控制在静电型衬底支撑结构上夹持绝缘体型衬底的方法技术

本发明专利技术涉及控制在静电型衬底支撑结构上夹持绝缘体型衬底的方法。绝缘体型衬底定位在衬底支撑结构的暴露于等离子体的支撑表面上。将初始钳位电压施加到衬底支撑结构内的电极以在支撑表面上快速积累电荷以保持衬底。背面冷却气体流入衬底和支撑表面之间的区域，并且监测背面冷却气体的泄漏率。将稳定的钳位电压施加到电极，并且以步进方式调整稳定的钳位电压，以将背面冷却气体的监测到的泄漏率保持在刚好小于最大容许泄漏率。或者，向电极施加脉冲钳位电压，并且调整脉冲钳位电压以将背面冷却气体的监测到的泄漏率保持在刚好小于最大容许泄漏率。

Method for controlling insulating substrate on electrostatic type substrate supporting structure

The present invention relates to a method of controlling an insulating body substrate on an electrostatic substrate support structure. The insulating body substrate is positioned on the supporting surface of the substrate supporting structure exposed to the plasma. The initial clamping voltage is applied to the electrode in the substrate support structure to rapidly accumulate charge on the support surface to maintain the substrate. The back cooling gas flows into the area between the substrate and the support surface, and the leakage rate of the back cooling gas is monitored. The stable clamping voltage is applied to the electrode and the steady clamping voltage is adjusted step by step to keep the leakage rate monitored by the back cooling gas just below the maximum allowable leakage rate. Alternatively, a pulse clamping voltage is applied to the electrode and the pulse clamping voltage is adjusted to keep the monitored leakage rate of the cooling gas on the back just below the maximum allowable leakage rate.

