局部加热的多区域基板支撑件的制作方法_3

文档序号:9650705阅读:来源:国知局
1mm至约1mm的厚度。虽然此处描述的加热元件203具有约80个加热元件,但可想到任何数量的加热元件。在许多实例中,可有约10至约300个加热元件,比如约100至约160个加热元件排列于绝缘基部104的整个表面。加热元件203的数量可依据静电夹具100的表面面积而改变。应理解,对基板加热区域数量的仅有的实际限制为在非夹持区域中保持施加于基板背面上的气压(用作热交换的目的)所需的力的量,及在夹持区域中被电极108、110占据以实现所需的静电力的表面面积。
[0041]图4A根据本揭示案的另一实施方式描绘基板支撑组件400的示意部分截面图。在图4A中所示的基板支撑组件400可用类似于以上关于描绘于图1A至1E、2A至2B及3中的静电夹具100论述的方式来工作。基板支撑组件400包含放置于基座403上的静电夹具402。静电夹具402包含绝缘基部404、设置于绝缘基部404上的电极组件406、及设置于电极组件406上的封装构件408以在处理期间将基板204固持于封装构件408上。电极组件406可包含多个加热元件416 (仅示出一个),这些加热元件放置于空间417内,空间417被界定在以下两者之间或与该两者相邻:第一电极412、及与第一电极412平行设置的第二电极414。第一及第二电极412、414各经由开关422连接至电源420,以提供电压电力至第一及第二电极412、414以产生不同极性的电荷。
[0042]在图4A的实施方式中,加热元件416可设置于绝缘基部404的顶表面407上且与第一及第二电极412、414共平面。加热元件416与第一及第二电极412、414可设置在同一层中。或者,交错的第一及第二电极412、414可形成于第一层中,该第一层叠覆至具有加热元件的第二层。例如,可直接设置交错的第一及第二电极于薄层419上,薄层419中具有加热元件416,如图4B中所示。在此例中,加热元件416可为配置成所需图案的分离的区段或连续线的形式。形成加热元件及电极于同一层中(或叠覆在一起的两个相邻层)可为有利的,因为能减小静电夹具的厚度且以低质量(mass)形成为整体部件。该低质量使得能够快速加热及冷却基板支撑组件400,这在加热元件416被配置以提供较高的约30摄氏度每秒或更高的升降温速率(比如约50摄氏度每秒至250摄氏度每秒,例如约100摄氏度每秒)时特别有用。
[0043]加热元件416可使用任何合适的加热技术,比如电阻式加热或电感式加热。图4A至4C描绘加热元件416为电阻式加热元件的实施方式。加热元件416可由电阻金属、电阻金属合金、或两者的组合而组成。用于加热元件的合适材料可包括具有高热阻的材料,比如钨、钼、钛或类似材料。加热元件416也可用具有与封装构件408和下方的绝缘基部404的热性质的至少之一或两者实质上相匹配的热性质的材料制成,所述热性质例如热膨胀系数,以减小由不匹配的热膨胀引起的应力。
[0044]返回参照图4A,加热元件416可经由一个或更多个行进穿过绝缘基部404的电互连(electrical interconnect1n) 418親接至外接电源114。电源424可包含直流(DC)电源、交流(AC)电源、或两者的组合。加热元件416的每个加热元件可耦接至相同或分开的一个或更多个电源且独立受控,以在处理期间“调制”基板204上的温度分布。
[0045]在示于图4C中的替代实施方式中,加热元件416可形成在绝缘基部404的背侧表面409上而与第一及第二电极412、414相对。将加热元件416形成于绝缘基部404的背侧可为有利的,因为这避免了给连接加热元件416至外接电源所需的、穿过绝缘基部404的电互连布线的复杂性。当加热元件416与电极412、414形成在不同的层中时,加热元件416可排列成任何图案,包含与电极108、110水平地重叠的图案。加热元件416的数量亦不受限于夹持电极所需的表面面积。因此,能获得横跨基板的更多温度分布控制。
[0046]图5根据本揭示案的另一实施方式描绘使用电感式加热元件的基板支撑组件500的示意部分截面图。基板支撑组件500可用实质上类似于以上关于图2A中描绘的基板支撑组件200论述的方式来工作,除了加热元件516 (仅示出一个)被配置为电感式加热元件。加热元件516电感地耦合至电感驱动器520,比如设置于支撑基座503上的天线。加热元件516可通过诱导的电流加热,该电流通过对应的电感驱动器520而产生。加热元件可由金属材料制成,且可以如以上论述的分离的元件的形式设置于与第一及第二电极108、110相同的侧上。
