靜電夾盤和使用靜電夾盤的方法技術

本發明專利技術提供了一種靜電夾盤和使用所述靜電夾盤的方法。在某些實施例中，靜電夾盤可以包括盤，所述盤具有第一側，所述第一側用以將基板支撐在所述第一側上，及第二側，所述第二側與所述第一側相對，用以提供選擇性地將所述盤耦接到熱控板材的界面；第一電極，所述第一電極設置在所述盤內靠近所述第一側處以將所述基板靜電耦接到所述盤；第二電極，所述第二電極設置在所述盤內靠近所述盤的所述相對側以將所述盤靜電耦接到所述熱控板材。在某些實施例中，第二電極也可以配置成加熱所述盤。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術的實施例大體涉及靜電夾盤和使用所述靜電夾盤的方法。
技術介紹
靜電夾盤(ESC)通常用以將基板靜電保持在基板支撐件上。傳統上，ESC包括陶瓷主體，所述陶瓷主體具有設置在所述陶瓷主體中的一或多個電極。本專利技術人已發現，由于傳統ESC具有較高的熱惰性(如低的熱傳遞速率)，因而ESC的加熱速率和冷卻速率實質上受限，由此限制了使用ESC的處理的效率。由此，本專利技術人提供了一種可以快速加熱和冷卻的改進靜電夾盤。
技術實現思路
本專利技術提供了靜電夾盤的實施例和使用所述靜電夾盤的方法的實施例。本專利技術提供了靜電夾盤和使用所述靜電夾盤的方法。在某些實施例中，靜電夾盤可以包括:盤，所述盤具有第一側，所述第一側用以將基板支撐在所述第一側上；及第二側，所述第二側與所述第一側相對，用以提供選擇性地將所述盤耦接到熱控板材的界面；第一電極，所述第一電極設置在盤內靠近所述第一側以將所述基板靜電耦接到所述盤；第二電極，所述第二電極設置在所述盤內靠近所述盤的相對側以將所述盤靜電耦接到所述熱控板材。在某些實施例中，所述第二電極也可以配置成加熱所述盤。在某些實施例中，處理基板的方法可以包括:通過為設置在所述第一側附近的靜電夾盤中的第一電極供電而將基板夾持在設置在處理腔室中的靜電夾盤的盤的第一表面上；以及選擇性地提高或降低通過設置在所述盤的、與所述第一側相對的第二側和耦接到所述盤的熱控板材之間的界面的熱傳導速率，以控制所述盤和所述熱控板材之間的熱傳遞速率。以下描述了本專利技術的其它和進一步的實施例。附圖說明以上簡要總結和以下更具體討論的本專利技術實施例可以參照附圖所示的本專利技術示意性實施例而得到理解。然而，應當注意的是:附圖僅圖示了本專利技術的典型實施例，因此不應認為是對本專利技術范圍的限制，因為本專利技術可以承認其他等效實施例。圖1圖示了根據本專利技術某些實施例的適合用于靜電夾盤的處理腔室。圖1A圖示了根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的示意性側視圖。圖2圖示了根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的剖視側視圖。圖3圖示了根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的盤的頂視圖。圖4A至圖4B圖示了根據本專利技術某些實施例的盤的側視圖。圖5圖示了根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的頂視圖。圖6圖示了用于根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的耦接器。圖7和圖8圖示了用于根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤的端子。圖9圖示了根據本專利技術某些實施例的靜電夾盤一部分的局部剖視側視圖。為便于理解，盡可能使用了同樣的元件符號以標示各附圖中相同的元件。附圖未按比例繪制，并且可能被簡化以清晰說明。應考慮的是，一個實施例的元件和特征可以在不經進一步說明的情況下有利地包含在其它實施例中。具體實施例方式本專利技術提供了靜電夾盤的實施例和使用所述靜電夾盤的方法。有利地，本專利技術裝置可以提供這樣的靜電夾盤，即所述靜電夾盤可以在快速加熱和冷卻設置在所述靜電夾盤上的基板的同時而被快速地加熱和冷卻，由此提供基板處理過程中的處理靈活性并增加產量。有利地，本專利技術靜電夾盤還可以減少或消除在處理過程中由于基板和靜電夾盤熱膨脹差帶來的摩擦所導致的對基板的破壞。圖1是根據本專利技術某些實施例的等離子處理腔室的示意性剖視圖。在某些實施例中，所述等離子處理腔室是物理氣相沉積(PVD)處理腔室。然而，使用靜電夾盤的其它類型處理腔室也可以用于本專利技術裝置。腔室100是適于在基板處理期間維持腔室內部空間120的壓力低于大氣壓力的真空腔室。腔室100包括由圓頂104所覆蓋的腔室主體106，圓頂104包覆位于腔室內部空間120上半部的處理空間119。腔室100也可以包括限定各腔室部件以防止這些部件與電離處理材料之間發生不必要反應的一或多個防護件105。腔室主體106和圓頂104可以由諸如鋁等金屬制成。腔室主體106可以通過耦接器接到地面115。基板支撐件124可以設置在腔室內部空間120中以支撐和夾持基板S，基板S是諸如半導體晶片或其它可以靜電保持的基板。基板支撐件124總體上可以包括靜電夾盤150(以下將更詳細描述)和用以支撐靜電夾盤150的空心支撐軸112。