[发明专利]晶片保持器和温度调节装置和制造晶片的方法

说明书

本申请是申请日为2012年8月28日、申请号为201280042393.1、发明名称为“晶片保持器和温度调节装置和制造晶片的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明针对于晶片保持器和温度调节布置，贯穿本说明书也被称作“卡盘/夹盘（chuck）布置”，以及使用这样的夹盘布置来制造涂布晶片的方法。

背景技术

在真空加工腔室中加工期间用来定位和保持硅晶片并且在这种加工期间进行温度调节的夹盘布置是众所周知的。由此，真空加工可包括物理气相淀积工艺和/或化学气相淀积工艺以便在晶片上执行层淀积，可在晶片上或对晶片进行蚀刻，可加热或冷却晶片。

由此，晶片通常通过静电力或固持重量环而保持在夹盘布置上，固持重量环搁置在正被加工的晶片的外围上、并且通过重量而对于晶片朝向夹盘布置的晶片载体表面上进行偏压。

取决于在真空加工腔室中建立的真空压力，从夹盘布置到晶片或从晶片到夹盘布置的传热主要通过辐射来进行。众所周知在夹盘布置的载体表面与安放于所提到的表面上的晶片表面之间建立/形成气垫，气垫相对于晶片周围的加工气氛的真空压力而言处于增加的压力以便向所提到的辐射传热添加热传导传热。

在制造和销售由OC Oerlikon Balzers策划的CLN 300 真空加工的情形下，一种旋转夹盘布置已变得为人所知，其具有将借助于图1加以解释的结构。此图示意性地并且高度简化地示出了这样的现有技术旋转夹盘布置的结构。所提到的旋转夹盘布置的主要功能是允许使用具有多个目标的溅射源。夹盘布置和因此定位于并且保持于这种布置上的晶片的旋转确保了所形成的层是均一的。

晶片保持器和温度调节布置1（也被称作夹盘布置1）包括待安装于具有加工空间P的真空加工腔室的壁5上的基座布置3。基座布置3具有朝向加工空间P的突伸肋状物7图案，突伸肋状物7绕总夹盘布置1的中心轴线A同心。在基座布置3内设有同样关于轴线A同心的加热器隔室9，其为环形腔室，其中，安装并且操作四个加热器灯管11。加热器灯管11各自不同地位于加热器隔室9中，具有离轴线A不同的间距和关于从轴线A至加热器隔室9的圆形外围壁的径向方向r不同的角取向。

在操作中，加热器隔室9和因此加热器灯管11在加工腔室内的真空中。突伸肋状物7的同心图案匹配着加工于金属圆形晶片载板15的表面上的相应圆形凹槽13的图案。利用所提到的肋状物7和凹槽13的图案，用来在基座布置3与金属圆形晶片载板15之间传热的有效表面加倍。此外，基座布置3以及金属圆形晶片载板15被涂布特殊黑色涂层，其吸收热辐射，即红外辐射。

金属圆形晶片载板15由操作性地连接到伺服马达19的驱动轴杆17来驱动。与轴线A同轴的驱动轴杆17和金属圆形晶片载板15是与基座布置3以及与真空加工腔室的壁5电隔离的，并且可因此（未图示）以任何所希望的电偏压信号来操作。

驱动轴杆17还包括同轴的气体进给管线21，其一方面操作性地连接到气体源布置23并且其另一方面在气体出口和气体分流系统26中与气体分布凹槽28抵接，气体分布凹槽28设置于金属圆形晶片载板15的基本上平面表面25中，在操作中，待加工的晶片27位于该金属圆形晶片载体15的基本上平面表面25上。晶片27利用重量环29固持于金属圆形晶片载板15上，重量环29通过其适当重量使晶片27朝向金属圆形晶片载板15的所提到的表面25并且在该表面25上偏压。利用气体进给系统21、23，气体出口26和在所提到的表面25中的气体分布凹槽28，在操作中，以大于加工空间P中的操作真空压力的压力而形成垫衬气垫，该垫衬气垫（back gas cushion）改进了从金属圆形晶片载板15朝向晶片27、或从晶片27开始的通过热传导的传热。

基座布置3还包括冷却系统31的管路，冷却系统31的管路被设想到使液体冷却介质在基座布置3中流动。在从加热器隔室9或从具有管路的冷却系统31向或自晶片27之间的传热在介于基座布置3与金属圆形晶片载板15之间的实心材料表面界面上，以及在垫衬气垫上从板15向或自晶片27进行。由此，特别地基座布置3的热惯性（thermical inertia）显著地造成反应时间，其为晶片27的温度对施加到基座布置上的加热或冷却步骤做出反应的时间。取决于晶片27的直径，能允许实现加热器灯管11中的两个或四个。加热器灯管11在加热器隔室9内的个别位置被优化以在一旦实现了晶片27的热稳定的情况下得到沿着晶片27的均匀温度分布，晶片27如图1以w所示随着金属圆形晶片载板15和重量环29一起旋转。