[发明专利]具有热调谐腔特征的晶片卡盘

说明书

公开了具有热调谐腔特征的晶片卡盘或用于该晶片卡盘的基板，该热调谐腔特征被定位和确定尺寸以便在这种晶片卡盘的晶片支撑表面上提供更均匀的温度分布。每个热调谐腔特征可以定位成与晶片卡盘的基板内的一个或多个热交换通道的一部分或多个部分相邻。通过将热调谐腔特征定位在晶片卡盘的晶片支撑表面本来会显示出较低温度的局部区域(与晶片卡盘支撑表面的相邻区域相比)的位置下方的位置中，可能导致较低温度区域具有与周围温度更接近匹配的升高的温度，从而提高温度均匀性。

相关申请

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

背景技术

半导体加工工具经常使用卡盘，该卡盘是在加工操作期间支撑半导体晶片并且经常将半导体晶片夹持在适当位置的设备。例如，可以使用真空夹持来提供这样的晶片夹持功能，其中气体从半导体晶片和其所在的卡盘表面之间的区域中抽出，使得在该半导体晶片的顶侧上比底侧上存在更大的压强，或者使用静电夹持来提供这样的晶片夹持功能，其中在卡盘上产生静电荷，从而使半导体晶片通过静电力被吸附到卡盘上。

卡盘中常见的其他特征包括例如加热器和/或冷却系统。例如，一些卡盘可能具有电阻加热元件或液体加热通道，其可用于为了准备半导体晶片处理或在半导体晶片处理期间而提高卡盘的温度。类似地，一些卡盘可以具有或附加地具有用于从卡盘(并因此从其支撑的半导体晶片)去除热量的液体冷却通道。更一般地，卡盘可包括一个或多个热交换器通道，该通道可用于根据情况通过流动加热或冷却的液体来加热和/或冷却卡盘。

发明内容

本说明书中描述的主题的一个或多个实施方案的细节在附图和以下描述中阐述。其他特征、方面和优点将根据所述描述、附图和权利要求中变得显而易见。

本发明人构思了一种新型温控卡盘，其中卡盘不仅包括一个或多个热交换通道，而且还包括一个或多个热调谐腔特征。热调谐腔特征通常可以对应于卡盘材料中存在间断的卡盘的材料的位置，这些间断通常不用于除了被动地改变卡盘内的热流之外的其他目的。例如，卡盘可以由铝加工而成，并且可以具有一个或多个热交换通道，这些热交换通道遵循在卡盘内部的一条或多条路径，以及卡盘中的多个孔特征，这些孔特征可以被提供以容纳其他部件，例如可以延伸穿过卡盘中的孔以接触半导体晶片的下侧并将半导体晶片从卡盘的晶片支撑表面提高的升降销。这样的特征，即孔特征和一个或多个热交换通道，代表卡盘材料中的间断。然而，这些特定间断的存在并非出于被动改变卡盘内的热流的原因。例如，孔特征允许升降销穿过其中以接触半导体晶片的下侧并可能将其提高离开卡盘晶片支撑表面。相比之下，一个或多个热交换通道确实改变了热流，但是以主动方式这样做，例如，通过充当使冷却剂或加热流体主动地流过卡盘的导管来改变。因此，在本公开的上下文中，这两种特征都不会被认为是热调谐腔特征。

本发明人意识到，即使当精心设计卡盘以尝试和最小化卡盘材料中的各种间断的影响时，卡盘仍然会导致这种卡盘的明显的温度方位角不均匀性，进而导致由其支撑的半导体晶片在晶片厚度方面表现出明显的不均匀性。本发明人进一步意识到，通过在卡盘的材料中故意引入额外的间断，例如本文讨论的热调谐腔特征，可以进一步调整卡盘的温度均匀性，从而可以实现非常均匀的温度梯度并在晶片处理操作期间维持。这进而会以类似的方式提高晶片处理的均匀性。