用于薄基板搬运的静电载体的制作方法
【专利说明】
[0001]背景
技术领域
[0002]本文所述的实施方式大体涉及静电卡盘(electrostatic chuck ;ESC)。更具体而言，本文所述的实施方式涉及用于薄基板搬运(handle)的改良的静电载体设计。
[0003]现有技术描述
[0004]在诸如半导电基板及显示器之类的基板的处理中，基板在处理期间被固持在工艺腔室中的支撑件上。支撑件可包括静电卡盘，该静电卡盘具有能够经电偏压以将基板固持在支撑件上的电极。支撑件可包括支撑静电卡盘于腔室中的基座，及支撑件可能能够提升或降低静电卡盘及基板的高度。基座亦可给连接至支撑件的部分的连接线、气管等提供保护外壳。
[0005]在用以处理基板的一些等离子体处理中，经激励的气体(energized gas)用以通过例如蚀刻基板上的材料或沉积材料于基板上来处理基板，或用以清洁腔室中的表面。这些经激励的气体可包含诸如化学蚀刻剂之类的强腐蚀性物种(highly corrosivespecies)，以及可腐蚀静电卡盘的部分的经激励的离子及自由基物种。被腐蚀的静电卡盘可能是有问题的，因为被损坏的静电卡盘可能不提供用于处理基板或固持基板所期望的电特性。此外，已从静电卡盘腐蚀出的粒子可能污染腔室内正在进行处理的基板。
[0006]由陶瓷制成的静电卡盘可能是合乎需要的，因为这些静电卡盘具有改良的对经激励的处理气体的腐蚀的抗性，及这些静电卡盘可甚至在超过数百摄氏度的高基板处理温度下维持这些静电卡盘的结构完整性。然而，具有整合的静电卡盘的传统支撑件的问题在于:陶瓷静电卡盘与支撑基座之间可能发生热膨胀不匹配，尤其是在高温下执行基板处理期间。陶瓷材料与金属基座的热膨胀系数差异可能导致热应力及机械应力，这些应力可能引起陶瓷破裂或碎裂。
[0007]此外，具有形成为穿过静电卡盘的多个孔的陶瓷静电卡盘可能尤其易遭受开裂。用以将静电卡盘内的电极耦接至电源的过孔(via)的孔可为一个应力点实例，该应力点可诱发陶瓷材料的开裂或破裂。孔通常被认为是静电卡盘的机械完整性中的固有弱点。当静电卡盘开裂或破裂时，静电卡盘可能丧失有效固定(retain)基板的能力，并且可能增加粒子的产生。此外，对不断更换开裂的静电卡盘的需要可能是昂贵的及浪费的。
[0008]由此，在本领域中需要的是一种具有改良的机械完整性及减少的或消除的应力起始点(stress initiat1n point)、同时能够维持所期望的静电親合特性的静电卡盘。
【发明内容】
[0009]在一个实施方式中，提供一种静电卡盘。所述静电卡盘可包括:具有界定静电卡盘的底部的底表面的实质刚性支撑层、第一电极、及具有界定静电卡盘的顶部的顶表面的介电层。第一电极可设置于介电层的顶表面与支撑层之间。支撑层、第一电极、及介电层可形成整体主体，及第一连接器可耦接至第一电极及可暴露于静电卡盘的底部。第一导线可形成在支撑层及介电层的外围表面上，从而连接第一连接器与第一电极。
[0010]在另一实施方式中，提供一种用于夹持基板的设备。所述设备可包括支撑构件及设置于支撑构件顶表面上的静电卡盘。静电卡盘可包括:具有界定静电卡盘的底部的底表面的实质刚性支撑层、至少部分地与第二电极交错(interleave)的第一电极、及具有界定静电卡盘的顶部的顶表面的介电层。第一电极及第二电极可设置于介电层的顶表面与支撑层的顶表面之间。导线可将第一电极及第二电极电耦接至设置于支撑层上的连接器，及导线可形成于支撑层及介电层的外围表面上。
[0011]在另一实施方式中，提供一种静电卡盘。所述静电卡盘包括:具有界定静电卡盘的底部的底表面的实质刚性支撑层、第一电极、至少部分地与第一电极交错的第二电极、及具有界定静电卡盘的顶部的顶表面的介电层。第一电极可设置于介电层的顶表面与支撑层之间。支撑层、第一电极、第二电极、及介电层可形成整体主体。第一连接器可耦接至第一电极及可暴露于静电卡盘的底部。第一导线可形成在支撑层及介电层的外围表面上，及可连接第一连接器与第一电极。第二连接器可耦接至第二电极及可暴露于静电卡盘的底部。第二导线可形成在支撑层及介电层的外围表面上，及可连接第二连接器与第二电极。