空心支撐軸112設置有用以將處理氣體、流體、熱傳遞流體、功率等提供到靜電夾盤150的導管。在某些實施例中，空心支撐軸112耦接到升降機構113，升降機構113為靜電夾盤150提供在上部處理位置(如圖1所示)和下部傳遞位置(未圖示)之間的垂直運動。波紋管組件110繞空心支撐軸112設置，并且耦接在靜電夾盤150和腔室100的底表面126之間，以提供允許靜電夾盤150垂直運動同時防止腔室100內部真空損失的柔性密封。波紋管組件110也包括與O形環165相接觸的波紋管下部凸緣164，O形環165接觸底表面126以幫助防止腔室真空損失。空心支撐軸112設置有用以將流體源142、氣源141、夾持電源140和一或多個射頻(RF)源117 (例如，RF等離子體電源和/或RF偏壓電源)耦接到靜電夾盤150的導管。在某些實施例中，RF電源117可以通過RF匹配網絡116耦接到所述靜電夾盤。基板升降機構130可以包括安裝在平臺108上的升降桿109，平臺108連接到軸111，軸111耦接到第二升降機構132以升舉或降低基板升降機構130，使得基板“S”可以放置于靜電夾盤150上或可從靜電夾盤150上移除。靜電夾盤150包括通孔(如下所述)以接收升降桿109。波紋管組件131耦接在基板升降機構130和底表面126之間，以在基板升降機構130的垂直運動期間提供維持腔室真空的柔性密封。腔室100耦接到真空系統114，并與真空系統114流體連通，真空系統114可以包括用以為腔室100排氣的節流閥(未圖示)和真空泵(未圖示)。在腔室100中的壓力可以通過調整所述節流閥和/或真空泵而得到調節。腔室100也可以耦接到處理氣源118并與處理氣源118流體連通，所述處理氣源118可以將一或多種處理氣體供應到腔室100以處理設置在所述腔室中的基板。例如，在工作中，可以在腔室內部空間120中產生等離子體102，以執行一或多個處理。等離子體102可以通過這樣的方式產生，即，通過腔室內部空間120中的一或多個電極(如下所述)將功率從等離子體電源(如RF電源117)耦合到處理氣體，以點燃處理氣體并產生等離子體102。等離子體可以替代或結合通過其它方法在腔室內部空間120中形成。在某些實施例中，偏壓功率可以從偏壓電源(如RF電源117)供給到設置在基板支撐件或靜電夾盤150內部的一或多個電極(如下所述)，以從等離子體朝向基板S吸引離子。例如，在某些實施例中，腔室100是PVD腔室，包括要沉積在基板S上的源材料的靶材166設置在所述基板上方以及腔室內部空間120內。靶材166可以由腔室100的接地導電部分(例如，通過電介質隔離器的鋁制轉接器)支撐。可控直流電源168可以耦接到腔室100以將負壓或者偏壓施加到靶材166。RF電源117A-B可以耦接到基板支撐件124，以在基板100上感生直流負偏壓。另外，在某些實施例中，直流負自偏壓可以在處理期間在基板S上形成。在其它應用中，基板支撐件124可以接地或保持為電浮動。在某些實施例中，RF電源170也可以耦接到腔室100以將RF功率施加到祀材166,以便于控制基板S上沉積速率的徑向分布。工作中，在腔室100中產生的等離子本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.06 US 61/371,455;2011.08.04 US 13/198,2041.一種靜電夾盤，包括: 盤，所述盤具有第一側，所述第一側用以將基板支撐在所述第一側上，及第二側，所述第二側與所述第一側相對，用以提供選擇性地將所述盤耦接到熱控板材的界面；第一電極，所述第一電極設置在所述盤內靠近所述第一側處以將所述基板靜電耦接到所述盤；及第二電極，所述第二電極設置在所述盤內靠近所述盤的所述相對側以將所述盤靜電耦接到所述熱控板材。2.如權利要求1所述的靜電夾盤，進一步其中所述第二電極進一步配置成加熱所述盤。3.如權利要求1至2中任一項所述的靜電夾盤，進一步包括: 形成在所述盤的所述第二側或者所述熱控板材中以使熱傳遞流體在所述盤和所述熱控板材之間流動的至少一個槽。4.如權利要求3所述的靜電夾盤，其中所述熱傳遞流體包括氬氣或氦氣。5.如權利要求1至2中任一項所述的靜電夾盤，其中所述盤進一步包括形成在所述第一側中以使熱傳遞流體在所述盤的所述第一側和所述基板之間流動的至少一個槽。6.如權利要求1至2中任一項所述的靜電夾盤，其中所述盤進一步包括: 底座； 第一電介質材料層，設置在所述底座頂部，其中，所述第一電極和所述第二電極設置在所述第一電介質材料層的頂部；以及 第二電介質材料層，設置在所述第一電極和所述第二電極頂部。7.如權利要求6所述的靜電夾盤，其中所述底座包括石墨、熱解氮化硼或硅，以及其中，所述第一電介質材料層和所述第二電介質材料層包括熱解氮化硼。8.如權利要求1至2中任一項所述的靜電夾盤，其中所述盤進一步包括: 電介質底座，其中，所述第一電極和所述第二電極設置在所述電介質底座的頂部；以及 電介...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尚布休·N·羅伊，馬丁·李·萊克，基思·A·米勒，維賈伊·D·帕克赫，史蒂芬·V·桑索尼，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：
國別省市：