用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備，包括用于承載晶片的卡盤本體，在卡盤本體內(nèi)設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的熱傳導(dǎo)氣體通孔，熱傳導(dǎo)氣體通過熱傳導(dǎo)氣體通孔到達(dá)晶片與卡盤本體之間的間隙內(nèi)；而且，在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有用于測量晶片溫度的熱電偶，且熱電偶的測量端與晶片借助熱傳導(dǎo)氣體在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)的壓力向熱電偶的測量端施加向上的作用力實現(xiàn)接觸。本發(fā)明提供的靜電卡盤不僅可以在正常工藝過程中直接檢測晶片的溫度，而且結(jié)構(gòu)簡單、容易加工且制造成本低。
【專利說明】用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造集成電路(IC)和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的工藝過程中，特別是在實施等離子刻蝕(ETCH)、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)等的工藝過程中，常使用靜電卡盤來固定、支撐及加熱晶片等被加工工件。
[0003]圖1為現(xiàn)有的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室10，在反應(yīng)腔室10內(nèi)設(shè)置有靜電卡盤。靜電卡盤包括用于承載晶片15的卡盤本體11，卡盤本體11采用AL2O3或ALN等陶瓷材料制成。在卡盤本體11內(nèi)設(shè)置有直流電極層12，直流電極層12與直流電源(圖中未示出)連接，當(dāng)直流電源向直流電極層12提供電能時，在直流電極層12與晶片15之間產(chǎn)生靜電引力，從而將晶片15固定在卡盤本體11的上表面。而且，在卡盤本體11內(nèi)設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的熱傳導(dǎo)氣體通孔，并在該熱傳導(dǎo)氣體通孔的下端串接有與之連通的熱傳導(dǎo)氣體輸送管13。熱傳導(dǎo)氣體輸送管13的相對于熱傳導(dǎo)氣體通孔的另一端與熱傳導(dǎo)氣體源連接，由熱傳導(dǎo)氣體源提供的氦氣等熱傳導(dǎo)氣體依次通過熱傳導(dǎo)氣體輸送管13和熱傳導(dǎo)氣體通孔到達(dá)晶片15與卡盤本體11之間的間隙內(nèi)，用以增加卡盤本體11與晶片15之間的熱量交換，從而對晶片15的溫度進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)。
[0004]此外，在卡盤本體11中還設(shè)置有熱電偶14，其測量端設(shè)置在卡盤本體11的內(nèi)部，用以檢測卡盤本體11的溫度，從而間接地獲得晶片15的溫度。但是，在實際應(yīng)用中，卡盤本體11與晶片15之間往往存在溫差，導(dǎo)致熱電偶14所檢測的晶片溫度不準(zhǔn)確，從而對工藝具有一定的不良影響。因此，如何通過熱電偶與晶片直接接觸實現(xiàn)對晶片溫度的精確測量是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的一個問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備，其可以在正常工藝過程中直接檢測晶片的溫度。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種用于承載晶片的靜電卡盤，包括用于承載晶片的卡盤本體，在所述卡盤本體內(nèi)設(shè)有沿所述卡盤本體厚度方向貫穿的熱傳導(dǎo)氣體通孔，熱傳導(dǎo)氣體通過所述熱傳導(dǎo)氣體通孔到達(dá)所述晶片與所述卡盤本體之間的間隙內(nèi)；而且，在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有用于測量所述晶片溫度的熱電偶，且所述熱電偶的測量端與所述晶片的接觸是借助所述熱傳導(dǎo)氣體在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)的壓力向所述熱電偶的測量端施加向上的作用力實現(xiàn)的。
[0007]其中，在所述熱電偶的測量端設(shè)有肩部，所述肩部的外徑小于所述熱傳導(dǎo)氣體通孔的內(nèi)徑，并且，在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有支撐部件，所述支撐部件通過所述肩部將所述熱電偶設(shè)置在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)。
