一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘的制作方法

本发明涉及静电吸盘设计领域，特别是涉及一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘。

背景技术：

1、一般而言，半导体元件及显示元件利用将包括电介质层及金属层的多个薄膜层依次层叠于玻璃基座、柔性基座或半导体晶片基座上后进行图案化的方式制造。这些薄膜层通过化学气相沉积(chemicalvapordeposition：cvd)工序或物理气相沉积(physicalvapordeposition：pvd)工序而在基座上依次沉积。

2、在用于执行这些半导体工序的腔室装置中，配置有用于支撑诸如玻璃基座、柔性基座及半导体晶片基座等多样基座，特别是利用静电力而使相应基座固定的静电吸盘(electro static chuck：esc)。通常而言，静电吸盘由基座与在所述基座上部配置的静电吸盘板(静电吸盘结构物)构成。其中，静电吸盘板作为执行静电吸盘功能的多层结构物，包括绝缘层、所述绝缘层上的电极层、所述电极层上的电介质层。另外，静电吸盘具备用于利用外部的冷却气体(例如氦气(he))而使腔室内部的基座均一冷却的冷却结构。

3、以往的静电吸盘，连接于外部流路图案的第一冷却气体孔只有一个，位于相应图案的外侧边缘区域，由于这种问题，必然发生向基座释放的冷却气体不均匀的问题。例如，发生从位于距第一冷却气体孔较远处的第二冷却气体孔释放的冷却气体的密度相对较低地形成，从位于距第一冷却气体孔较近处的第二冷却气体孔释放的冷却气体的密度相对较高地形成的问题。

4、另外，腔室内部存在的等离子体状态的工序气体贯通在静电吸盘板形成的多个第二冷却气体孔而与基座的金属物质反应，从而存在在所述多个第二冷却气体孔周边部频繁发生等离子体放电现象(或电弧现象)的问题。

5、如此，具有连接于外部流路图案的第一冷却气体孔的非对称配置结构与多个第二冷却气体孔周边的非绝缘结构的以往静电吸盘，导致向基座排出的冷却气体密度不均一，因而导致诸如等离子体放电、pr燃烧(burning)及蚀刻不净(under etching)等的多样半导体工序上的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，能够提高静电吸盘的冷却效果。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，包括静电吸盘主体、导热腔体和基座，所述静电吸盘主体包括在第一区域形成的多个第一冷却气体孔、在第二区域形成的多个第二冷却气体孔；所述基座具备与所述多个第一冷却气体孔连接的第一流路图案、与所述多个第二冷却气体孔连接的第二流路图案、变更注入所述第一流路图案的冷却气体的流入口位置的流入口移动图案；所述导热腔体内设置有和所述第一冷却气体孔相同数量的第三冷却气体孔，及和所述第二冷却气体孔相同数量的第四冷却气体孔。

4、可选地，所述导热腔体还包括腔体和导热介质，所述第三冷却气体孔、所述第四冷却气体孔和所述导热介质设置在所述腔体内，所述第三冷却气体孔和所述第一冷却气体孔连通，所述第四冷却气体孔和所述第二冷却气体孔连通。

5、可选地，所述第一区域为所述静电吸盘板上面中的外部区域，所述第二区域为所述静电吸盘板上面中的内部区域。

6、可选地，所述基座包括：形成有所述流入口移动图案的第一金属层、形成有所述第一流路图案的第二金属层、及形成有所述第二流路图案形成的第三金属层。

7、可选地，所述流入口移动图案形成得以一条直线从所述第一金属层的外部区域的一个地点延长至内部区域的一个地点。

8、可选地，所述第一流路图案使从所述第二金属层的内部区域流入的冷却气体向相应金属层的外部区域水平移动。

9、可选地，所述第一流路图案形成得以放射状从配置于所述第二金属层的内部区域的冷却气体孔延长至相应金属层的外部区域。

10、可选地，所述静电吸盘主体包括绝缘层、电极层、电介质层和工作面，所述绝缘层位于所述基座的上方，所述电极层位于所述绝缘层的上方，所述电介质层位于所述电极层的上方，所述工作面位于所述电介质层的上方，所述工作面用于吸附晶圆，所述工作面选用介电常数高的材质，且为相对于静电吸附的晶圆不会成为杂质。

