具有含有最小串擾的熱隔絕區(qū)的靜電夾盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施例一般涉及具有含有最小串擾的多個熱隔離區(qū)的靜電夾盤。
【背景技術(shù)】
[0002] 靜電夾盤被用于在處理期間支撐基板。靜電夾盤的一個功能是調(diào)節(jié)所支撐的基板 的溫度。為便于這種溫度調(diào)節(jié)，靜電夾盤可具有多個不同區(qū)，且每個區(qū)可被調(diào)諧到不同溫 度。然而，傳統(tǒng)的靜電夾盤可展示出各個區(qū)之間的顯著串擾。在示例中，假設(shè)在靜電夾盤中 存在兩個相鄰區(qū)，其中第一區(qū)被加熱到15°C而第二區(qū)被加熱到25°C。由于鄰近于第二區(qū)， 這兩個區(qū)之間的串擾可導(dǎo)致第一區(qū)的相對較大部分實際上具有大于15°C的溫度。由傳統(tǒng)的 靜電夾盤所展示出的串擾程度會對某些應(yīng)用太高。
【附圖說明】
[0003] 在附圖的以下各圖中通過示例的方式，而非通過限制的方式來說明本發(fā)明，在 附圖中相同的參考標號代表相同元件。應(yīng)當注意的是，在本公開中對"一（an)"或"一個 (one)"實施例的不同參考不一定是對同一實施例的參考，且這樣的參考表示至少一個。
[0004] 圖1繪示了處理腔室的一個實施例的截面圖。
[0005] 圖2繪示了靜電夾盤的一個實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0006] 圖3是示出了一些示例靜電夾盤的熱區(qū)之間的串擾的曲線圖。
[0007] 圖4是根據(jù)一個實施例的靜電夾盤的俯視圖。
[0008] 圖5是根據(jù)一個實施例的靜電夾盤的仰視圖。
[0009] 圖6是根據(jù)一個實施例的靜電夾盤的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0010] 圖7是靜電夾盤組件堆棧的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0011] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于制造靜電夾盤的工藝。
【具體實施方式】
[0012] 本文中所描述的是具有導(dǎo)熱基底（亦被稱為冷卻板）的靜電夾盤，該導(dǎo)熱基底具 有彼此近似熱隔離的多個熱區(qū)。不同的熱區(qū)被熱隔離器（亦被稱為斷熱器）分開，這些熱 隔離器從導(dǎo)熱基底的上表面朝向?qū)峄椎南卤砻嫜由?。可用硅氧樹脂、真空、或其他隔?材料來填充這些熱隔離器。替代地，這些熱隔離器可被排放到大氣。相比于傳統(tǒng)的靜電夾 盤，這些熱隔離器將靜電夾盤的熱區(qū)之間的串擾減少50%那么多。
[0013] 圖1是其中設(shè)置有基板支撐組件148的半導(dǎo)體處理腔室100的一個實施例的截面 圖。處理腔室100包括封圍內(nèi)部空間106的腔室主體102與蓋104。腔室主體102可由鋁、 不銹鋼或其他適合的材料制成。腔室主體102 -般包括側(cè)壁108與底部110。可毗鄰側(cè)壁 108設(shè)置外襯墊116以保護腔室主體102。可利用抗等離子體或抗含鹵素氣體材料制造和 /或涂覆外襯墊116。在一個實施例中，外襯墊116由氧化鋁制成。在另一個實施例中，由 氧化釔、釔合金或其氧化物制成或涂覆外襯墊116。
[0014] 排氣口 126可被限定在腔室主體102中，并且可將內(nèi)部空間106耦接至栗系統(tǒng) 128。栗系統(tǒng)128可包括一個或多個栗與節(jié)流閥，節(jié)流閥被用于排除與調(diào)節(jié)處理腔室100的 內(nèi)部空間106的壓力。
