静电钳的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基底固持器，尤其涉及静电钳系统中的控制泄漏。
【背景技术】
[0002]基底固持器(例如:静电钳)被广泛地设置于将热授予基底的装置中，其中基底可能需要将经控制的热转移至基底固持器中或转出基底固持器外，以保持适当的基底温度。热可以是由制程本身所授予或是藉由小心地加热基底所授予。在电阻式加热(resistivelyheat)的静电钳中，为了帮助热转移，可在加热组件及冷却基座之间提供气体。因为加热组件及基座可分别包括不同的材料(例如:陶瓷及金属)，故在加热组件时，可能需要避免将此两种构件联结在一起以避免过度的热不匹配(mismatch)的应变(strain)。若基座未联结于加热组件，则由于在低压环境下的热转移可能非常低，可能因此需要使用气体以转移来自加热组件的热。可藉由使用够高的压力的气体，快速地将陶瓷的热转出，来减少陶瓷与基座之间的温度不匹配。然而，供应于陶瓷与金属之间的气体可能沿着基座与加热组件之间的界面泄漏且进入含有静电钳的制程腔室中。多余的气体泄漏可能在需要控制制程腔室中的气体环境的制程中(包括离子植入机中的电浆或束线布植制程)，导致不佳的制程控制或制程中的基底污染。
[0003]图1a描绘一种现有技术静电钳(eletrostatic clamp，ESC)10的组态，其中基座12以及加热组件14连结在一起。静电钳10包括用来电阻式加热基底(其由加热组件14支撑)的加热器(未显示)。在制程腔室(例如:用于在基底上执行一或多种制程的低压腔室)中，静电钳10可作为基底固持器操作。此种低压腔室的实例包括电浆以及离子束器件(tool)，其中低压腔室可例如在处理基底前排空至10—7托耳(Torr)的压力或更小的压力，且可在10—7至1t3托耳范围内的气体压力环境中操作。
[0004]在制程期间，可使用加热组件14来将基底16加热至一固定温度。为了保持制程控制，基座12可作为散热器(heat sink)以保持适当的热流出加热组件14外，且因而更精确地控制基底温度以及加热组件的温度。为了在加热组件14及基座12之间提供适当的热传导，可经由入口(inlet)(未显示)将气体提供至窄的间隙(腔室)18中，其中窄的间隙(腔室)18形成于加热组件14以及基座12之间。气体可帮助热传导以保持快速的热流至基座12中。此组态亦助于避免可能发生在基座12与加热组件14之间的以上所提到的热不匹配的问题。
[0005]然而，图1的现有技术静电钳组态可能造成气体泄漏至静电钳10外侧的制程腔室24中。举例而言，气体可能沿着界面20泄漏(界面20位于加热组件14与位于间隙18外侧的基座12之间)。因为加热组件14可能是陶瓷而基座12可能是金属，在加热过程中，界面可能相对移动。此外，不同的材料在其连接界面处可能不会形成密合(intimate)接触，导致沿着方向22有可观的气体泄漏。举例而言，在间隙18中的压力可能是几十托耳或更高，而静电钳10外侧的压力可能是在几毫托耳或更少的范围内，如此大的压力差异，与界面20处的不良气密结合，导致气体泄露至基底制程腔室24中的速率很大。
[0006]如图1b所显示，伴随着气体泄漏，间隙18各处的气体压力可能改变，导致静电钳10各处的温度不均匀性。在点I处(靠近静电钳中心)的压力可能最高，其中点I可能是位于靠近将气体提供至间隙的入口(未显示)处。随着气体泄露出间隙18外，压力可能稳定地朝向间隙18的外部(Re)下降，且接着在名义上封合的界面20处快速地下降至静电钳的外侧边缘Ro。此改变的压力可能造成沿着X方向的温度梯度，因为从加热组件14到基座12的热传导速率改变了。
[0007]因此显而易见的是，用于加热基底的现有静电钳组态需要改善。
【发明内容】
[0008]在一个实施例中，静电钳包括用于加热基底的加热组件，加热组件具有朝向基底设置的第一表面以及在第一表面对向的第二表面。基座是以连结于加热组件的第二表面的至少一部分的方式布置。经连结的基座以及加热组件可共同定义在加热组件的第一部分以及基座之间的内间隙。外间隙是以同心于加热组件的第二部分以及基座之间的内间隙的方式布置，藉由形成于加热组件的第二表面以及基座之间的第一封合表面来将内间隙以及外间隙彼此隔离。
[0009]在另一实施例中，静电钳包括基座，其具有第一表面以及用于在制程腔室中支撑基底的外组件，外组件具有第二表面，其是以连结于基座的第一表面的至少一部分的方式布置。静电钳可还包括耦合于外组件的外表面的第一环形部，第一环形部具有第一封合表面，以及包括第二环形部，其耦合于外组件的外表面且具有第二封合表面。且当基底被放置在第一封合表面以及第二封合表面上时，第一环形部可定义内隔室，第一环形部与第二环形部可一同定义同心于内隔室的外隔室。
[0010]在又一实施例中，离子布植系统包括离子源以及静电钳。离子源用于将离子提供至基底。静电钳经布置以固持基底。静电钳包括:加热组件以及基座。加热组件用于加热所述基底。基座经布置以可滑动式地连结加热组件，经可滑动式地连结的基座以及加热组件共同定义内间隙与外间隙。内间隙设置于加热组件之第一部分以及基座之间。外间隙同心于内间隙，且设置于加热组件之第二部分与所述基座之间，藉由第一封合表面来将内间隙以及外间隙彼此隔离，且藉由基座以及加热组件之间的第二封合表面来将外间隙与静电钳的外部环境隔离。
【附图说明】
[0011 ]图1a为一种现有静电钳布置的剖面图。
[0012]图1b描绘在图1a的静电钳中为位置的函数的气体压力的变化。
[0013]图2a为一种静电钳实施例的剖面图。
[0014]图2b至图2c描绘在图2a的静电钳中在不同操作条件下为位置的函数的气体压力的变化。
[0015]图3a以及图3b为一种静电钳的例示性基座的对应的平面图以及剖面图。
[0016]图4为另一种静电钳实施例的剖面图。
[0017]图5为一种例不性离子布植系统的不意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明将以参考附图的方式来更完整地描述于下文中，其中附图所示为本发明较佳实施例。然而，本发明可以许多不同的形式实施且不应被解释为受限于本文所提出的实施例。相反地，提供此等实施例使得本揭示内容将为透彻及完全，且将完整地将本发明的范畴传达给本领域的技术人员。在图中，各处相同的标号意指相同的元件。
[0019]在各种实施例中，可在制程设备(包括离子布植系统、电浆蚀刻器以及沉积系统、其他系统)中提供经加热的静电钳。请参照图5，所示为包括离子源102的离子布植机100的方块图。电源供应101将所需要的能源供应至离子源102，其用以产生特定物种的离子。所产生的离子在经过一系列的电极(萃取电极)104时自离子源102中被萃取出且形成为束95，其中束95通过质量分析器(mass analyzer magnet)106。质量分析器106建构有特定磁场，使得只有具有所需质荷比的离子能够穿过分析器。所需物种的离子通过减速台108至校正磁铁110。依据所施予的磁场强度以及方向来供给校正磁铁110能量以偏折离子射束(1nbeamlet)，从而提供对准设置于支台(例如:平台)114上的工件或基底的带状束。在一些情况下，可在校正磁铁110以及支台114之间设置第二减速台112。当离子在基底中与电子及中子碰撞时离子会损失能量，故离子会根据加速能量而