用于半导体晶圆处理的高效率静电夹盘组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于半导体晶圆处理的高效率静电夹盘组件，大体上提供了高效率的静电夹盘，该夹盘包括挠性堆叠件，该挠性堆叠件具有设置于介电材料的两个层之间的电极。这些层中的至少一个层是标准的或高纯度的热塑性膜。该挠性堆叠件可以在基板支撑表面上具有毛面修整以提供诸如在该夹盘的整个表面上改善的温度分布的优点。该挠性堆叠件的非基板支撑侧或底座容纳侧可以受到等离子体处理，该等离子体处理提供所要的表面修整，随后用丙烯酸或环氧树脂黏接剂将该挠性堆叠件接合至底座，从而产生与传统的聚合物静电夹盘相比而更为优越的接合强度。该电极可以是释放衬垫上的薄片电极，该薄片电极实现了制造的便利。
【专利说明】用于半导体晶圆处理的高效率静电夹盘组件
[0001 ]本申请是申请号为201110339410.5的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的实施例大体涉及在处理环境中用于固持(hold)基板的静电夹盘。
【背景技术】
[0003]在基板处理应用中，夹盘用以固持基板，以防止在处理期间基板的移动或失准(misalignment)。静电夹盘使用静电引力来将基板固持在适当的位置。静电夹盘的使用已获得广泛接受，这是因为静电夹盘相比于机械夹盘及真空夹盘的优点，例如，基板中与应力相关的破裂的减少、处理腔室中污染的减少及将基板保持在低真空环境中的能力。
[0004]典型的静电夹盘包括导电电极，该导电电极嵌入电绝缘体内部。电压源使基板相对于电极产生电偏压。该绝缘体防止电子流经该绝缘体而使相反的静电电荷在基板中及电极中累积。因此，产生了静电力以将该基板吸引且固持于夹盘上。
[0005]普通的静电夹盘为多层结构，该多层结构使用用于绝缘层的聚酰亚胺来制造，这些绝缘层将铜电极夹在当中。聚酰亚胺为热固性材料，该热固性材料具有理想的特性，例如高温稳定性(相对于其它有机聚合物而言)、优良的介电行为及优良的机械特性。然而，使用聚酰亚胺以隔绝电极会限制夹盘在某些基板制造工艺中的使用寿命。聚酰亚胺及类似聚合物对于某些处理气体及等离子体具有较低的耐蚀性。各种基板处理操作中所用的含氧气体及等离子体对静电夹盘上的聚酰亚胺层是特别有害的。在这些工艺期间，绝缘体可受到处理气体腐蚀，所造成的电极的暴露导致夹盘在处理期间失效且导致整个基板成本损失较大。
[0006]此外，当基板断裂或碎裂以形成具有锐缘的碎片时，基板碎片可能容易刺穿聚酰亚胺膜，从而使夹盘的电极暴露。基板碎片也可能从基板背侧转移至该聚酰亚胺膜。即使绝缘体中仅暴露一个针孔处的电极也可能在电极与等离子体之间引起电弧，并因而需要替换整个夹盘。
[0007]此外，制造上述静电夹盘的工艺需要使用压敏或热敏黏接剂，以及较为费力的电路安装。例如，铜电极电路可被电镀于聚酰亚胺膜上。在形成电极之后，可使用压敏或热敏黏接剂将第二聚酰亚胺膜层黏接于该电极层上。随后使用压敏或温度敏感的酚类黏接剂将多层堆叠件(stack)黏接至夹盘的基底。此工艺不仅复杂，而且此工艺需要许多步骤并需要延长制造时间。因此，需要改善的静电夹盘及制造该静电夹盘的简化方法。
【发明内容】
[0008]在一个实施例中，一种静电夹盘组件包括挠性堆叠件，该挠性堆叠件具有预成型电极，该预成型电极嵌入第一介电层与第二介电层之间。该第一介电层可包括聚芳醚酮材料。该聚芳醚酮第一介电层具有暴露的基板支撑表面。第二介电层具有暴露的接合(bond)表面。在另一实施例中，该静电夹盘组件还包括底座，该底座接合至挠性堆叠件的第二介电层的接合表面。接合表面与底座之间的剥离强度介于约每线性英寸2镑(约0.91公斤)与约每线性英寸14镑(约6.35公斤)之间。
[0009]在另一实施例中，一种静电夹盘组件包括基板支撑底座及挠性堆叠件，该挠性堆叠件用黏接层接合至该基板支撑底座。该黏接层具有剥离强度，该剥离强度介于约每线性英寸2镑(约0.91公斤)与约每线性英寸14镑(约6.35公斤)之间。该挠性堆叠件还包括第一介电层、第二介电层及预成型薄片电极，该预成型薄片电极设置于第一介电层与第二介电层之间。第一介电层及第二介电层可以热塑方式接合或用黏接剂接合。在另一实施例中，第一介电层由聚芳醚酮形成。在另一实施例中，第一介电层由聚芳醚酮形成，而第二介电层由聚酰亚胺形成。
