專(zhuān)利名稱(chēng)：防止電弧產(chǎn)生的靜電卡盤(pán)的制作方法
本申請(qǐng)要求2001年9月5日申請(qǐng)的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2001-54434號(hào)的權(quán)益，于是為了實(shí)現(xiàn)所有目的通過(guò)引用將其結(jié)合進(jìn)來(lái)，就象此處對(duì)其作了完整闡述一樣。


圖1是傳統(tǒng)靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖。
在圖1中，在金屬板10上設(shè)有介電層20，在介電層20中插有內(nèi)電極25。例如，如果將聚酰亞胺層設(shè)置在銅電極上，聚酰亞胺層和銅電極就分別變成介電層20和內(nèi)電極25。晶片30被加載在介電層20上。將處理艙的側(cè)壁50接地。在將晶片30加載到介電層20上并將工藝氣體注入到處理艙中后，通過(guò)另外的等離子體電極(未示出)施加第一RF功率。結(jié)果，在處理艙內(nèi)產(chǎn)生等離子體40。等離子體40起連接處理艙側(cè)壁50和晶片30的導(dǎo)體的作用。在此，如果向內(nèi)電極25施加負(fù)電壓，就會(huì)產(chǎn)生使晶片30和金屬板10與插入它們中間的介電層20彼此吸引的夾緊力。于是，將晶片30夾持到介電層20上。從第一RF功率的同一電源或從另外電源向金屬板10施加第二RF功率，以便使等離子體的正離子由于自偏壓而以較高動(dòng)量與晶片20發(fā)生碰撞。特別是，理想的是向諸如活性離子刻蝕(RIE)的等離子體刻蝕過(guò)程施加第二RF功率。此外，將晶片30夾持到介電層20上的夾緊力由于自偏壓而增大。
在等離子體刻蝕過(guò)程中，因?yàn)榫?0由于離子碰撞而受熱，因此設(shè)置了穿過(guò)金屬板10和介電層20的冷卻氣體注入孔15，用以對(duì)晶片30進(jìn)行冷卻。通常，通過(guò)注入孔15供應(yīng)氦氣(He)，該氣體通過(guò)介電層20上形成的溝槽(未示出)散布到介電層20的整個(gè)表面上。由于晶片30是被加載到介電層2上的，因此供應(yīng)的冷卻氣體不會(huì)漏出介電層20。此外，還設(shè)置了穿過(guò)金屬板10和介電層20的起模針孔17，可通過(guò)起模針17在起模針孔17內(nèi)的上下移動(dòng)促進(jìn)晶片30脫模。
在傳統(tǒng)靜電卡盤(pán)中，當(dāng)向金屬板10施加RF功率時(shí)，會(huì)在起模針孔17的一端“A”和注射孔15的一端“B”處產(chǎn)生電弧。特別是，因?yàn)槠鹉ａ?7的直徑比注射孔15的長(zhǎng)，因此對(duì)起模針17來(lái)說(shuō)更容易產(chǎn)生電弧。即使在晶片30已被卡到介電層20上時(shí)，通過(guò)注射孔15供應(yīng)的諸如He氣的冷卻氣體也會(huì)流到起模針孔17，從而在起模針孔17的末端產(chǎn)生電弧。如果處于起模針孔17末端附近的諸如He氣的冷卻氣體由于晶片30溫度的局部升高而受熱，晶片30和靜電卡盤(pán)就會(huì)因起模針孔17處產(chǎn)生的等離子體放電而受損。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供這樣一種靜電卡盤(pán)，其中通過(guò)避免冷卻氣體注入孔和起模針孔處產(chǎn)生電弧，從而減少對(duì)晶片的損害，并延長(zhǎng)靜電卡盤(pán)的壽命。
在下面的描述中將闡述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)這些描述能夠使它們?cè)谝欢ǔ潭壬细宄?，或可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)認(rèn)識(shí)它們。通過(guò)說(shuō)明書(shū)及其權(quán)利要求以及附圖具體指出的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)和獲得本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。
正如所暗含和大體描述的，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些和那些優(yōu)點(diǎn)，依照本發(fā)明目的的靜電卡盤(pán)包括金屬板，位于金屬板上的介電層，介電層和金屬板具有起模針孔和冷卻氣體注入孔；通過(guò)起模針孔上下移動(dòng)的起模針；位于起模針孔內(nèi)表面上的第一保護(hù)絕緣體；以及位于注入孔內(nèi)表面上的第二保護(hù)絕緣體。
在靜電卡盤(pán)中，起模針孔和注入孔豎直地穿過(guò)金屬板和介電層。第一和第二保護(hù)絕緣體可以是包括氮化鋁(AlN)和氧化鋁(Al2O3)中之一的陶瓷。另外，第一和第二保護(hù)絕緣體可僅布置在金屬板上，它們通過(guò)陽(yáng)極化過(guò)程形成。向金屬板施加射頻(RF)功率和負(fù)直流(DC)電壓。靜電卡盤(pán)還包括位于介電層中的內(nèi)電極。可將RF功率施加給金屬板，而將負(fù)DC電壓施加給內(nèi)電極。要不然，將負(fù)DC電壓施加給金屬板，而將RF功率施加給內(nèi)電極。靜電卡盤(pán)還包括圍繞金屬板的絕緣體和位于金屬板與絕緣體之間的第三保護(hù)絕緣體。
要理解的是，前面的大概描述和下面的詳細(xì)描述都是示范性和說(shuō)明性的，其試圖提供對(duì)權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明。
在附圖中圖1是表示傳統(tǒng)靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖；圖2是依照本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例的靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖；圖3是依照本發(fā)明的另一說(shuō)明性實(shí)施例的靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖2是依照本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例的靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖。由于圖2的靜電卡盤(pán)與圖1的類(lèi)似，因此利用相同數(shù)字表示相同部件，同時(shí)省略重復(fù)描述。
