用于高温处理的具有金属结合背板的静电定位盘组件制造技术

静电定位盘组件包括上定位盘板、下定位盘板和背板。上定位盘板包含AlN或Al2O3且具第一热膨胀系数。下定位盘板包含具第二热膨胀系数的材料，第二热膨胀系数大致匹配第一热膨胀系数，下定位盘板由第一金属结合剂结合至上定位盘板。背板包含AlN或Al2O3，且由第二金属结合剂结合至下定位盘板。

Electrostatic disc assembly with metal binding backboard for high temperature treatment

The electrostatic positioning disc assembly consists of a positioning plate plate, a lower positioning plate and a back plate. The upper plate plate consists of AlN or Al2O3 with the first thermal expansion coefficient. The lower positioning plate contains materials with second thermal expansion coefficient. The second thermal expansion coefficient matches the first thermal expansion coefficient. The lower location plate is made up of the first metal bond and the first location plate. The backplane contains AlN or Al2O3 and is combined with a second metal binder to the lower positioning plate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高温处理的具有金属结合背板的静电定位盘组件
本专利技术的一些实施例总体上涉及可用于高温处理的基材支撑组件和静电定位盘组件。
技术介绍
静电夹盘广泛用于在处理腔室处理基材期间固持基材，诸如半导体晶片，以用于各种应用，诸如物理气相沉积、蚀刻或化学气相沉积。静电夹盘一般包括嵌入在单一夹盘主体内的一个或多个电极，该单一夹盘主体包括电介质或半导体陶瓷材料，跨该电介质或半导体陶瓷材料可产生静电夹持场。静电夹盘较机械夹持装置与真空卡盘有数个优点。例如，静电夹盘可减少机械夹持引起的应力诱发的裂痕、允许更大面积的基材暴露出以供处理(很少或无边缘排除)，并可用于低压或高真空环境。此外，静电夹盘可更均匀将基材固持在夹持表面，以允许对基材温度的更大程度的控制。用于制造集成电路的各种工艺可能需要高温和/或大温度范围来进行基材处理。然而，在蚀刻工艺中，静电夹盘通常以高达约120℃的温度范围操作。在约120℃以上的温度下，许多静电夹盘部件将开始因不同问题而故障，诸如脱夹、来自腐蚀性化学品的等离子体侵蚀、结合可靠度等。
技术实现思路
在一个实施例中，静电定位盘组件包括上定位盘板、下定位盘板和背板。上定位盘板由AlN或Al2O3组成且具第一热膨胀系数。下定位盘板由具第二热膨胀系数的材料组成并且由第一金属结合剂结合至上定位盘板，第二热膨胀系数大致匹配第一热膨胀系数。在实施例中，下定位盘板可由a)钼、b)Si、SiC与Ti的金属基质复合物或c)渗入AlSi合金的SiC多孔体组成。背板由AlN或Al2O3组成并且由第二金属结合剂结合至下定位盘板。在一个实施例中，一种制造静电定位盘组件的方法包括形成AlN或Al2O3的上定位盘板。上定位盘板可具有第一热膨胀系数并且包括一个或多个加热元件和一个或多个电极，以静电固定基材。方法进一步包括利用第一金属结合剂，将下定位盘板结合至上定位盘板，下定位盘板具有第二热膨胀系数，第二热膨胀系数大致匹配第一热膨胀系数。