[0008]其中，所述肩部與所述熱傳導(dǎo)氣體通孔的內(nèi)壁之間的間隙為0.05?0.1_。[0009]其中，所述支撐部件為彈簧，所述彈簧套設(shè)于所述熱電偶的外側(cè)，所述彈簧的內(nèi)徑小于所述肩部的外徑。
[0010]其中，所述熱傳導(dǎo)氣體包括氦氣。
[0011]作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室和熱傳導(dǎo)氣體管路，在所述反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)置有靜電卡盤，其中，所述靜電卡盤采用了本發(fā)明提供的上述靜電卡盤，所述熱傳導(dǎo)氣體管路用于向所述靜電卡盤輸送熱傳導(dǎo)氣體。
[0012]其中，還包括溫度調(diào)節(jié)單元和溫度控制單元，所述溫度控制單元用于根據(jù)所述熱電偶獲得的晶片的實時溫度值控制所述溫度調(diào)節(jié)單元對晶片的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使晶片的溫度達(dá)到工藝設(shè)定溫度。
[0013]其中，所述溫度調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置在所述卡盤本體中的電阻絲和/或冷卻劑通道。
[0014]其中，通入所述冷卻劑通道中的冷卻劑包括水或冷卻液體。
[0015]其中，所述溫度控制單元接收由所述熱電偶獲得的實時溫度值，并判斷所述實時溫度值是否超出預(yù)設(shè)的晶片溫度閾值，若所述實時溫度值超出預(yù)設(shè)的所述晶片溫度閾值，貝IJ增加所述冷卻劑的流量和/或降低所述冷卻劑的溫度。
[0016]其中，所述熱傳導(dǎo)氣體管路包括第一連接端口、第二連接端口和第三連接端口，其中，所述第一連接端口與所述熱傳導(dǎo)氣體通孔連通；所述第二連接端口作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口與所述熱傳導(dǎo)氣體源連通；所述第三連接端口作為所述熱電偶的出線口以使所述熱電偶的接線通過所述第三連接端口與終端連接。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明提供的用于承載晶片的靜電卡盤，其在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有用于測量晶片溫度的熱電偶，且熱電偶的測量端與晶片間的接觸是借助熱傳導(dǎo)氣體在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)的壓力向熱電偶的測量端施加向上的作用力實現(xiàn)的。也就是說，當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)未通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱電偶的測量端不高于卡盤本體的上表面，從而使晶片能夠與卡盤本體的上表面良好接觸；當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱電偶的測量端受到熱傳導(dǎo)氣體所施加的作用力而向上移動，以使其與晶片接觸，從而可以直接檢測晶片的溫度。而且，由于熱電偶是設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)，即，無需另設(shè)可供熱電偶通過的通孔而只需利用靜電卡盤的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)就可以使熱電偶與晶片直接接觸，這不僅可以簡化靜電卡盤的結(jié)構(gòu)，而且可以降低靜電卡盤的加工難度。
[0019]本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，其采用了本發(fā)明提供的上述靜電卡盤，不僅可以在正常工藝過程中直接檢測晶片的實時溫度值，而且通過將該實時溫度值反饋至溫度控制單元，可以使溫度控制單元能夠根據(jù)該實時溫度值對晶片的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)晶片的溫度，進(jìn)而提高工藝質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明第一實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明第二實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖4為本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備的密封接頭的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0024]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的用于承載晶片的靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]圖2為本發(fā)明第一實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖2，靜電卡盤包括用于承載晶片32的卡盤本體30，在卡盤本體30內(nèi)設(shè)置有沿其厚度方向貫穿的熱傳導(dǎo)氣體通孔31，熱傳導(dǎo)氣體通過熱傳導(dǎo)氣體通孔31到達(dá)晶片32與卡盤本體30之間的間隙內(nèi)，用以增加卡盤本體30與晶片32之間的熱量交換，從而對晶片32的溫度進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)。熱傳導(dǎo)氣體包括氦氣等具有良好導(dǎo)熱性的氣體。
