專利名稱：促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種通過控制靜電卡盤對晶片邊緣區(qū)域溫度和改善晶片邊緣處的射頻RF的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤。
背景技術(shù)：
晶片在刻蝕的整個過程中是被下電極系統(tǒng)中的靜電卡盤(ESC)吸附固定住的，并且向靜電卡盤通入射頻RF，這樣射頻RF會在晶片上形成DC bias(直流偏壓)。這樣促成等離子體對晶片的刻蝕反應(yīng)。同時，靜電卡盤會對晶片實現(xiàn)溫度控制，以促進晶片刻蝕的均勻性。靜電卡盤的上、下均為絕緣層，中部設(shè)有電極層。當(dāng)對電極層施加直流電壓時，就會在電極層和晶片上出現(xiàn)不同的電荷，從而在電極層和晶片之間產(chǎn)生庫侖引力，將晶片吸附在靜電卡盤表面。
圖1為現(xiàn)有的靜電卡盤結(jié)構(gòu)，包括靜電卡盤1和配合在盤1外面的石英或陶瓷材料的聚焦環(huán)4，其中靜電卡盤1上設(shè)有與其一體的凸臺，聚焦環(huán)4的內(nèi)側(cè)設(shè)有與其一體的凸環(huán)7，該凸環(huán)7的內(nèi)側(cè)表面與凸臺的外圓周面相配合。其中由于靜電卡盤1的表面材料為陽極氧化鋁或者是AL2O3、ALN陶瓷，這些材料不耐等離子的轟擊，故通常靜電卡盤的凸臺直徑小于晶片的直徑。聚焦環(huán)4的作用也在于保護靜電卡盤。使用時，將待刻蝕的晶片3放置在靜電卡盤1的凸臺上。當(dāng)晶片3被靜電卡盤1吸附住，反應(yīng)腔室產(chǎn)生等離子體2，通過向下電極輸入射頻RF6，以便促成等離子體2對晶片3刻蝕反應(yīng)。在刻蝕反應(yīng)過程中，該傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的的靜電卡盤對晶片兩方面的不利的影響(1)靜電卡盤1的邊緣區(qū)域與聚焦環(huán)4的凸環(huán)接觸，影響了靜電卡盤對晶片邊緣的熱傳導(dǎo)，難以控制晶片邊緣的溫度，間接影響了等離子體對晶片的刻蝕速率。
(2)由于在靜電卡盤邊緣處a區(qū)域形成臺階，造成了靜電卡盤與晶片的邊緣區(qū)域之間的電容值相對于晶片與靜電卡盤充分接觸的部位是降低的，增大了阻抗。這樣射頻RF耦合到晶片邊緣的能量與中心部分耦合的能量相比，有所減小，造成了等離子體刻蝕的不均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過控制靜電卡盤對晶片邊緣區(qū)域溫度和改善晶片邊緣處的射頻RF的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤。
(二)技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，包括靜電卡盤和配合在靜電卡盤外圓周的聚焦環(huán)，聚焦環(huán)上設(shè)有與其一體的凸環(huán)。其中靜電卡盤的上表面的直徑大于待刻蝕的晶片的直徑；所述凸環(huán)的下表面與靜電卡盤的上表面相配合。
其中所述靜電卡盤的上表面的直徑大于待刻蝕的晶片的直徑0.5～5mm。
其中所述靜電卡盤的上絕緣層由Y2O3陶瓷材料制成。
其中所述Y2O3陶瓷的純度大于99％。
其中所述靜電卡盤的下絕緣層由AL2O3、ALN陶瓷或Y2O3陶瓷材料制成。
其中所述靜電卡盤的電極層的材料為鎢或鋁。
其中所述靜電卡盤的下絕緣層的厚度為0.2mm-1.5mm，電極層的厚度為0.01mm-0.06mm，上絕緣層的厚度為0.2-0.6mm。
(三)有益效果本發(fā)明的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤的優(yōu)點和積極效果在于本發(fā)明中，由于靜電卡盤上表面的直徑大于待刻蝕的晶片的直徑，所以待刻蝕的晶片的整體與于靜電卡盤接觸充分、均勻。靜電卡盤可以通過自身的熱量及氦氣背吹的方式對晶片邊緣進行有效的溫度控制，提高了晶片邊緣的溫度的可控性。從而靜電卡盤對待刻蝕的晶片的溫度等各項功能的控制也非常均勻。同時靜電卡盤和待刻蝕的晶片之間的阻抗更加穩(wěn)定，晶片上通過射頻RF形成的交流偏置(DC bias)更加均勻，產(chǎn)生更均勻的等離子體。


圖1是現(xiàn)有的靜電卡盤的剖視圖；圖2是本發(fā)明促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤的剖視圖；圖3是本發(fā)明的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤的局部放大剖視圖。
圖中1.靜電卡盤；2.等離子體；3.待刻蝕的晶片；4.聚焦環(huán) 6.射頻RF；7.凸環(huán)；11.上絕緣層；12.下絕緣層；13.電極層；14.基座。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，進一步詳細說明本發(fā)明促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤的具體實施方式