[0010]在又一实施例中，一种制造静电夹盘组件的方法包括以下步骤:在聚芳醚酮层与介电层之间置放预成型薄片电极;将该聚芳醚酮层与该介电层接合在一起；用等离子体处理该介电层的表面;将该经等离子体处理的介电层接合至基板支撑底座。该介电层与该基板支撑底座之间的接合具有剥离强度，该剥离强度介于约每线性英寸2镑(约0.91公斤)与约每线性英寸14镑(约6.35公斤)之间。
【附图说明】
[0011]通过参考本发明的实施例(这些实施例中的一些被图示于附图中)，可以对上文简述的本发明进行更具体的描述，以详细理解本发明的上述特征。然而应注意，这些附图仅以举例方式图示本发明的典型实施例，不应认为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。
[0012]图1A为根据本发明的静电夹盘组件的实施例的示意性截面图。
[0013]图1B为图1A中的静电夹盘组件的分解示意性截面图。
[0014]图1C为图1A中的静电夹盘的基板容纳表面的一部分的放大示意性截面图。
[0015]图2为示例性处理腔室的示意性截面图，在该示例性处理腔室中可利用静电夹盘组件。
[0016]图3为示例性集群工具的示意性俯视平面图，在该示例性集群工具中可利用示例性处理腔室。
【具体实施方式】
[0017]本发明大致而言提供一种用于将基板固持在处理容积中的高效率静电夹盘组件。该高效率静电夹盘组件包括挠性堆叠件，该挠性堆叠件接合至基板支撑底座。该挠性堆叠件包括电极，该电极设置在两个介电层之间。尤其是，该挠性堆叠件的至少顶部或第一介电层可以是聚芳醚酮(polyaryletherketone)，例如，该聚芳醚酮为标准级或高纯度级，在该标准级或高纯度级聚芳醚酮中存在极低含量的金属离子。与目前用于静电夹盘的聚酰亚胺或其它聚合物膜相比，聚芳醚酮具有极佳的耐磨性、耐高温性、耐等离子体性、耐化学腐蚀性、电稳定性及强度。此外，该挠性堆叠件可在第一介电层的基板支撑表面上具有毛面修整(matte finish)，以提供诸如在静电夹盘的整个表面上改善温度分布的优点。该烧性堆叠件的非基板支撑侧可以受到等离子体处理，该等离子体处理提供所要的表面修整，随后使用黏接剂将该挠性堆叠件接合至底座，从而与传统的聚合物静电夹盘相比产生更为优越的接合强度及热导率。静电夹盘的电极可以是预成型薄片电极，该预成型薄片电极实现更均匀的厚度控制，因此该预成型薄片电极实现更优良的夹持效能，该预成型薄片电极还增加了制造的便利。
[0018]图1A为根据本发明的静电夹盘组件100的一个实施例的示意性截面图。静电夹盘组件100包括至少一个挠性堆叠件112。静电夹盘组件100也可以包括基板支撑底座110，使用层黏接剂108(例如丙烯酸、环氧树脂、氯丁橡胶或其它适合的黏接剂)层把基板支撑底座110接合至挠性堆叠件112。挠性堆叠件112包括介电部件120，介电部件120具有嵌入式电极122。电极122可以被预成型或电沉积于介电部件120中的一者上。电极122可预先配置成各种几何结构，且电极122可以是单极性的或双极性的。介电部件120可以包括至少第一介电层124及第二介电层114，第二介电层114具有电极122，电极122设置在第一介电层124与第二介电层114之间。在一个实施例中，第一介电层124接合至基板支撑底座110，且第一介电层124具有电极122，电极122设置于第一介电层124上。第二介电层114设置在电极122及第一介电层124的顶部。可使用黏接剂将第一介电层124与第二介电层114接合在一起，藉此将电极122夹在第一介电层124与第二介电层114之间。或者，可将第一介电层124与第二介电层114以热塑方式接合在一起，以将电极122夹在第一介电层124与第二介电层114之间。
[0019]第一介电层124及第二介电层114中的每一者可具有介于约25μηι至约75μηι之间的厚度。层124、层114中的每一者的厚度可以被选择来使特定应用的热导率及夹持要求最优化。介电层124、介电层114可以各自包括单一层的材料;或者，根据需要，介电层124、介电层114中的一者或两者可以包括多个层的材料。