在圖2中，由于在冷卻氣體的注入孔15和起模針孔17的內(nèi)表面上設(shè)置了第一和第二保護(hù)絕緣體16和18，因此能夠避免在注射孔15和起模針孔17的內(nèi)部產(chǎn)生電弧。可通過(guò)涂覆過(guò)程或通過(guò)插入絕緣管來(lái)設(shè)置第一和第二保護(hù)絕緣體16和18。當(dāng)金屬板10由鋁(Al)制成時(shí)，第一和第二保護(hù)絕緣體16和18可通過(guò)陽(yáng)極化過(guò)程形成。如果利用諸如氮化鋁(AlN)或氧化鋁(Al2O3)的具有高介電常數(shù)的陶瓷作為第一和第二保護(hù)絕緣體16和18，由于能夠極大地減小RF功率產(chǎn)生的電場(chǎng)，因此就能有效地避免電弧的產(chǎn)生。
在該說(shuō)明性實(shí)施例中，將射頻(RF)功率施加給金屬板10，而將負(fù)直流電壓施加給內(nèi)電極25。在另一說(shuō)明性實(shí)施例中，將負(fù)直流電壓施加給金屬板10，而將射頻(RF)功率施加給內(nèi)電極25。另外，可同時(shí)將RF功率和負(fù)DC電壓施加給金屬板10，而不是內(nèi)電極25。通過(guò)向金屬板10而不是另外的等離子體電極施加RF功率，從而將金屬板10用作等離子體電極。
圖3是依照本發(fā)明另一說(shuō)明性實(shí)施例的靜電卡盤(pán)的示意性剖視圖。
在圖3中，絕緣體70圍繞著金屬板10。如果在金屬板10與絕緣體70之間存在微小間隙，就會(huì)在金屬板10與絕緣體70之間產(chǎn)生電壓差。于是，就會(huì)產(chǎn)生微小等離子體電弧。為了避免產(chǎn)生該微小的等離子體電弧，優(yōu)選在金屬板10與絕緣體70之間形成第三保護(hù)絕緣體19。第三保護(hù)絕緣體19可通過(guò)噴涂法涂覆到金屬板10的外表面上。
因此，當(dāng)向靜電卡盤(pán)施加RF功率時(shí)，由于位于注入孔和起模針孔內(nèi)表面上的第一和第二保護(hù)絕緣體，能夠避免在冷卻氣體的注入孔和起模針孔內(nèi)產(chǎn)生電弧。從而，減小了對(duì)晶片的損害，同時(shí)延長(zhǎng)了靜電卡盤(pán)的壽命。即使在絕緣體圍繞著金屬板時(shí)，也能通過(guò)在金屬板與絕緣體之間涂覆第三保護(hù)絕緣體來(lái)獲得相同效果。
對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出各種改進(jìn)和變化，這不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。于是這意味著在所附加的權(quán)利要求和其等效范圍內(nèi)，本發(fā)明涵蓋了對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種靜電卡盤(pán)，其包括金屬板；位于金屬板上的介電層，介電層和金屬板具有起模針孔和冷卻氣體的注入孔；通過(guò)起模針孔上下移動(dòng)的起模針；位于起模針孔內(nèi)表面上的第一保護(hù)絕緣體；以及位于注入孔內(nèi)表面上的第二保護(hù)絕緣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，其中起模針孔和注入孔豎直地穿過(guò)金屬板和介電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，其中第一和第二保護(hù)絕緣體包括陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卡盤(pán)，其中陶瓷具有氮化鋁(AlN)和氧化鋁(Al2O3)中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，其中第一和第二保護(hù)絕緣體布置在金屬板內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡盤(pán)，其中第一和第二保護(hù)絕緣體是通過(guò)陽(yáng)極化過(guò)程形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，其中將向金屬板施加功率和電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的卡盤(pán)，其中功率具有射頻(RF)性質(zhì)，而電壓具有負(fù)直流性質(zhì)(DC)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，其還包括位于介電層內(nèi)的內(nèi)電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卡盤(pán)，其中向金屬板施加功率，向內(nèi)電極施加電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的卡盤(pán)，其中功率具有射頻(RF)性質(zhì)，而電壓具有負(fù)直流(DC)性質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卡盤(pán)，其中向金屬板施加電壓，向內(nèi)電極施加功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的卡盤(pán)，其中電壓具有負(fù)直流(DC)性質(zhì)，而功率具有射頻(RF)性質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤(pán)，還包括圍繞著金屬板的絕緣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的卡盤(pán)，還包括位于金屬板與絕緣體之間的第三保護(hù)絕緣體。
全文摘要
一種靜電卡盤(pán)包括金屬板，位于金屬板上的介電層，介電層和金屬板具有起模針孔和冷卻氣體注入孔；通過(guò)起模針孔上下移動(dòng)的起模針；位于起模針孔內(nèi)表面上的第一保護(hù)絕緣體；以及位于注入孔內(nèi)表面上的第二保護(hù)絕緣體。
文檔編號(hào)H01L21/683GK1407613SQ0213224
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月5日
發(fā)明者權(quán)奇清, 邊洪植, 李承原, 金洪習(xí), 韓淳錫, 高富珍, 金禎植 申請(qǐng)人:周星工程有限公司