，但不用來限制本發(fā)明的保護范圍。
參見圖2。本發(fā)明的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，包括靜電卡盤1和配合在靜電卡盤1外圓周的聚焦環(huán)4，聚焦環(huán)4上設(shè)有與其一體的凸環(huán)7。其中靜電卡盤1上面沒有凸臺，為一平面，且其上表面的直徑大于待刻蝕的晶片3的直徑2mm，該范圍在0.5～5mm。之間均是可行的；所述凸環(huán)7的下表面與靜電卡盤1的上表面相配合，以起到保護靜電卡盤裸露部分的作用。本發(fā)明中，基本消除了如圖1中a區(qū)域所示的多個階梯結(jié)構(gòu)，改善了待刻蝕的晶片3與靜電卡盤1的接觸狀態(tài)，如b區(qū)域所示，從而提高了靜電卡盤1對待刻蝕的晶片3在溫度等因素的可控性，產(chǎn)生更均勻的等離子體。
參見圖3。本發(fā)明中的靜電卡盤1的結(jié)構(gòu)由基座14、上絕緣層11、下絕緣層12和位于上、下絕緣層之間的電極層13構(gòu)成。其中靜電卡盤1的上絕緣層11由純度大于99％的Y2O3陶瓷材料制成；下絕緣層12由AL2O3、材料制成，下絕緣層12的材料還可以是ALN陶瓷或Y2O3陶瓷材料；電極層13的材料為鎢或鋁。上絕緣層11的厚度為0.2-0.6mm，下絕緣層12的厚度為0.2mm-1.5mm，電極層13的厚度為0.01mm-0.06mm。
本發(fā)明中，采用分子力穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)致密的Y2O3作為靜電卡盤的表面絕緣材料，該材料相對AL2O3和ALN陶瓷在耐化學(xué)腐蝕、耐等離子體轟擊方面都有大的提高。
以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應(yīng)落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，包括靜電卡盤(1)和配合在靜電卡盤(1)外圓周的聚焦環(huán)(4)，聚焦環(huán)(4)上設(shè)有與其一體的凸環(huán)(7)，其特征在于靜電卡盤(1)的上表面的直徑大于待刻蝕的晶片(3)的直徑；所述凸環(huán)(7)的下表面與靜電卡盤(1)的上表面相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述靜電卡盤(1)的上表面的直徑大于待刻蝕的晶片(3)的直徑0.5～5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述靜電卡盤(1)的上絕緣層(11)由Y2O3陶瓷材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述Y2O3陶瓷的純度大于99％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述靜電卡盤(1)的下絕緣層(12)由AL2O3、ALN陶瓷或Y2O3陶瓷材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述靜電卡盤(1)的電極層(13)的材料為鎢或鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤，其特征在于所述靜電卡盤(1)的下絕緣層(12)的厚度為0.2mm-1.5mm，電極層(13)的厚度為0.01mm-0.06mm，上絕緣層(11)的厚度為0.2-0.6mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明促進晶片刻蝕均勻的靜電卡盤包括靜電卡盤和配合在靜電卡盤外圓周的聚焦環(huán)，聚焦環(huán)上設(shè)有與其一體的凸環(huán)。其中靜電卡盤的上表面的直徑大于待刻蝕的晶片的直徑；凸環(huán)的下表面與靜電卡盤的上表面相配合。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于所以待刻蝕的晶片的整體與于靜電卡盤接觸充分、均勻。靜電卡盤可以通過自身的熱量及氦氣背吹的方式對晶片邊緣進行有效的溫度控制，提高了晶片邊緣的溫度的可控性。從而靜電卡盤對待刻蝕的晶片的溫度等各項功能的控制也非常均勻。同時靜電卡盤和待刻蝕的晶片之間的阻抗更加穩(wěn)定，晶片上通過射頻RF形成的直流偏置(DC bias)更加均勻，產(chǎn)生更均勻的等離子體。
文檔編號H01L21/00GK1845307SQ20051013065
公開日2006年10月11日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者孫亞林 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司