11、可选地，所述基座为散热基座，所述散热基座主要用于吸盘主体的冷却降温，采用高导热系数的金属材料。

12、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

13、本发明提供一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，该静电吸盘包括静电吸盘主体、导热腔体和基座，静电吸盘主体包括在第一区域形成的多个第一冷却气体孔、在第二区域形成的多个第二冷却气体孔；基座具备与多个第一冷却气体孔连接的第一流路图案、与多个第二冷却气体孔连接的第二流路图案、变更注入第一流路图案的冷却气体的流入口位置的流入口移动图案；导热腔体内设置有和第一冷却气体孔相同数量的第三冷却气体孔，及和第二冷却气体孔相同数量的第四冷却气体孔。本发明通过设置多个第一冷却气体孔、第二冷却气体孔、第三冷却气体孔和第四冷却气体孔以及导热介质，提高了静电吸盘的冷却性。

技术特征：

1.一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，包括静电吸盘主体、导热腔体和基座，所述静电吸盘主体包括在第一区域形成的多个第一冷却气体孔、在第二区域形成的多个第二冷却气体孔；所述基座具备与所述多个第一冷却气体孔连接的第一流路图案、与所述多个第二冷却气体孔连接的第二流路图案、变更注入所述第一流路图案的冷却气体的流入口位置的流入口移动图案；所述导热腔体内设置有和所述第一冷却气体孔相同数量的第三冷却气体孔，及和所述第二冷却气体孔相同数量的第四冷却气体孔。

2.根据权利要求1所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述导热腔体还包括腔体和导热介质，所述第三冷却气体孔、所述第四冷却气体孔和所述导热介质设置在所述腔体内，所述第三冷却气体孔和所述第一冷却气体孔连通，所述第四冷却气体孔和所述第二冷却气体孔连通。

3.根据权利要求1所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述第一区域为所述静电吸盘板上面中的外部区域，所述第二区域为所述静电吸盘板上面中的内部区域。

4.根据权利要求3所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述基座包括：形成有所述流入口移动图案的第一金属层、形成有所述第一流路图案的第二金属层、及形成有所述第二流路图案形成的第三金属层。

5.根据权利要求4所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述流入口移动图案形成得以一条直线从所述第一金属层的外部区域的一个地点延长至内部区域的一个地点。

6.根据权利要求4所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述第一流路图案使从所述第二金属层的内部区域流入的冷却气体向相应金属层的外部区域水平移动。

7.根据权利要求4所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述第一流路图案形成得以放射状从配置于所述第二金属层的内部区域的冷却气体孔延长至相应金属层的外部区域。

8.根据权利要求1所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述静电吸盘主体包括绝缘层、电极层、电介质层和工作面，所述绝缘层位于所述基座的上方，所述电极层位于所述绝缘层的上方，所述电介质层位于所述电极层的上方，所述工作面位于所述电介质层的上方，所述工作面用于吸附晶圆，所述工作面选用介电常数高的材质，且为相对于静电吸附的晶圆不会成为杂质。

9.根据权利要求1所述的具有冷却结构的氮化硅静电吸盘，其特征在于，所述基座为散热基座，所述散热基座主要用于吸盘主体的冷却降温，采用高导热系数的金属材料。

技术总结
本发明涉及一种具有冷却结构的氮化硅静电吸盘。该静电吸盘包括静电吸盘主体、导热腔体和基座，静电吸盘主体包括在第一区域形成的多个第一冷却气体孔、在第二区域形成的多个第二冷却气体孔；基座具备与多个第一冷却气体孔连接的第一流路图案、与多个第二冷却气体孔连接的第二流路图案、变更注入第一流路图案的冷却气体的流入口位置的流入口移动图案；导热腔体内设置有和第一冷却气体孔相同数量的第三冷却气体孔，及和第二冷却气体孔相同数量的第四冷却气体孔。本发明通过设置多个第一冷却气体孔、第二冷却气体孔、第三冷却气体孔和第四冷却气体孔以及导热介质，提高了静电吸盘的冷却性。

技术研发人员：朱福林,曾小锋,钱利洪,谭庆文,汤娜
受保护的技术使用者：衡阳凯新特种材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16