[0020]基板支撑底座110可以是底座(pedestal)，该底座由用于等离子体处理腔室的公知材料(例如铝或不锈钢)形成。基板支撑底座110可以包括开孔111，导电延伸116可以延伸穿过开孔111以提供电接触表面118，功率可以经由电接触表面118而被连接至电极122。在一个实施例中，导电延伸116是电极122的组成部分，即，导电延伸116、电极122为单一的一体组件，该组件使子组件的数目最小化、确保稳健的电连接性、降低成本且简化组件。导电延伸116可以黏接至支撑底座110的底部。或者，导电延伸116可以与电极122分离，且导电延伸116可硬焊至电极122，或导电延伸116可以用其它方式电连接至电极122。可以将约200伏特至约3，000伏特的范围的高电压施加至电极122，以产生绝缘介电膜的极化，从而在第二介电层114的基板支撑表面132上产生静电，以使得基板由该静电的库仑力吸引并固持于支撑底座110上。基板支撑底座110可以包括导管113，导管113设置于基板支撑底座110中，热传送流体可流经导管113，以帮助控制基板的温度。
[0021]为了给被固持至第一介电层124的基板支撑表面132的基板提供改善的热传送，可以把热传送气体经由导管128馈送至第一介电层124的表面。导管128可以通向气体引导通道(未示出)，这些气体引导通道形成于第一介电层124的基板支撑表面132中。这些通道可采取各种几何形式。热传送气体可在基板的处理期间经由导管128馈送至气体引导通道。
[0022]挠性堆叠件112的第一介电层124及第二介电层114可以由介电膜或薄片制造。在其它实施例中，挠性堆叠件112的第一介电层124及第二介电层114中的一者或两者可通过旋转沉积(spin deposit1n)、喷雾沉积或其它适合的沉积工艺来制造。在一个实施例中，挠性堆叠件112的第一介电层124及第二介电层114中的一者或两者可以由高纯度的热塑性膜(例如聚芳醚酮)形成。用于挠性堆叠件112的第一介电层124和/或第二介电层114的聚芳醚酮膜可以是标准级聚芳醚酮或高纯度级聚芳醚酮，在该标准级聚芳醚酮或高纯度级聚芳醚酮中存在极低含量的金属离子。在此上下文中，“高纯度”被定义为以下金属中的每一者含量不大于百万分之一:招、铺、砷、钡、铍、祕、硼、镉、I丐、络、钴、铜、镓、锗、給、铟、铁、铅、锂、萊、镁、猛、钼、镍、银、磷、钾、铷、钪、砸、娃、银、钠、锁、硫、钽、碲、铭、锡、钛、妈、银、.乙、锌和锆。在一个实施例中，第一介电层124及第二介电层114中的至少一者由聚酰亚胺或其它适合的热塑性膜，而非高纯度聚芳醚酮制造。例如，第一介电层124可以由高纯度聚芳醚酮制造，而第二介电层114可以由聚酰亚胺制造。在又一实施例中，第一介电层124包括高纯度聚芳醚酮，且第一介电层124以旋转或喷雾方式沉积在电极122及第二介电层114上，其中第二介电层114由聚酰亚胺制造。
[0023]挠性堆叠件112具有至少第一介电层124，第一介电层124由高纯度聚芳醚酮制造，与仅由聚酰亚胺膜制造的传统静电夹盘相比，挠性堆叠件112具有极佳的机械强度及抗穿刺性(puncture resistance)。如先前所述，基板粒子可能从晶圆(wafer)的背侧或从晶圆断裂处迀移至挠性堆叠件112的表面。第一介电层124的穿刺可能在腔室中引起电极122与等离子体之间的电弧。因此，对于至少第一介电层124而言，使用高纯度聚芳醚酮从而提供防止基板粒子穿刺的保护，来显著地延长挠性堆叠件112的寿命。
[0024]此外，至少部分地由高纯度聚芳醚酮制造的挠性堆叠件112具有极佳的耐高温性，例如对于具有超过摄氏200度的温度的处理环境。由高纯度聚芳醚酮制造的挠性堆叠件112还显示出对于较大范围的化学环境(包括碱金属、芳香烃、醇、加氢化的烃)的极佳的耐化学性。