[0026]在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)設(shè)有用于測量晶片32的溫度的熱電偶，其包括測量端33，測量端33設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)，且當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)未通入熱傳導(dǎo)氣體時，測量端33不高于卡盤本體30的上表面，從而能夠使晶片32的下表面與卡盤本體30的上表面良好接觸，避免了因熱電偶的測量端33高于卡盤本體30的上表面而造成晶片32與卡盤本體30的上表面接觸不良甚至無法接觸，從而影響工藝質(zhì)量的問題。當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱傳導(dǎo)氣體在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)所產(chǎn)生的氣壓會對測量端33施加向上的作用力，從而使測量端33向上移動，以使測量端33與晶片32接觸，從而使測量端33可以直接檢測晶片32的溫度。
[0027]本實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤與另一種將熱電偶固定在其中的靜電卡盤相比較，本實施例中靜電卡盤是將熱電偶設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)，即，只需利用靜電卡盤的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而不需要在卡盤本體30中專門加工一個通孔來安裝熱電偶，也不需要采用釬焊方式將該通孔與熱電偶之間的間隙密封固定，該釬焊方式是指首先在通孔的孔壁上涂覆金屬層，然后在通孔與熱電偶之間的間隙填充釬料，最后實施釬焊工藝，導(dǎo)致靜電卡盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難。另外，釬焊工藝需要在高溫下進(jìn)行，這就對熱電偶的耐高溫性能有很高的要求，進(jìn)而增加了靜電卡盤的制造成本。因此，本實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且加工難度較低，從而可以降低靜電卡盤的制造成本。
[0028]圖3為本發(fā)明第二實施例提供的靜電卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖3，本實施例提供的靜電卡盤與第一實施例相比，同樣包括卡盤本體30。由于卡盤本體30在第一實施例的上述技術(shù)方案中已有了詳細(xì)地描述，在此不再贅述。下面僅對本實施例的技術(shù)方案與第一實施例的上述技術(shù)方案之間的不同點進(jìn)行描述。
[0029]具體地，熱電偶的測量端33還包括肩部331，在本實施例中，肩部331采用圓柱體的結(jié)構(gòu)，并且肩部331的外徑小于熱傳導(dǎo)氣體通孔31的內(nèi)徑，換言之，肩部331的外周壁與熱傳導(dǎo)氣體通孔31的內(nèi)壁之間具有間隙。當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱傳導(dǎo)氣體能夠通過該間隙到達(dá)晶片32的下表面與卡盤本體30的上表面之間的間隙內(nèi)，以增加卡盤本體30與晶片32之間的熱量交換。此外，由于上述間隙的大小與熱傳導(dǎo)氣體對測量端33所施加的向上的作用力的大小具有一定的對應(yīng)關(guān)系，即:在熱傳導(dǎo)氣體的流量和壓力不變的情況下，間隙越大，則熱傳導(dǎo)氣體對測量端33所施加的向上的作用力越小；相反地，間隙越小，則熱傳導(dǎo)氣體對測量端33所施加的向上的作用力越大。因此，為了保證熱傳導(dǎo)氣體能夠?qū)y量端33施加合適的向上作用力，以使測量端33在與晶片32相接觸的前提下保證晶片32與卡盤本體30接觸良好，可以在制造靜電卡盤的過程中采用實驗的方式調(diào)整并確定上述間隙的大小。上述間隙的大小優(yōu)選為0.05?0.1mm。