方法进一步包括利用第二金属结合剂，将包含AlN或Al2O3的背板结合至下定位盘板。在一个实施例中，基材支撑组件包括多层堆叠。多层堆叠可包括电气绝缘上定位盘板、由第一金属结合剂结合至上定位盘板的下定位盘板和由第二金属结合剂结合至下定位盘板的电气绝缘背板。上定位盘板可包括一个或多个加热元件和一个或多个电极，以静电固定基材。下定位盘板可包括分布在下定位盘板的底侧上面且与下定位盘板的中心相距多个不同距离的多个特征件，其中多个特征件中的每一个容纳紧固件。基材支撑组件进一步包括由紧固件耦接至多层堆叠的冷却板。每一紧固件可施加大致相等的紧固力，以耦接冷却板至多层堆叠，其中大致相等的紧固力有助于冷却板与多层堆叠之间的均匀热传递。附图说明在附图的图示中作为示例而非限制地描绘了本专利技术的实施例，在附图中以相同的附图标记代表相仿的元件。应注意本文提及的“一”或“一个”实施例不必然指称同一实施例，而是指至少一个。图1绘示处理腔室的一个实施例的截面侧视图；图2绘示基材支撑组件的一个实施例的分解图；图3绘示静电定位盘组件的一个实施例的截面俯视图；图4A绘示基材支撑组件的一个实施例的截面侧视图；图4B绘示静电定位盘组件的一个实施例的立体图；图5A绘示根据一个实施例的静电定位盘组件的截面侧视图；图5B绘示静电定位盘组件的一个实施例的立体图，对应于图5A的静电定位盘组件；图6A绘示根据一个实施例的静电定位盘组件的截面侧视图；图6B绘示静电定位盘组件的一个实施例的立体图，对应于图5A的静电定位盘组件；及图7绘示用于制造基材支撑组件的工艺的一个实施例。具体实施方式本专利技术的实施例提供基材支撑组件和能在高达约250℃的温度下操作且不会造成基材支撑组件损坏的静电定位盘组件。在一实施例中，静电定位盘组件包括由金属结合剂结合至下定位盘板的电气绝缘上定位盘板。静电定位盘组件进一步包括由另一金属结合剂结合至下定位盘板的背板。金属结合剂分别可以是铝结合剂、AlSi合金结合剂或其他金属结合剂。上定位盘板可包括一个或多个加热元件和一个或多个电极，以静电固定基材。下定位盘板可包括分布在下定位盘板的底侧上面且与下定位盘板的中心相距不同距离的多个特征件，其中特征件中的每一个容纳紧固件。背板可包括孔，以提供对下定位盘板中的特征件的接取。静电定位盘组件是基材支撑组件中的部件，基材支撑组件进一步包括(例如通过紧固件)耦接至静电定位盘组件的冷却板。紧固件各自可施加大致相等的紧固力，以耦接冷却板至静电定位盘组件。此大致相等的紧固力有助于冷却板与静电定位盘组件之间的均匀热传递。上定位盘板可由电介质组成，诸如AlN或Al2O3。下定位盘板可由具有大致匹配上定位盘板所用的材料(例如Al2O3或AlN)的热膨胀系数的热膨胀系数的材料组成。背板可由和上定位盘板一样的材料组成。若未使用背板，则上定位盘板和下定位盘板会因上定位盘板与下定位盘板之间的结合引发的力而弯曲或翘曲。例如，上定位盘板可具有至多300微米的凸状弯曲。弯曲可能导致静电定位盘组件破裂和/或削弱静电定位盘组件牢固地固持(例如夹持)基材(例如，晶片)的能力。此外，弯曲可能造成固定上定位盘板与下定位盘板的金属结合剂的脱层，并且可能降低产生真空密封的能力。将背板结合至下定位盘板的底部将产生施加于背板顶部与底部的大致相等的力。通过均等化背板的顶部与底部上的力，包括上定位盘板和下定位盘板的静电定位盘组件的弯曲可几乎被消除。例如，静电定位盘组件的弯曲可从约0.3毫米(mm)减至小于0.1mm(例如在实施例中为约0.05mm或50微米或更小)。静电定位盘组件的弯曲的减少可改善静电定位盘组件固定基材的能力、可减少或消除破裂、可改善上定位盘板与支撑基材间的密封，并且可改善静电定位盘组件的真空密封。在一个实施例中，上定位盘板上的力(内部应力)为约-98±7兆帕(MPa)，背板上的力为约-136±5MPa，下定位盘板的顶面上的力为约80MPa，下定位盘板的底面上的力为约54MPa。正值代表压缩力，负值代表拉伸力。