[0025]高纯度聚芳醚酮还具有极佳的耐等离子体性。例如，具有100%的氧气(O2)的预清洁蚀刻等离子体在10.3cm2薄片上执行的等离子体蚀刻的100小时内，可造成少于0.14g/cm2的质量损失。该特征使得在不需要开启腔室且将腔室暴露于污染物的情况下，就能对挠性堆叠件112的基板支撑表面132进行预处理和清洁以使夹持参数最优化;而对于清洁由聚酰亚胺膜建构的静电夹盘的基板支撑表面而言，则需要开启腔室并将腔室暴露于污染物。
[0026]高纯度聚芳醚酮也可以抵抗若干强腐蚀性气体。举例而言，挠性堆叠件112可用于具有腐蚀性气体的处理环境，这些气体例如氯气(Cl2)、三氯化硼(BCl3)、四氟甲烷(CF4)及三氟甲烷(CHF3),而不需要额外的保护罩。此特征使挠性堆叠件112能够用于延长腔室清洁工艺之间的时间，从而与使用完全由聚酰亚胺膜建构的静电夹盘相比能够使系统的可工作时间更长。
[0027]在第一介电层124由高纯度聚芳醚酮制造而第二介电层114由聚酰亚胺制造的实施例中，挠性堆叠件112有以下性能优点:使聚芳醚酮暴露于基板及等离子体，以实现改善的处理结果并增加使用寿命，同时聚酰亚胺材料还提供了节省成本以及对于支撑底座110改善的黏接性，该聚酰亚胺材料设置于基板支撑底座110与电极122之间。
[0028]与传统的聚酰亚胺膜相比，图1A的挠性堆叠件112还由于高纯度聚芳醚酮的使用而使制造简单且容易。在形成第一介电层124及第二介电层114中的至少一者时使用高纯度聚芳醚酮的一个优点是因为材料的热塑性特征，在一些实施例中，该热塑性特征促进第一介电层124以热塑方式接合至第二介电层114。
[0029]如上所述，电极122可以被预成型或电沉积于介电部件120中的一者上，且电极122的厚度可介于约5μπι与约40μπι之间。使用电极122的预成型薄片的一个优点是便于制造且便于减少缺陷。例如，预成型电极122可以以更均匀的方式制造，且预成型电极122可以更易于检查，从而降低生产成本且提高质量。此外，电镀铜电路可能具有高达22%的非均匀性，且这些电镀铜电路可能需要在电极形成之前，将种晶层(seed layer，例如钛种晶层)沉积于介电部件120上。这种非均匀性对完成的静电夹盘的性能(即固持力)具有有害效果。此外，种晶层中未由电极122所覆盖的部分提高了弧电位。相反，使用电极122的预成型薄片对于各个挠性堆叠件提供非常一致的厚度，从而与公知静电夹盘相比，对于各个夹持性能产生优越的均匀性。
[0030]图1B为夹盘组件100的分解截面图。根据本发明的一个实施例，电极122(例如铜电极)经预成型，且将电极122嵌入第一介电层124与第二介电层114之间以产生挠性堆叠件112。电极122可以是预成型的导电薄片(即膜)，例如铜片。在一个实施例中，电极122是经预成型的导电铜片，该导电铜片电沉积于释放衬垫(release liner)上。使用电极122的薄片产生电极，该电极具有厚度均匀性，该厚度均匀性显著高于使用电镀层或金属筛网可达成的厚度均匀性，该电镀层或金属筛网用于公知静电夹盘。此外，使用电极122的薄片允许该电极具有厚度，该厚度显著大于使用电镀层可实现的厚度。在一个实例中，电极122可由铜片形成，该铜片具有在约5μπι与约40μπι之间选择的厚度。该厚度均匀性可低于约10%。因此，由于与现有技术的公知静电夹盘相比而增加的表面均匀性，本发明的电极122提供在整个静电夹盘组件100上更均匀的基板固持力。此外，由于电极122的增加的平坦性及厚度均匀性，与现有技术的静电夹盘相比，静电夹盘的耐电弧性得以改善。此外，通过将现有技术的电镀步骤消除，根据本发明的静电夹盘降低了腔室受到电镀工艺期间使用的材料(例如钛等)污染的可能性。
[0031]电极122可被接合至挠性堆叠件112的第一介电层124和/或第二介电层114。在一个实施例中，使用热量及压力将电极122直接熔合至挠性堆叠件112的第二介电层114。在利用预成型电极122时，将电极122直接熔合至挠性堆叠件112的第二介电层114不像现有静电夹盘组件中那样需要在平板电极与介电层之间设置铜的种晶层。铜的种晶层的这种消除在产生更稳健接合的同时，还降低了成本及制造复杂性，这种更稳健接合不易遭受可导致较差性能的分层及破坏。