[0030]而且，在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)設(shè)有支撐部件，用以支撐熱電偶。具體地，支撐部件通過肩部331將熱電偶的測量端33設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)，且當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)未通入熱傳導(dǎo)氣體時，使熱電偶的測量端33不高于卡盤本體30的上表面。在本實施例中，支撐部件為彈簧37，彈簧37套設(shè)于熱電偶的外側(cè)且位于肩部331的底部，并且彈簧37的內(nèi)徑小于肩部331的外徑，以使彈簧37可以通過肩部331將測量端33設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)，且當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)未通入熱傳導(dǎo)氣體時，使熱電偶的測量端33不高于卡盤本體30的上表面。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況選擇彈簧37的規(guī)格，只要彈簧37在受到測量端33的重力而產(chǎn)生壓縮變形之后，能夠使熱電偶的測量端33不高于卡盤本體30的上表面即可。
[0031]此外，彈簧37可以與熱電偶固定連接，例如，可以將彈簧37的一端與肩部331固定連接，或與熱電偶可分離地設(shè)置(即，在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)通入熱傳導(dǎo)氣體，且測量端33向上移動的過程中，彈簧37可以與測量端33相互分離)；和/或，彈簧37的另一端與熱傳導(dǎo)氣體通孔31固定連接，或可分離地設(shè)置，例如，可以在熱傳導(dǎo)氣體通孔31的內(nèi)壁上設(shè)置凸緣，且該凸緣的內(nèi)徑小于彈簧37的外徑，用以支撐彈簧37。
[0032]需要說明的是，雖然在本實施例中，肩部331采用圓柱體的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應(yīng)用中，肩部331可以采用任意結(jié)構(gòu)，只要能夠與支撐部件配合將熱電偶的測量端33設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔31內(nèi)即可。
[0033]綜上所述，本實施例提供的用于承載晶片的靜電卡盤，其在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有用于測量晶片溫度的熱電偶，且熱電偶的測量端與晶片間的接觸借助熱傳導(dǎo)氣體在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)的壓力向熱電偶的測量端施加向上的作用力實現(xiàn)的。也就是說，當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)未通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱電偶的測量端不高于卡盤本體的上表面，從而使晶片能夠與卡盤本體的上表面良好接觸；當(dāng)熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)通入熱傳導(dǎo)氣體時，熱電偶的測量端受到熱傳導(dǎo)氣體所施加的作用力而向上移動，以使其與晶片接觸，從而可以直接檢測晶片的溫度。而且，由于熱電偶是設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)，即，無需另設(shè)可供熱電偶通過的通孔而只需利用靜電卡盤的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)就可以使熱電偶與晶片直接接觸，這不僅簡化了靜電卡盤的結(jié)構(gòu)，而且降低了靜電卡盤的加工難度。此外，由于熱電偶與熱傳導(dǎo)氣體通孔無需進(jìn)行釬焊工藝密封固定，這不僅進(jìn)一步降低了靜電卡盤的加工難度，而且擴(kuò)大了熱電偶的選擇范圍，從而降低了靜電卡盤的制造成本。
[0034]作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室，在該反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)置有靜電卡盤，該靜電卡盤采用了本實施例提供的上述靜電卡盤。
[0035]在本實施例中，等離子體加工設(shè)備還包括溫度調(diào)節(jié)單元和溫度控制單元。其中，溫度調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置在卡盤本體中的電阻絲和/或冷卻劑通道。其中，電阻絲用于在溫度控制單元的控制下對卡盤本體進(jìn)行加熱，從而間接加熱置于卡盤本體上的晶片。在工藝進(jìn)行的過程中，溫度控制單元可以接收由熱電偶獲得的實時溫度值，并判斷該實時溫度值是否超出預(yù)設(shè)的晶片溫度值(即，進(jìn)行工藝時設(shè)定的晶片溫度)，若實時溫度值超出預(yù)設(shè)的晶片溫度值，則通過采用提高或降低電阻絲的輸出功率等方式調(diào)節(jié)晶片的溫度?