[发明专利]静电吸盘、真空处理装置及供气方法

说明书

本发明提供一种静电吸盘、真空处理装置及供气方法，静电吸盘包括本体、冷却通道及隔离部。本体具有相对的第一表面和第二表面；第一表面被限定出多个冷却区域，其中一冷却区域位于第一表面的中心。冷却通道贯穿第一表面和第二表面且分布于各个冷却区域，冷却气体从第二表面进入冷却通道并穿过第一表面。隔离部自第一表面凸出设置，各个冷却区域通过隔离部隔离，冷却气体在各个冷却区域内流动，其中，位于第一表面的中心的冷却区域内的冷却气体的流量大于其他冷却区域内的冷却气体的流量。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及真空镀膜工艺使用的静电吸盘、真空处理装置及供气方法。

背景技术

在半导体制造过程中，可通过真空镀膜工艺在晶片的表面形成薄膜。例如，通过物理气相沉积工艺(PVD，Physical Vapor Deposition)，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在晶片上，从而形成薄膜。现有的物理气相沉积工艺包括磁控溅射，具体的，在真空环境下，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在晶片上形成薄膜。

图1示出了一种现有的PVD真空沉积装置，其包括真空处理室1、靶材2及静电吸盘(ESC，electrostatic chuck)3。靶材2和静电吸盘3置于真空处理室1内，晶片100吸附并支撑于静电吸盘3上，真空处理室1内通入惰性气体，例如氩气(Ar)，被离化的氩气离子对靶材2进行轰击，致使靶材2以离子的形式被弹出并沉积在晶片上形成薄膜。如图2所示，靶材原子受到Ar离子的轰击而被溅射，其分布服从余弦定理，即，垂直方向靶材溅射原子的密度最大，朝外周方向逐渐减小。晶片表面因受到溅射原子的轰击而产生累温，晶片中间部位因溅射原子浓度较高，而表现出温度较高，而晶片边缘部位因溅射原子浓度较低，往往温度较中心偏低。图3示意性的示出了晶片表面温度分布，自中间至外周的区域A、B、C内，晶片表面温度依次是250℃、240℃与230℃。由此，导致晶片表面温度不均匀，使得出现晶片缺陷，例如，由于温度累积效应引起薄膜的晶须(whisker)，且此缺陷倾向于聚集于晶片中心。

现有技术公开了一种静电吸盘，其具有多个气体管路，其内部通入气体，从而对晶片表面冷却。尽管上述现有的静电吸盘具有将晶片表面的热量移除的功能，但是并未考虑到溅射原子的分布的不均匀性，因此无法很好地维持晶片表面温度的均匀性。

因此，如何对现有的静电吸盘进行改进，以提高晶片表面温度的均匀性，减少由于温度不均导致的晶片缺陷，成为真空镀膜工艺亟待解决的技术难点。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种静电吸盘、真空处理装置及供气方法，以提高晶片表面温度的均匀性，提高晶片良率。

为达成上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种静电吸盘，包括本体、冷却通道及隔离部。本体具有相对的第一表面和第二表面；第一表面被限定出多个冷却区域，其中一冷却区域位于第一表面的中心。冷却通道贯穿第一表面和第二表面且分布于各个冷却区域，冷却气体从第二表面进入冷却通道并穿过第一表面。隔离部自第一表面凸出设置，各个冷却区域通过隔离部隔离，冷却气体在各个冷却区域内流动，其中，位于第一表面的中心的冷却区域内的冷却气体的流量大于其他冷却区域内的冷却气体的流量。

根据本发明的另一方面，提供一种真空处理装置，包括真空处理室和上述的静电吸盘，所述静电吸盘位于真空处理室内，用于放置晶片，各隔离部的顶部与晶片的下表面接触，本体的第一表面与晶片之间存在间隙。

根据本发明的又一方面，提供一种供气方法，其应用上述的真空处理装置对晶片进行处理，供气方法包括：

将晶片放置于静电吸盘上，各隔离部的顶部与晶片的下表面接触；

向真空处理室内提供工艺气体，以对晶片进行反应处理；