[0015] 蓋104可被支撐在腔室主體102的側(cè)壁108上。可打開蓋104以允許進入處理腔 室100的內(nèi)部空間106,并且可在關(guān)閉時為處理腔室100提供密封。氣體面板158可與處理 腔室100耦接以通過氣體分配組件130將處理氣體和/或清洗氣體提供到內(nèi)部空間106,該 氣體分配組件130是蓋104的一部分。處理氣體的示例可被用于在處理腔室中處理，包括 諸如C 2F6、SF6、SiCl4、HBr、NF3、CF 4、CHF3、CH2F3、(：12與SiF 4以及其他之類的含鹵素氣體，以 及諸如〇2或N 20之類的其它氣體。載體氣體的示例包括N2、He、Ar，以及對處理氣體惰性的 其他氣體（例如，非反應(yīng)性氣體）。氣體分配組件130可具有在氣體分配組件130的下游 表面上的多個孔132以將氣流導(dǎo)向基板144的表面。另外或替代地，氣體分配組件130可 具有中心孔，氣體通過陶瓷氣體噴嘴而饋送到中心孔?？捎商沾刹牧希ㄖT如碳化硅、氧化釔 等）制造和/或涂覆氣體分配組件130,以對含鹵素化學(xué)成份提供抵抗以防止腐蝕氣體分配 組件130。
[0016] 基板支撐組件148被設(shè)置在氣體分配組件130下方的處理腔室100的內(nèi)部空間 106中。在處理期間，基板支撐組件148保持基板144。內(nèi)襯墊118可被涂覆在基板支撐組 件148的外圍上。內(nèi)襯墊118可以是抗含鹵素氣體材料，諸如參考外襯墊116所討論的那 些材料。在一個實施例中，內(nèi)襯墊118可由與外襯墊116的材料相同的材料制成。
[0017] 在一個實施例中，基板支撐組件148包括支撐基座152的安裝板162與靜電夾盤 150。靜電夾盤150進一步包括經(jīng)由接合138接合到陶瓷主體（被稱為靜電定位盤166或 陶瓷定位盤）的導(dǎo)熱基底164。靜電定位盤166可由諸如氮化鋁（AlN)或氧化鋁（Al 2O3)之 類的陶瓷材料制成。安裝板162與腔室主體102的底部110耦接并且包括用于將公共設(shè)施 (例如，流體、電力線、感測器引線等）路由至導(dǎo)熱基底164與靜電定位盤166的通道。在一 個實施例中，安裝板162包括塑膠板、設(shè)備板與陰極底板。
[0018] 導(dǎo)熱基底164和/或靜電定位盤166可包括一或多個可選的嵌入式加熱元件176、 嵌入式熱隔離器174和/或?qū)Ч?68、170以控制支撐組件148的橫向溫度分布。熱隔離器 174 (亦被稱為斷熱器）從導(dǎo)熱基底164的上表面朝向?qū)峄?64的下表面延伸，如圖示。 導(dǎo)管168、170可與流體源172流體耦接，該流體源172通過導(dǎo)管168、170使溫度調(diào)節(jié)流體 循環(huán)。
[0019] 在一個實施例中，嵌入式熱隔離器174可被設(shè)置在導(dǎo)管168、170之間。加熱器176 由加熱器電源178所控制。導(dǎo)管168、170與加熱器176可被用于控制導(dǎo)熱基底164的溫 度，藉此加熱和/或冷卻靜電定位盤166與正被處理的基板（例如，晶片）?？墒褂脭?shù)個溫 度傳感器190、192來監(jiān)控靜電定位盤166與導(dǎo)熱基底164的溫度，可使用控制器195來監(jiān) 控該數(shù)個溫度傳感器190、192。
[0020] 靜電定位盤166可進一步包括多種氣體通道，諸如槽、臺面、密封帶（例如，外密封 帶（OSB)和/或內(nèi)密封帶（ISB))以及其他表面特征，可在靜電定位盤166的上表面中形成 這些氣體通道。氣體通道可經(jīng)由在定位盤166中所鉆的孔來與導(dǎo)熱氣體（諸如He)的來源 流體耦接。在操作中，可按受控的壓力將氣體提供到氣體通道中以增強靜電定位盤166與 基板144之間的熱傳遞。
[0021] 靜電定位盤166包括由夾持電源182所控制的至少一個夾持電極180。電極 180 (或設(shè)置在定位盤166或基底164中的其他電極）可進一步通過匹配電路188與一個 或多個RF電源184、186耦接，以用于維持由處理腔室100內(nèi)的處理氣體和/或其他氣體形 成的等離子體。電源184、186通常能夠產(chǎn)生具有從約50kHz到約3GHz的頻率以及高達約 10, 〇〇〇瓦的功率的RF信號。
[0022] 圖2描繪了靜電夾盤150的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。靜電夾盤150的該部分包括 位于靜電夾盤150的中心214與靜電夾盤150的外周邊216之間的區(qū)域。靜電夾盤150的 中心這個術(shù)語在這里是被用來指代靜電夾盤150在與靜電夾盤150的表面共面的平面中的 中心。靜電夾盤150包括靜電定位盤1