；蛘撸瑴囟瓤刂茊卧€可以根據(jù)所接收的熱電偶獲得的晶片的實時溫度值進(jìn)行相應(yīng)的計算而獲得電阻絲的輸出功率值，且根據(jù)該輸出功率值調(diào)節(jié)電阻絲的輸出功率，即可實現(xiàn)對晶片的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036]冷卻劑通道用于在溫度控制單元的控制下對卡盤本體進(jìn)行冷卻，S卩，通過向冷卻劑通道中通入冷卻劑來降低卡盤本體的溫度，從而間接降低置于卡盤本體上的晶片的溫度。冷卻劑包括水或者冷卻液體，冷卻液體可以為Galden液等。在工藝進(jìn)行的過程中，溫度控制單元接收由熱電偶獲得的實時溫度值，并判斷該實時溫度值是否超出預(yù)設(shè)的晶片溫度值，若實時溫度值超出預(yù)設(shè)的晶片溫度值，則可以增加冷卻劑的流量和/或降低冷卻劑的溫度。
[0037]在本實施例中，在熱傳導(dǎo)氣體通孔31的下端還串接有熱傳導(dǎo)氣體輸送管35。如圖3所示，熱傳導(dǎo)氣體輸送管35包括三個連接端口，分別為第一連接端口 351、第二連接端口352和第三連接端口 353。其中，第一連接端口 351與熱傳導(dǎo)氣體通孔31連通；第二連接端口 352作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口與熱傳導(dǎo)氣體源連通，用以供熱傳導(dǎo)氣體源輸出的熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)入熱傳導(dǎo)氣體輸送管35;第三連接端口 353作為熱電偶的出線口，用以使熱電偶的接線332通過該出線口與相應(yīng)的終端連接。需要說明的是，熱電偶的接線332的長度應(yīng)滿足當(dāng)熱電偶的測量端33向上移動時能夠與晶片32的下表面接觸，也就是說熱電偶的接線332的長度應(yīng)能夠滿足熱電偶由低位(熱電偶的測量端33低于卡盤本體30的上表面的位置)到高位(熱電偶的測量端33與晶片32的下表面接觸的位置)所經(jīng)過的路徑長度。在本實施例中，第三連接端口 353為設(shè)置在熱傳導(dǎo)氣體輸送管35的管壁上的通孔，而且，在該通孔內(nèi)還設(shè)有密封件36，用以將通孔與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封。
[0038]在實際應(yīng)用中，還可以將第三連接端口 353作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口，以及將第二連接端口 352作為熱電偶的出線口。在這種情況下，應(yīng)在第二連接端口 352內(nèi)設(shè)置上述密封件36，用以將第二連接端口 352與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封。
[0039]此外，熱電偶的出線口與熱電偶的接線332之間的密封方式不僅包括采用密封件36將出線口與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封的密封方式，還包括以下兩種密封方式，即:第一種密封方式可以采用焊接的方式將出線口與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封；第二種密封方式可以采用密封接頭的方式將出線口與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封。
[0040]在采用第二種密封方式時，如圖4所示，為本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備的密封接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。密封接頭包括熱電偶密封接頭和熱傳導(dǎo)氣體密封接頭。其中，熱電偶密封接頭用于對熱電偶的出線口與熱電偶的接線332之間的間隙進(jìn)行密封，其包括第一接頭43和堵頭44。當(dāng)?shù)谌B接端口 353作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口，以及第二連接端口 352作為熱電偶的出線口時，第一接頭43的一端與第二連接端口 352密封連接，第一接頭43的另一端與堵頭44密封連接；在堵頭44內(nèi)設(shè)置有通孔，用以使熱電偶的接線332通過該通孔與相應(yīng)的終端連接，并且接線332與通孔可以采用焊接的方式密封連接。
[0041]熱傳導(dǎo)氣體密封接頭用于對熱傳導(dǎo)氣體的輸入口與熱傳導(dǎo)氣體源之間的間隙進(jìn)行密封，其包括第二接頭41和三通接頭42。其中，三通接頭42的一端與第三連接端口 353密封連接，三通接頭42的另一端與第二接頭41的一端密封連接；第二接頭41的另一端與熱傳導(dǎo)氣體源連通。