[0047]在一个实施方式中,加热元件516被设置于与第一及第二电极108、110相同的层中。或者,加热元件516可形成于与第一及第二电极108、110不同的层中。例如,加热元件516可内嵌于绝缘基部504内的第一层中。该第一层叠覆至具有第一及第二电极108、110的第二层。加热元件516也可以以上关于图4B至4C论述的相似的方式形成于绝缘基部504的背侧表面上(而不干扰电感驱动器520)。电感驱动器520可为电磁线圈或类似物,且可形成于支撑基座503上或之内,亦即,绝缘基部504的与第一及第二电极108、110相对的侧。
[0048]在操作时,电感驱动器520通过外接电源522经由线524供电,例如,交流(AC)电源。当交流电流经电感驱动器520时,电感驱动器520的磁场530在相应加热元件516中诱导涡流,而引起加热元件516变热,因而加热静电夹具502的分立的区域。由于一个或更多个加热元件516的每组加热元件被独立地控制,因此基板510的温度分布可方位角地、径向地或以任何其他方式调制和控制。使用电感式加热技术加热静电夹具502提供优于电阻式加热技术的优点,因为电感式加热避免了为连接加热元件516至外接电源所需的、穿过绝缘基部504的电气互连布线的复杂性。若需要,则可用电阻式及电感式加热方法来加热静电夹具以提供协作效果。
[0049]在图4A至4C及5中所示的实施方式中,多个间隔开的冷却沟槽426可形成于封装构件的顶表面中。为了容易图示的目的,将结合图4A进行讨论。应理解,为了清楚,已从图4B至4C及5省略一些元件。冷却沟槽426 (为了清楚,仅图示一个冷却沟槽)被用以提供气体至基板204的背侧,以有利于静电夹具402与基板204之间的均匀热传递。冷却沟槽426可被调整大小且可分布以使冷却剂(例如冷却气体)从冷却剂源428经由管线432而循环以用于冷却基板204。冷却沟槽426可用任何所欲配置形成相交通道的图案,所述图案包括:圆形沟槽、径向沟槽、或两者的组合。选择性地,绝缘基部404的背侧表面409中也可具有间隔开的沟槽430以使冷却剂从冷却剂源428经由管线434而循环。沟槽430可被放置成紧邻加热区域。沟槽430可形成用于有效冷却基板支撑组件400的所欲图案。额外地或替代地,可提供间隔开的沟槽于基座403的顶表面中,以加强基板支撑组件400的冷却。
[0050]图6根据本揭示案的一个实施方式描绘用于制造静电夹具的方法的流程图。为了图示的目的,将结合图4A进行以下论述。应理解,该方法能类似地适用或修改以制造示于图4B至4C及5中的静电夹具。方法600起始于步骤602,提供具有顶表面407及背侧表面409的绝缘基部404。绝缘基部404的顶表面407被用于接收静电夹具的其他部件,比如封装构件408。绝缘基部404的背侧表面409适于设置于基座403上以形成基板支撑组件400。
[0051]如以上论述的,绝缘基部404可由绝缘材料制成以支撑随后形成于其上的电极组件406。在一个实施方式中,绝缘基部404由玻璃、氮化铝、氧化铝、或陶瓷制成。绝缘基部404可具有被选择以容纳设置于其上的基板的大小及形状的平面区域。在一个实例中,绝缘基部404可为具有直径在约4英寸与约18英寸之间的圆形形状。或者,所述平面区域可为多边形,比如矩形。
[0052]在步骤604,电极组件406被设置于绝缘基部404的顶表面407上。类似于以上参照图1至2所描述的电极组件106,电极组件406可包含第一电极412及第二电极414以在通过电源420供电时产生带有不同极性的电荷。
[0053]在一个实施方式中,电极组件406可由金属条、片、杆、箔形成,且可为事先模制的、事先铸造的及事先制造的,并在静电夹具制造期间放置于绝缘基部404的顶表面407上。或者,可实施金属沉积工艺以将电极组件406直接沉积且形成于绝缘基部404的顶表面407上。合适的沉积工艺可包含PVD、CVD、电镀、喷墨印刷、橡胶打印(rubber stamping)、丝网印刷或喷雾印刷处理。额外地,可在绝缘基部404的顶表面407上形成金属浆/金属线。该金属浆/金属线可初始为可在目标表面上以所需图案图样化
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