[0012]附图简要说明
[0013]因此以可详细理解本公开内容的上述特征的方式，通过参照实施方式可获得上文简要概述的本公开内容的更具体的描述，这些实施方式中的一些实施方式在附图中示出。然而，应注意的是，附图仅图示本公开内容的典型实施方式，且因此这些附图不应被视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。
[0014]图1是具有基板支撑件的处理腔室的示意性横剖面视图。
[0015]图2是耦接至基板支撑件的静电卡盘的一个实施方式的示意性的略微分解横剖面视图。
[0016]图3是耦接至基板支撑件的静电卡盘的一个实施方式的示意性的略微分解横剖面视图。
[0017]图4是电极暴露出来的静电卡盘的顶视图。
[0018]图5是图4的静电卡盘的底视图。
[0019]图6是静电卡盘的顶视图。
[0020]为便于理解，已尽可能使用相同的附图标记来指代各图所共有的相同元件。预期一个实施方式的元件及特征可有益地并入其他实施方式而无需赘述。
【具体实施方式】
[0021]本文所提供的实施方式大体涉及静电卡盘(electrostatic chuck ;ESC)。静电卡盘可包括减少数目的应力起始点诸如穿过静电卡盘的孔，此举可改良静电卡盘的机械完整性。设置于静电卡盘中的电极可经由导电导线连接至电触点及电源，这些导电导线可被耦接或被形成为沿着静电卡盘的外围外表面。由此，可减少或消除对形成于静电卡盘中的孔的需求。在一些实施方式中，气体通道可形成于顶表面、底表面、或顶表面与底表面两者上。气体通道可减少或消除对于形成为穿过静电卡盘的气体通道的需求，并且可有助于基板支撑件、静电卡盘与耦接至静电卡盘的基板之间的热传递。
[0022]图1是真空处理腔室100的示意性横剖面视图，该真空处理腔室100包括基板支撑件150及静电卡盘120的一个实施方式。静电卡盘120被配置成在处理期间将基板121固定在静电卡盘120上。静电卡盘120可能尤其对于处理薄基板121是有用的。尽管处理腔室100被图示为蚀刻腔室，但诸如沉积、离子注入、退火、等离子体处理等的其他类型的处理腔室亦可适于利用至少本文所述的基板支撑件及静电卡盘之一。
[0023]处理腔室100大体包括界定工艺空间105的壁130及喷嘴106。可经由狭缝阀开口 108进出工艺空间105，以便基板121可被机器人(robotically)传送进腔室100及从腔室100传送出。排气区域128可包括壁126，及可耦接至真空栗136，该真空栗136可适于将处理气体从工艺空间105经由排气区域128排出腔室100。
[0024]基板支撑件150可设置于腔室100内。基板支撑件150可包括基板支撑主体118，该基板支撑主体118可设置于工艺空间105内。侧壁119可从支撑主体118的表面168延伸。静电卡盘120及基板121 (可选地)可设置于侧壁119内。侧壁119可大体上界定静电卡盘120及基板121，及与静电卡盘120和基板121相间隔。支撑主体118可为固定的，如图1所示，或可耦接至致动器以升举和降低基板支撑主体118。支撑主体118包括多个升降杆孔160。静电卡盘120被配置成在处理期间将基板121固定在静电卡盘上。静电卡盘120包括与多个升降杆孔160对准的升降杆孔125。
[0025]多个升降杆123可以可移动地被设置成穿过支撑主体118及静电卡盘120的孔160、125。多个升降杆123接合(interface)在致动器190中，该致动器190使升降杆123穿过支撑主体118及静电卡盘120在第一或降低的位置与第二或升高的位置之间移动，该第一或降低的位置与静电卡盘120的基板支撑表面166齐平或在该表面166下方，该第二或升高的位置延伸于该支撑表面166上方。在该第一位置中，基板121就位于支撑表面166上。在该第二位置中，基板121被隔开于支撑表面166上方，以允许机器人将基板传送进处理腔室100及从处理腔室100传送出。
[0026]相关于静电卡盘120，支撑主体118可包括气体导管112及电导管(图1中未图示)以用于向静电卡盘120