图1是半导体处理腔室100的一个实施例截面侧视图，腔室具有多层静电定位盘组件150设置于内。处理腔室100包括腔室主体102和盖104，用以围住内部容积106。腔室主体102可由铝、不锈钢或其他适合材料制成。腔室主体102通常包括侧壁108和底部110。外部衬层116可设置成邻接侧壁108，以保护腔室主体102。外部衬层116可涂覆和/或由耐等离子体或含卤素气体的材料制成。在一个实施例中，外部衬层116由氧化铝制成。在另一实施例中，外部衬层116涂覆或由氧化钇、钇合金或其氧化物制成。排气口126可定义于腔室主体102中，并且可将内部容积106耦接至泵系统128。泵系统128可包括一个或多个泵和节流阀，用以排空以及调节处理腔室100的内部容积106内的压力。盖104可支撑在腔室主体102的侧壁108上。盖104可打开以允许对处理腔室100的内部容积106的接取，并于关闭时提供对处理腔室100的密封。气体面板158可耦接至处理腔室100，以经由气体分配组件130提供处理和/或清洗气体至内部容积106，气体分配组件130为盖104的一部分。可用于在处理腔室中处理基材的处理气体的示例包括含卤素气体，诸如C2F6、SF6、SiCl4、H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电定位盘组件，包含：上定位盘板，包含AlN或AlO且具有第一热膨胀系数，所述上定位盘板进一步包含一个或多个加热元件和一个或多个电极以用于静电固定基材；下定位盘板，由第一金属结合剂结合至所述上定位盘板，所述下定位盘板包含具第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数大致匹配所述第一热膨胀系数；及背板，由第二金属结合剂结合至所述下定位盘板，所述背板包含AlN或AlO。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.19 US 62/163,805;2015.08.19 US 14/830,3891.一种静电定位盘组件，包含：上定位盘板，包含AlN或AlO且具有第一热膨胀系数，所述上定位盘板进一步包含一个或多个加热元件和一个或多个电极以用于静电固定基材；下定位盘板，由第一金属结合剂结合至所述上定位盘板，所述下定位盘板包含具第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数大致匹配所述第一热膨胀系数；及背板，由第二金属结合剂结合至所述下定位盘板，所述背板包含AlN或AlO。2.如权利要求1所述的静电定位盘组件，其中所述上定位盘板具有约3-10mm的第一厚度，所述背板具有约3-10mm的第二厚度，所述下定位盘板具有等于或大于所述第一厚度与所述第二厚度的第三厚度。3.如权利要求2所述的静电定位盘组件，其中所述第一厚度大致等于所述第二厚度。4.如权利要求1所述的静电定位盘组件，其中所述静电定位盘组件可在高达300℃的温度下操作，而不会损坏所述静电定位盘组件。5.如权利要求1所述的静电定位盘组件，其中所述下定位盘板具有第一外径，所述第一外径大致等于所述背板的第二外径，其中所述背板的外壁的至少一部分涂覆有金属涂层。6.如权利要求1所述的静电定位盘组件，其中所述下定位盘板具有第一外径，所述第一外径大致等于所述背板的第二外径，其中所述背板包含掺杂的AlN且具有小于10E9欧姆·厘米的电阻系数。7.如权利要求1所述的静电定位盘组件，进一步包含：在所述背板的外壁上的耐等离子体的陶瓷涂层。8.如权利要求1所述的静电定位盘组件，其中所述下定位盘板受到金属保护涂层或金属保护插塞中的至少一者保护。9.如权利要求1所述的静电定位盘组件，进一步包含：冷却板，耦接至所述背板，所述冷却板...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·D·帕科，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US