[0032]黏接剂150用以将第一介电层124接合至第二介电层114，以形成挠性堆叠件112。如上所述，挠性堆叠件112也可以替代性地被加热和加压而以热塑方式将第一介电层124接合至第二介电层114，以形成挠性堆叠件112。在一个实施例中，黏接剂150可以是丙烯酸、环氧树脂或氯丁橡胶黏接剂。在另一实施例中，黏接剂150为光学透明黏接剂，例如透明的丙烯酸黏接剂。也可利用其它适合的光学透明黏接剂。光学透明黏接剂的使用促进了对于黏接剂150内部杂质及污染物经改善的检查，黏接剂150内部的这些杂质及污染物可能助长较差的接合和/或较差的热传送效能。因此，光学透明黏接剂150提供了更稳健的静电夹盘组件100，不同的夹盘之间变化较小。此外，由于第一介电层124是透明的，故光学透明黏接剂150的使用使得能够在挠性堆叠件112的层124、层114已被接合之后对电极122进行检查。在一个实施例中，黏接剂150具有介于约0.5μπι至约2.Ομπι之间的厚度。
[0033]在接合工艺之前、期间或之后的任一者，挠性堆叠件112的基板支撑表面132可经处理，以提供所要的表面粗糙度或该处的毛面修整。或者，基板支撑表面132可具有光面修整(glossy finish)。在烧性堆叠件112的基板支撑表面132上使用毛面修整会产生优于公知聚合物静电夹盘的若干优点。例如，因为毛面修整中的尖峰在基板支撑表面132上方延伸，所以基板支撑于这些尖峰顶部，从而使得与基板的接触面积减少，并使来自导管128的热传送气体能够在整个基板表面上有更好的温度分布。此外，基板与挠性堆叠件112的基板支撑表面132之间的接触面积减少使得对于基板和/或处理条件的灵敏度较小。例如，相比于具有公知表面修整的静电夹盘，挠性堆叠件112更不易遭受磨损及粒子穿刺。图1C为挠性堆叠件112的基板支撑表面132的示意性放大截面图。如图1C所示，基板支撑表面132可以具有多个尖峰或凸形134，尖峰或凸形134设置在整个基板支撑表面132上。凸形134从基板支撑表面132向上延伸距离(d)，且凸形134由间隙136彼此分离。
[0034]底座容纳表面138界定于挠性堆叠件112的第二介电层114上，底座容纳表面138可被处理以提供所要的表面修整，来增强挠性堆叠件112与支撑底座110之间的接合强度。在一个实例中，底座容纳表面138通过使用等离子体蚀刻来处理，该等离子体由氧气或腐蚀性气体(例如，02、CF4)产生。等离子体处理提供底座容纳表面138上的表面修整，底座容纳表面138具有增加的表面面积，以接合至支撑底座110。举例而言，已发现等离子体处理使底座容纳表面138中的尖峰每平方微米增加了至少200%。此外，已发现等离子体处理使底座容纳表面138中的尖峰的轮廓改变成更圆的轮廓。底座容纳表面138上的尖峰数目的增加及尖峰圆形轮廓的增加的两者皆使对于支撑底座110的黏接力增加，支撑底座110的表面粗糙度维持在小于63Ra。实际上，已发现将底座容纳表面138处理成所要的表面光度引起挠性堆叠件112与支撑底座110之间的接合或剥离强度显著增加，如随后所述。预期表面处理可使用其它技术来完成。亦已发现对表面进行等离子体处理引起杂质的移除，杂质的移除进一步增强了第二介电层114的底座容纳表面与支撑底座110之间的接合。
[0035]在对底座容纳表面138进行处理之后，使用黏接剂108将挠性堆叠件112接合至支撑底座110。在一个实例中，黏接剂108为丙烯酸、环氧树脂或氯丁橡胶黏接剂。在另一实施例中，黏接剂108为光学透明黏接剂，例如，透明的丙烯酸黏接剂。可利用其它适合的光学透明黏接剂。光学透明黏接剂的使用促进对于黏接剂108内部杂质及污染物经改善的检查，黏接剂108内部的这些杂质及污染物可助长较差的接合和/或较差的热传送效能。因此，光学透明黏接剂108的使用提供更稳健的静电夹盘组件100，更稳健的静电夹盘组件100具有较少的夹持对夹持的变化。黏接剂108的使用(黏接剂108与传统上用于静电夹盘接合工艺的酚类黏接剂不同)允许使用增加的黏接剂厚度，从而产生增加的接合或剥离强度，而无需牺牲热导率，该热导率对于维持挠性堆叠件112的均匀的横向温度分布而言是十分重要的。例如，黏接剂108可以介于约0.5密耳与约I密耳之间的厚度来使用。此外，已发现等离子体处理底座容纳表面138与使用黏接剂108的组合，产生基板支撑底座110与挠性堆叠件112之间的剥离强度，该剥离强度的数量级大于公知聚合物静电夹盘的剥离强度。在一个实例中，使用丙烯酸黏接剂108时，挠性堆叠件112与基板支撑底座110之间的剥离强度介于约每线性英寸2镑(约0.91公斤)与约每线性英寸14镑(约6.35公斤)之间。
