状；以及圆形部分，连接到所述弯曲部分，该圆形部分形成为围绕所述十字形部分的圆形。
6.如权利要求5的座，还包括连接部分，设置在所述十字形部分的一端以及所述圆形部分的一端之间，用于连接该十字形部分和该圆形部分，从而所述冷却通道在十字形部分的另一端开始，而在圆形部分的另一端结束。
7.如权利要求5的座，其中所述座体提供有四个第一通孔，将所述晶片定位在所述卡盘上的提升针插入穿过所述第一通孔，以及所述冷却通道被弯曲使得所述四个第一通孔被设置在所述十字形部分和所述圆形部分之间，且所述十字形部分围绕所述第一通孔延伸。
8.如权利要求5的座，其中所述座体提供有第二通孔，用于将产生静电力所必需的电功率提供给卡盘，以及所述冷却通道被弯曲使得所述十字形部分围绕所述第二通孔的内部部分而延伸。
全文摘要
在此公开一种静电卡盘，具有在其表面处形成的冷却通道。静电卡盘包括卡盘座，用于支撑晶片；安装在卡盘座上的电介质膜，其具有电极，用于供给直流电压以提供固定晶片所必需的静电力，所述电极设置在电介质膜中；以及冷却通道，用于向电介质膜提供制冷剂以控制晶片的温度。所述冷却通道包括至少两个第一冷却通道部分，形成在对应于晶片边缘部分的电介质膜的表面处使得第一冷却通道部分形成同心圆，第二冷却通道部分形成在电介质膜的表面处使得第一冷却通道部分通过第二冷却通道部分彼此连接，第一贯穿通道，贯通电介质膜而形成，用于将制冷剂提供到第一和第二冷却通道部分，以及第二贯穿通道，贯通电介质膜的中心而形成，用于将制冷剂提供到晶片的中心。
文档编号H01L21/00GK1898782SQ200480038585
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者朴熙龙, 金珍泰, 李圭夏, 朴宽泰, 吴尚瑛, 张辉坤 申请人:自适应等离子体技术公司