局部加热的多区域基板支撑件的制作方法
【技术领域】
[0001]本揭示案的实施方式大体涉及用于等离子体处理室中的基板支撑组件，更特定地，涉及具有分布式加热元件的静电夹具，以提供横跨基板的独立温度控制。
【背景技术】
[0002]在半导体及其他工业中，在基板处理期间静电夹具(ESC)被用来固持工件(例如基板)于支撑件上。典型的ESC可包含基部、设置于该基部上的电气绝缘层、及内嵌于该电气绝缘层中的一个或更多个电极。ESC可提供有内嵌式电加热器且ESC可流体地耦接至传热气体源以在处理期间控制基板温度。在使用期间，ESC被固定至处理室中的支撑件。通过电压源对ESC中的电极相对于设置于ESC上的基板电气地施加偏压。相反的静电电荷在ESC的电极中及基板的表面上累积，绝缘层阻止其间的电荷流动。在基板处理期间，由静电电荷的累积而产生的静电力将基板固持至ESC。
[0003]ESC已发展成具有多个同心加热区域以改进处理结果。加热区域提供用于边缘至中心温度控制能力的方式，以均衡化基板或膜的反应速率或其他性质，因为工件上实施的许多化学反应(例如基板蚀刻)高度依赖于温度。在等离子体室内精确地蚀刻基板可为挑战性的，因为室内的等离子体加上(pumping)其他室不对称性可使基板上的温度方位角地(azimuthally)不均匀。方位角温度梯度可不对称地存在于整个基板，使得基板的一个区域相较于该基板的另一区域处于不同的温度。当基板温度不均匀时，特征可能会不一致地蚀刻进设置于基板上的各层中。
[0004]然而对传统ESC而言，沿基板直径方向具有更多的温度控制同心区域是困难的或过于昂贵的。无法控制基板方位角的温度均匀性对在单一基板或基板间的处理均匀性皆造成不利的影响。
[0005]因此，本领域中需要提供多区域温度控制的改进的ESC组件。
【发明内容】
[0006]本揭示案的实施方式提供具有多个温度控制区域的静电夹具(ESC)。在一个实施方式中，ESC包含:绝缘基部；设置于该绝缘基部上的电极组件；独立可控的多个加热元件，这些加热元件耦接至该绝缘基部，这些加热元件被布置以提供方位角温度控制；及介电构件，该介电构件耦接至该基部且形成ESC的基板支撑表面。
[0007]在另一个实施方式中，ESC包含:绝缘基部；介电层，该介电层设置于该绝缘基部上，该介电层具有基板支撑表面；电极组件，该电极组件设置于该绝缘基部与该基板支撑表面之间；及多个加热元件，这些加热元件被配置以方位角地控制横跨基板表面的温度分布。
[0008]在又另一个实施方式中，静电夹具包含:绝缘基部，该绝缘基部具有第一表面及与该第一表面相对的第二表面；电极组件，该电极组件形成在该绝缘基部的该第一表面上，该电极组件具有与第二电极交错的第一电极；多个加热元件，这些加热元件形成在该第一电极与该第二电极的交错部分之间；及封装构件，该封装构件耦接至该电极组件。
[0009]在另一个实施方式中，用于制造ESC的方法包含以下步骤:在绝缘基部上形成电极组件，其中该电极组件包含与第二电极交错的第一电极；在该绝缘基部上形成多个加热元件，这些加热元件被配置以方位角地控制横跨基板表面的温度分布；及在该电极组件上形成封装构件。
【附图说明】
[0010]为了能详细地理解本揭示案的上述特征，可通过参考实施方式而得到以上简要概述的本揭示案的更特定的描述，一些实施方式示于附图中。
[0011]图1A根据本揭示案的一个实施方式描绘静电夹具(ESC)的分解视图。
[0012]图1B至1E根据本揭示案的实施方式描绘电极的多种示例性排列的截面图。
[0013]图2A根据本揭示案的另一实施方式描绘具有图1的ESC的基板支撑组件的截面图。
[0014]图2B根据本揭示案的另一实施方式描绘绝缘基部的一部分的放大俯视图，示出加热元件及电极的排列。
[0015]图3根据本揭示案的一个实施方式描绘图2A的基板支撑组件的示意俯视图，其中一层的一部分被切开以暴露绝缘基部104。
[0016]图4A至4C描绘图2A的基板支撑组件的部分截面图，示出加热元件的多种示例性排列。
[0017]图5根据本揭示案的另一实施方式描绘使用电感加热元件的基板支撑组件的示意部分截面图。
[0018]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。