[0036]因此，不像使用聚酰亚胺层时那样对于安装电极电路及经由压敏或热敏黏接剂黏接这些层有要求。因此，可简化本发明的挠性堆叠件112的实施例的制造工艺，从而与传统的用聚酰亚胺膜制造的夹盘组件相比提供了更可靠和可重复的夹盘组件，同时改善了产量。
[0037]此外，与公知静电夹盘组件相比，可显著简化整修本发明的夹盘组件100的工艺。在一个实施例中，使用等离子体工艺(例如氧等离子体工艺)将所使用的挠性堆叠件112从支撑底座110移除。支撑底座110随后诸如通过以下处理中的一个或更多个处理来清洁:使用腐蚀性气体或等离子体的处理、使用酸性溶液的处理、使用碱性溶液的处理、珠粒喷击，或用于清洁等离子体处理腔室零件的另一公知工艺。支撑底座110的顶表面可通过机械加工及添加涂层(例如陶瓷或转化涂层(例如阳极化))来重修表面，以修复该顶表面，而容纳新的挠性堆叠件112。接着，制备新的挠性堆叠件112，并对表面进行如上所述的处理。随后，如上所述，使用黏接剂108将挠性堆叠件112接合至经清洁的基板支撑底座110。
[0038]图2图示例性处理腔室200的示意性截面图，在示例性处理腔室200中可利用静电夹盘组件100。所图示的示例性处理腔室可适合于等离子体蚀刻。然而，本发明的静电夹盘组件100可用于其它腔室，这些其它腔室执行其它工艺，例如化学气相沉积、物理气相沉积及离子轰击。
[0039]处理腔室200大致具有侧壁235、顶板245及底部250，静电夹盘组件100可置于底部250上。静电夹盘组件100支撑且保持基板225，如先前所述。气体可通过气体供应器280而引入处理腔室200中，气体供应器280具有多个喷嘴285，喷嘴285从处理气源283馈入。穿过喷嘴285的气流可通过一个或更多个气阀284来控制。可通过将电磁能量(例如射频(RF)或微波能量)耦合至气体而激发该气体，以形成等离子体。在处理腔室200中(如图2中所示)，可通过将来自天线电源供应器290的RF电压施加至电感器天线295而以感应方式激发该气体，电感器天线295邻近于处理腔室200的顶板245。视需要，可通过将来自电极电压供应器210的RF电压施加至静电夹盘组件100的电极122，且以电的方式使外层顶板245接地，而以电容方式激发该气体。基板225的温度可经由热传送气体来控制，该热传送气体通过热传送气源230来供应。废气及副产物可经由排气系统220而从处理腔室200排出，排气系统220可以包括真空栗212及节流阀215。
[0040]图3为示例性集群工具(clustertool)300的示意性俯视平面图，在示例性集群工具300中可利用示例性处理腔室200。处理腔室200可附接至集群工具300，集群工具300含有且提供用于处理腔室200的电气、配管及其它支持功能。集群工具300可具有在不中断真空且不将基板暴露于集群工具300外部的湿气或其它污染物的情况下，在集群工具300的处理腔室200-204之间移送基板225的能力。集群工具300包括移送室205，移送室205耦接至负载锁定室206及处理腔室200-204。负载锁定室206允许基板225在系统外部的周围环境与移送室205及处理腔室200-204内部的真空环境之间移送。负载锁定室206可包括一个或更多个可抽气区域，这一个或更多个可抽气区域固持一个或更多个基板225。在将基板225输入至集群工具300期间，将这些可抽气区域抽真空；在将基板225从集群工具300输出期间，将这些可抽气区域通气。移送室205可以具有移送机器人207，移送机器人207设置于移送室205中，移送机器人207适合于在负载锁定室206与处理腔室200-204之间移送基板225。尽管图3中图示了五个处理腔室，但是集群工具300可具有任何适合数目的处理腔室。
