具有含有最小串扰的热隔绝区的静电夹盘的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例一般涉及具有含有最小串扰的多个热隔离区的静电夹盘。
【背景技术】
[0002] 静电夹盘被用于在处理期间支撑基板。静电夹盘的一个功能是调节所支撑的基板 的温度。为便于这种温度调节，静电夹盘可具有多个不同区，且每个区可被调谐到不同温 度。然而，传统的静电夹盘可展示出各个区之间的显著串扰。在示例中，假设在静电夹盘中 存在两个相邻区，其中第一区被加热到15°C而第二区被加热到25°C。由于邻近于第二区， 这两个区之间的串扰可导致第一区的相对较大部分实际上具有大于15°C的温度。由传统的 静电夹盘所展示出的串扰程度会对某些应用太高。
【附图说明】
[0003] 在附图的以下各图中通过示例的方式，而非通过限制的方式来说明本发明，在 附图中相同的参考标号代表相同元件。应当注意的是，在本公开中对"一（an)"或"一个 (one)"实施例的不同参考不一定是对同一实施例的参考，且这样的参考表示至少一个。
[0004] 图1绘示了处理腔室的一个实施例的截面图。
[0005] 图2绘示了静电夹盘的一个实施例的横截面侧视图。
[0006] 图3是示出了一些示例静电夹盘的热区之间的串扰的曲线图。
[0007] 图4是根据一个实施例的静电夹盘的俯视图。
[0008] 图5是根据一个实施例的静电夹盘的仰视图。
[0009] 图6是根据一个实施例的静电夹盘的横截面侧视图。
[0010] 图7是静电夹盘组件堆栈的横截面侧视图。
[0011] 图8示出了根据本发明的实施例的用于制造静电夹盘的工艺。
【具体实施方式】
[0012] 本文中所描述的是具有导热基底（亦被称为冷却板）的静电夹盘，该导热基底具 有彼此近似热隔离的多个热区。不同的热区被热隔离器（亦被称为断热器）分开，这些热 隔离器从导热基底的上表面朝向导热基底的下表面延伸。可用硅氧树脂、真空、或其他隔热 材料来填充这些热隔离器。替代地，这些热隔离器可被排放到大气。相比于传统的静电夹 盘，这些热隔离器将静电夹盘的热区之间的串扰减少50%那么多。
[0013] 图1是其中设置有基板支撑组件148的半导体处理腔室100的一个实施例的截面 图。处理腔室100包括封围内部空间106的腔室主体102与盖104。腔室主体102可由铝、 不锈钢或其他适合的材料制成。腔室主体102 -般包括侧壁108与底部110。可毗邻侧壁 108设置外衬垫116以保护腔室主体102。可利用抗等离子体或抗含卤素气体材料制造和 /或涂覆外衬垫116。在一个实施例中，外衬垫116由氧化铝制成。在另一个实施例中，由 氧化钇、钇合金或其氧化物制成或涂覆外衬垫116。
[0014] 排气口 126可被限定在腔室主体102中，并且可将内部空间106耦接至栗系统 128。栗系统128可包括一个或多个栗与节流阀，节流阀被用于排除与调节处理腔室100的 内部空间106的压力。
[0015] 盖104可被支撑在腔室主体102的侧壁108上。可打开盖104以允许进入处理腔 室100的内部空间106,并且可在关闭时为处理腔室100提供密封。气体面板158可与处理 腔室100耦接以通过气体分配组件130将处理气体和/或清洗气体提供到内部空间106,该 气体分配组件130是盖104的一部分。处理气体的示例可被用于在处理腔室中处理，包括 诸如C 2F6、SF6、SiCl4、HBr、NF3、CF 4、CHF3、CH2F3、(：12与SiF 4以及其他之类的含卤素气体，以 及诸如〇2或N 20之类的其它气体。载体气体的示例包括N2、He、Ar，以及对处理气体惰性的 其他气体（例如，非反应性气体）。气体分配组件130可具有在气体分配组件130的下游 表面上的多个孔132以将气流导向基板144的表面。另外或替代地，气体分配组件130可 具有中心孔，气体通过陶瓷气体喷嘴而馈送到中心孔。可由陶瓷材料（诸如碳化硅、氧化钇 等）制造和/或涂覆气体分配组件130,以对含卤素化学成份提供抵抗以防止腐蚀气体分配 组件130。
[0016] 基板支撑组件148被设置在气体分配组件130下方的处理腔室100的内部空间 106中。在处理期间，基板支撑组件148保持基板144。内衬垫118可被涂覆在基板支撑组 件148的外围上。内衬垫118可以是抗含卤素气体材料，诸如参考外衬垫116所讨论的那 些材料。在一个实施例中，内衬垫118可由与外衬垫116的材料相同的材料制成。
[0017] 在一个实施例中，基板支撑组件148包括支撑基座152的安装板162与静电夹盘 150。静电夹盘150进一步包括经由接合138接合到陶瓷主体（被称为静电定位盘166或 陶瓷定位盘）的导热基底164。静电定位盘166可由诸如氮化铝（AlN)或氧化铝（Al 2O3)之 类的陶瓷材料制成。安装板162与腔室主体102的底部110耦接并且包括用于将公共设施 (例如，流体、电力线、感测器引线等）路由至导热基底164与静电定位盘166的通道。在一 个实施例中，安装板162包括塑胶板、设备板与阴极底板。
[0018] 导热基底164和/或静电定位盘166可包括一或多个可选的嵌入式加热元件176、 嵌入式热隔离器174和/或导管168、170以控制支撑组件148的横向温度分布。热隔离器 174 (亦被称为断热器）从导热基底164的上表面朝向导热基底164的下表面延伸，如图示。 导管168、170可与流体源172流体耦接，该流体源172通过导管168、170使温度调节流体 循环。
[0019] 在一个实施例中，嵌入式热隔离器174可被设置在导管168、170之间。加热器176 由加热器电源178所控制。导管168、170与加热器176可被用于控制导热基底164的温 度，藉此加热和/或冷却静电定位盘166与正被处理的基板（例如，晶片）。可使用数个温 度传感器190、192来监控静电定位盘166与导热基底164的温度，可使用控制器195来监 控该数个温度传感器190、192。
[0020] 静电定位盘166可进一步包括多种气体通道，诸如槽、台面、密封带（例如，外密封 带（OSB)和/或内密封带（ISB))以及其他表面特征，可在静电定位盘166的上表面中形成 这些气体通道。气体通道可经由在定位盘166中所钻的孔来与导热气体（诸如He)的来源 流体耦接。在操作中，可按受控的压力将气体提供到气体通道中以增强静电定位盘166与 基板144之间的热传递。
[0021] 静电定位盘166包括由夹持电源182所控制的至少一个夹持电极180。电极 180 (或设置在定位盘166或基底164中的其他电极）可进一步通过匹配电路188与一个 或多个RF电源184、186耦接，以用于维持由处理腔室100内的处理气体和/或其他气体形 成的等离子体。电源184、186通常能够产生具有从约50kHz到约3GHz的频率以及高达约 10, 〇〇〇瓦的功率的RF信号。
[0022] 图2描绘了静电夹盘150的一部分的横截面侧视图。静电夹盘150的该部分包括 位于静电夹盘150的中心214与静电夹盘150的外周边216之间的区域。静电夹盘150的 中心这个术语在这里是被用来指代静电夹盘150在与静电夹盘150的表面共面的平面中的 中心。静电夹盘150包括静电定位盘1