[0042]容易理解，若第二連接端口 352作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口，以及第三連接端口 353作為熱電偶的出線口時，則只需將熱電偶密封接頭和熱傳導(dǎo)氣體密封接頭的位置互換，即可實現(xiàn)分別對熱電偶的出線口與熱電偶的接線332之間的間隙，以及熱傳導(dǎo)氣體的輸入口與熱傳導(dǎo)氣體源之間的間隙進(jìn)行密封。
[0043]本實施例提供的上述等離子體加工設(shè)備，其通過采用本實施例提供的靜電卡盤，不僅可以在正常工藝過程中直接檢測晶片的實時溫度值，而且通過將該實時溫度值反饋至溫度控制單元，可以使溫度控制單元能夠根據(jù)該實時溫度值對晶片的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)晶片的溫度，進(jìn)而提高工藝質(zhì)量。
[0044]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于承載晶片的靜電卡盤，包括用于承載晶片的卡盤本體，在所述卡盤本體內(nèi)設(shè)有沿所述卡盤本體厚度方向貫穿的熱傳導(dǎo)氣體通孔，熱傳導(dǎo)氣體通過所述熱傳導(dǎo)氣體通孔到達(dá)所述晶片與所述卡盤本體之間的間隙內(nèi)； 其特征在于，在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有用于測量所述晶片溫度的熱電偶，且所述熱電偶的測量端與所述晶片的接觸是借助所述熱傳導(dǎo)氣體在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)的壓力向所述熱電偶的測量端施加向上的作用力實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述熱電偶的測量端設(shè)有肩部，所述肩部的外徑小于所述熱傳導(dǎo)氣體通孔的內(nèi)徑，并且，在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)設(shè)有支撐部件，所述支撐部件通過所述肩部將所述熱電偶設(shè)置在所述熱傳導(dǎo)氣體通孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電卡盤，其特征在于，所述肩部與所述熱傳導(dǎo)氣體通孔的內(nèi)壁之間的間隙為0.05?0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電卡盤，其特征在于，所述支撐部件為彈簧，所述彈簧套設(shè)于所述熱電偶的外側(cè)，所述彈簧的內(nèi)徑小于所述肩部的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)氣體包括氦氣。
6.一種等離子體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室和熱傳導(dǎo)氣體管路，在所述反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)置有靜電卡盤，其特征在于，所述靜電卡盤采用權(quán)利要求1-5任意一項權(quán)利要求所述的靜電卡盤，所述熱傳導(dǎo)氣體管路用于向所述靜電卡盤輸送熱傳導(dǎo)氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，還包括溫度調(diào)節(jié)單元和溫度控制單元， 所述溫度控制單元用于根據(jù)所述熱電偶獲得的晶片的實時溫度值控制所述溫度調(diào)節(jié)單元對晶片的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使晶片的溫度達(dá)到工藝設(shè)定溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置在所述卡盤本體中的電阻絲和/或冷卻劑通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，通入所述冷卻劑通道中的冷卻劑包括水或冷卻液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述溫度控制單元接收由所述熱電偶獲得的實時溫度值，并判斷所述實時溫度值是否超出預(yù)設(shè)的晶片溫度閾值，若所述實時溫度值超出預(yù)設(shè)的所述晶片溫度閾值，則增加所述冷卻劑的流量和/或降低所述冷卻劑的溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)氣體管路包括第一連接端口、第二連接端口和第三連接端口，其中，所述第一連接端口與所述熱傳導(dǎo)氣體通孔連通；所述第二連接端口作為熱傳導(dǎo)氣體的輸入口與所述熱傳導(dǎo)氣體源連通；所述第三連接端口作為所述熱電偶的出線口以使所述熱電偶的接線通過所述第三連接端口與終端連接。
【文檔編號】H01L21/683GK103811393SQ201210439837
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】武學(xué)偉, 王厚工 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