[0041]总之，提供了一种高效率静电夹盘组件，该高效率静电夹盘组件包括挠性堆叠件，该挠性堆叠件具有预成型电极，该预成型电极嵌入高纯度热塑性膜的两个层之间。具体而言，至少第一介电层由高纯度热塑性膜(例如高纯度聚芳醚酮，该高纯度聚芳醚酮中存在极低含量的金属离子)制造，该第一介电层包括基板支撑表面。与目前用于静电夹盘的聚酰亚胺或其它聚合物膜相比，高纯度聚芳醚酮具有极佳的耐磨性、耐高温性、耐等离子体性、耐化学腐蚀性、电稳定性及强度。此外，该挠性堆叠件的一些实施例可在基板支撑表面上具有毛面修整，以提供诸如在夹盘的整个表面上经改善的温度分布的优点。该挠性堆叠件的非基板支撑侧或底座容纳侧可以等离子体处理，该等离子体处理提供所要的表面修整，随后使用黏接剂将该挠性堆叠件接合至底座，从而产生与传统的聚合物静电夹盘相比而更为优越的接合强度。可利用可选的平板电极来简化构造，同时改善温度均匀性使不同夹盘间变化较小。
[0042]尽管上述内容针对的是本发明的实施例，但可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它及更多实施例，本发明的范围由所附权利要求来决定。
【主权项】
1.一种静电夹盘组件，包括: 挠性堆叠件，该挠性堆叠件包括: 第一介电层，该第一介电层包括聚芳醚酮，具有基板支撑表面； 第二介电层，该第二介电层具有经等离子体处理的接合表面，该第一介电层接合至该第二介电层； 电极，该电极设置于该第一介电层与该第二介电层之间； 光学透明的黏接剂，该光学透明的黏接剂将该第一介电层接合至该第二介电层；以及第二黏接剂，该第二黏接剂设置于该第二介电层的该经等离子体处理的接合表面上以便与底座接合，该第二黏接剂在将第二介电层接合至底座时具有介于每线性英寸2镑(0.91公斤)与每线性英寸14镑(6.35公斤)之间的剥离强度。2.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该聚芳醚酮包括高纯度聚芳醚酮材料，该高纯度聚芳醚酮材料中以下金属中的任一者含量不大于百万分之一:铝、锑、砷、钡、铍、铋、硼、镉、钙、铬、钴、铜、镓、锗、铪、铟、铁、铅、锂、汞、镁、锰、钼、镍、铌、磷、钾、铷、钪、砸、硅、银、纳、锁、硫、组、蹄、铭、锡、钦、妈、fj1、、梓、错。3.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该电极为铜片，该铜片的厚度介于5μπι及40Mi之间。4.如权利要求3所述的静电夹盘组件，其中，该铜片的厚度均匀性小于约10%。5.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层的该基板支撑表面具有毛面修整，该第一介电层的第二表面接合至该第二介电层。6.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第二黏接剂是厚度介于0.5密耳与I密耳之间的黏接层。7.如权利要求6所述的静电夹盘组件，其中，该第二黏接剂包括丙烯酸或环氧树脂黏接剂。8.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第二介电层包括聚酰亚胺，该第一介电层包括标准级或高纯度级的聚芳醚酮。9.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层以热塑方式接合至该第二介电层。10.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层由喷雾沉积的聚芳醚酮制造。11.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该电极熔合至该第二介电层。12.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该电极电沉积于该第一介电层和该第二介电层之间。13.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层的该基板支撑表面具有毛面修整或光面修整。14.