[0019]然而应注意，附图仅图示本揭示案的典型实施方式，因此不应被视为对本揭示案的范围的限制，因为本揭示案可允许其他等同有效的实施方式。为了利于理解，尽可能的使用相同的元件符号，以标示各图中共同的相同元件。应理解一个实施方式的元件可有利地用于其他实施方式中，而不需进一步的详述。
【具体实施方式】
[0020]本揭示案的实施方式提供具有方位角温度控制的静电夹具(ESC)。ESC包含多个加热元件，这些加热元件为独立可控的，且横跨ESC以能够进行方位角温度控制的方式而分布。在另一个实施方式中，多个加热元件被电感地驱动，因此最少化ESC中为将电力输送至加热元件所需的孔的数量。在其他实施方式中，加热元件可为电阻式加热器。
[0021]图1A根据本揭示案的一个实施方式描绘静电夹具100的分解视图。静电夹具100可被使用在任何合适的等离子体工艺中，包含物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、蚀刻工艺或任何合适的等离子体或真空工艺。静电夹具100也可适用于非等离子体及非真空的环境中，特别是高温应用。虽然于此设置静电夹具100的一个实施方式，但应理解来自任何制造商的静电夹具都可适用于由本揭示案受益。
[0022]静电夹具100通常包含绝缘基部104、设置于绝缘基部104的上表面107上的电极组件106、及设置于电极组件106上的封装构件102。绝缘基部104可具有任何合适的形状，该形状被选择以操纵特定工件。在图1A中所描绘的图示性实例中，绝缘基部104具有带有周边132的圆状形状，该圆状形状与依序地形成于绝缘基部104上的电极组件106和封装构件102的形状及大小实质上相匹配，以允许具有相似形状及大小的基板被设置于其上。注意绝缘基部104可为所需的任何形状或配置。绝缘基部104可由绝缘材料制成，例如介电材料或陶瓷材料。介电材料或陶瓷材料的合适实例可包含氧化硅(例如石英或玻璃)、氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)、含钇材料、氧化钇(Y203)、钇铝石榴石(yttrium-aluminum-garnet ；YAG)、氧化钛(T1)、氮化钛(TiN)、碳化娃(SiC)及类似材料。也可使用掺杂陶瓷，例如钛瓷(titania)掺杂的铝或钙掺杂的氮化铝或类似掺杂陶瓷。选择性地，绝缘基部104可为具有介电层的金属或半导体主体，所述介电层设置于面对电极组件106的表面上。
[0023]设置于绝缘基部104上的电极组件106包含至少两组分布式电极108、110。当施加电压时，各个电极108、110可依需要而被充有不同极性，因此产生静电力。电极108、110可被配置成沿着静电夹具100的宽度的至少两倍的距离分布静电力。每个电极108、110可各具有相互插入的多个电极指120、122。相信交错的电极指120、122提供横跨静电夹具100的大面积而分布的局部静电吸引力，在所述面积中集合体(aggregat1n)在使用较低夹持电压时提供高夹持力。电极指120、122可形成为具有不同长度及几何形状。在一个实例中，电极指120、122之一或两者可由互相连接的电极岛124形成。电极岛124之间的互连126可如图1A中所示位于电极108、110的平面中，或如跨接线和/或过孔的形式而位于平面外。在一个实施方式中，电极指120、122可具有在约0.1_与约20_之间的宽度116，例如约0.25mm至约10mm，宽度116可依据绝缘基部104的类型及欲夹持的材料类型而改变。若需要，则电极指120、122可被配置成具有相互插入的不同大小。可选择地及重复地形成电极指120、122，直到形成所需数量的电极指。
[0024]在第一电极108的每个电极指120之间界定出空间133以接收第二电极110的电极指122。空间133可为空气间隙，由介电间隔材料填充，或由绝缘基部104或封装构件102的至少之一填充。
[0025]应理解示于图1A中的电极108、110的配置仅为示例性目的。电极108、110可用任何所欲配置排列，以使得电极以交替极性分布于绝缘基部104的上表面107之上。具有充电成不同极性的两组不同电极的构思能良好地等同地适用于排列成任何所欲配置的电极。图1B至1E图示第一及第二电极的一些可能的排列。图1B描绘格状电极配置，其中第一电极108与第二电极110相交以