如权利要求1所述的静电夹盘组件，其中，该第二介电层由聚酰亚胺制造。15.一种静电夹盘组件，包括: 挠性堆叠件，该挠性堆叠件包括: 第一介电层，该第一介电层包括聚芳醚酮，该第一介电层具有基板支撑表面； 第二介电层，该第二介电层具有接合表面，该第一介电层接合至该第二介电层； 电极，该电极电沉积于该第一介电层与该第二介电层之间； 光学透明的黏接剂，该光学透明的黏接剂将该第一介电层接合至该第二介电层，其中，在设置于该第一介电层和该第二介电层之间以前，在释放衬垫上电沉积预成型薄片电极；以及 底座，该底座由第二黏接剂接合至该第二介电层的该接合表面，其中，该接合表面和该底座之间的剥离强度小于每线性英寸14镑(6.35公斤)，其中，该第二黏接剂是厚度介于0.5密耳与I密耳之间的黏接层，其中，该第二黏接剂包括丙烯酸或环氧树脂黏接剂。16.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该聚芳醚酮包括高纯度聚芳醚酮材料，该高纯度聚芳醚酮材料中以下金属中的任一者含量不大于百万分之一:铝、锑、砷、钡、铍、铋、硼、镉、钙、铬、钴、铜、镓、锗、铪、铟、铁、铅、锂、汞、镁、锰、钼、镍、铌、磷、钾、铷、钪、砸、娃、银、钠、锁、硫、钽、碲、铭、锡、钛、妈?、锌、错。17.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该电极为铜片，该铜片的厚度介于5μπι及40μηι之间。18.如权利要求17所述的静电夹盘组件，其中，该铜片的厚度均匀性小于约10%。19.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层的该基板支撑表面具有毛面修整，该第一介电层的第二表面接合至该第二介电层。20.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第二介电层包括聚酰亚胺，该第一介电层包括标准级或高纯度级的聚芳醚酮。21.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层以热塑方式接合至该第二介电层。22.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层由喷雾沉积的聚芳醚酮制造。23.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该电极熔合至该第二介电层。24.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第一介电层的该基板支撑表面具有毛面修整或光面修整。25.如权利要求15所述的静电夹盘组件，其中，该第二介电层由聚酰亚胺制造。26.一种静电夹盘组件，包括: 挠性堆叠件，该挠性堆叠件包括: 第一介电层，该第一介电层包括聚芳醚酮，该第一介电层具有基板支撑表面，其中，该基板支撑表面具有毛面修整，其中，该第一介电层包括标准级或高纯度级的聚芳醚酮； 第二介电层，该第二介电层具有接合表面，该第一介电层以热塑方式接合至该第二介电层，其中，该第二介电层包括聚酰亚胺； 电极，该电极电沉积于该第一介电层与该第二介电层之间，其中，该电极为铜片，该铜片的厚度介于5μηι及40μηι之间； 光学透明的黏接剂，该光学透明的黏接剂将该第一介电层接合至该第二介电层，其中，在设置于该第一介电层和该第二介电层之间以前，在释放衬垫上电沉积预成型薄片电极；以及 底座，该底座由第二黏接剂接合至该第二介电层的该接合表面，其中，该接合表面和该底座之间的剥离强度小于每线性英寸14镑(6.35公斤)，其中，该第二黏接剂是厚度介于0.5密耳与I密耳之间的黏接层，其中，该第二黏接剂包括丙烯酸或环氧树脂黏接剂。
【文档编号】H01L21/683GK105914175SQ201610300829
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2011年10月28日
【发明人】阿施施·布特那格尔, 莫妮卡·阿格沃, 帕德玛·戈帕拉克里氏南, 丹尼尔·马丁
【申请人】应用材料公司