【技术实现步骤摘要】
控制在静电型衬底支撑结构上夹持绝缘体型衬底的方法
本专利技术涉及电子器件制造。
技术介绍
许多现代电子器件制造工艺包括产生等离子体，从该等离子体衍生离子和/或自由基成分以用于直接或间接影响暴露于等离子体的衬底表面上的变化。例如，可以使用各种基于等离子体的工艺来从衬底表面蚀刻材料、将材料沉积到衬底表面上、或者修改已经存在于衬底表面上的材料。在一些情况下，衬底是诸如玻璃、蓝宝石等之类的绝缘体衬底。绝缘体衬底在暴露于等离子体期间牢固地保持在支撑结构上。在一些情况下，因为绝缘体衬底不导电，所以使用位于绝缘体衬底的外围边缘上方的机械夹持装置将绝缘体衬底保持在支撑结构上。这些机械夹持装置与绝缘体衬底的顶表面接触的位置不可用于制造电子器件。因此，使用机械夹紧装置会不利地影响来自给定绝缘体衬底的器件产量。而且，机械夹持装置和绝缘体衬底之间的物理接触可能增加损坏绝缘体衬底或其上形成的材料的可能性。因此，在不使用机械夹持装置的情况下，具有在绝缘体衬底的等离子体处理期间将绝缘体衬底固定到支撑结构的方式是有意义的。正是在这种情况下产生了本专利技术。
技术实现思路
在示例实施方式中，公开了一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法。该方法包括将绝缘体型衬底放置在衬底支撑结构的支撑表面上。该方法还包括向衬底支撑结构内的电极施加初始钳位电压，以在支撑表面上快速积累足够的电荷以保持绝缘体型衬底。该方法还包括产生暴露于绝缘体型衬底的等离子体。该方法还包括使背面冷却气体流入绝缘体型衬底和衬底支撑结构之间的区域。该方法还包括监测来自绝缘体型衬底和衬底支撑结构之间的区域的背面冷却气体的泄漏率。该方法还包括在确定背面冷却气体的泄漏率小于最大容许泄漏率时，将减小的钳位电压施加到衬底支撑结构内的电极。在示例实施方式中，公开了一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法。该方法包括将绝缘体型衬底放置在衬底支撑结构的支撑表面上。该方法还包括向衬底支撑结构内的电极施加初始钳位电压，以在支撑表面上快速积累足够的电荷以保持绝缘体型衬底。该方法还包括产生暴露于绝缘体型衬底的等离子体。该方法还包括向衬底支撑结构内的电极施加脉冲钳位电压。脉冲钳位电压在设定脉冲电压和关断状态电压之间转换。在一个示例性实施方式中，公开了一种用于保持暴露于等离子体的绝缘体型衬底的系统。该系统包括衬底支撑结构，该衬底支撑结构具有被配置为接收绝缘体型衬底的支撑表面。衬底支撑结构包括电极。衬底支撑结构还包括在电极和支撑表面之间形成的上部导电区域。上部导电区域形成为陶瓷材料，所述陶瓷材料包括一定量的导电掺杂剂材料，所述导电掺杂剂材料被限定为使上部导电区域的RC时间常数小于或等于约20秒。该系统还包括连接到衬底支撑结构的电极的电源。电源配置为向电极提供钳位电压。该系统还包括控制系统，该控制系统被配置成引导电源以步进方式或脉冲方式向电极提供钳位电压，以在衬底支撑结构的支撑表面上积累和保持恰好足以牢固地保持暴露于等离子体的绝缘体型衬底的电荷。具体而言，本专利技术的一些方面可以阐述如下：1.一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法，其包括：将所述绝缘体型衬底定位在所述衬底支撑结构的支撑表面上；将初始钳位电压施加到所述衬底支撑结构内的电极以在所述支撑表面上积聚足够的电荷以保持所述绝缘体型衬底；产生暴露于所述绝缘体型衬底的等离子体；使背面冷却气体流入所述绝缘体型衬底与所述衬底支撑结构之间的区域；监测来自所述绝缘体型衬底和所述衬底支撑结构之间的所述区域的所述背面冷却气体的泄漏率；以及在确定所述背面冷却气体的所述泄漏率小于最大容许泄漏率时，向所述衬底支撑结构内的所述电极施加减小的钳位电压。2.根据条款1所述的方法，其中所述初始钳位电压具有高达约20000伏的绝对值。3.根据条款1所述的方法，其中所述最大容许泄漏率对应于将所述绝缘体型衬底牢固地保持在所述支撑表面上所需的最小静电力。4.根据条款1所述的方法，其中所述减小的钳位电压的绝对值比现有钳位电压的绝对值小约1％至约50％。5.根据条款1所述的方法，其还包括：(a)维持将所述减小的钳位电压施加到所述衬底支撑结构内的所述电极持续设定时间段；(b)在所述设定时间段到期后，如果所述背面冷却气体的所述泄漏率小于所述最大容许泄漏率，则向所述衬底支撑结构内的所述电极施加进一步减小的钳位电压；以及(c)重复操作(a)、(b)和(c)。6.根据条款5所述的方法，其还包括：在确定所述背面冷却气体的所述泄漏率不小于所述最大容许泄漏率时，向所述衬底支撑结构内的所述电极施加增大的钳位电压，直到所述背面冷却气体的所述泄漏率减小到小于所述最大容许泄漏率。7.根据条款6所述的方法，其还包括：停止产生暴露于所述绝缘体型衬底的所述等离子体；以及将释放电压施加到所述衬底支撑结构内的所述电极，所述释放电压具有与施加的所述钳位电压的极性相反的极性。8.一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法，其包括：将所述绝缘体型衬底定位在所述衬底支撑结构的支撑表面上；向所述衬底支撑结构内的电极施加初始钳位电压以在所述支撑表面上快速积累足够的电荷以保持所述绝缘体型衬底；产生暴露于所述绝缘体型衬底的等离子体；以及向所述衬底支撑结构内的所述电极施加脉冲钳位电压，所述脉冲钳位电压在设定脉冲电压和关断状态电压之间转变。9.根据条款8所述的方法，其中，所述设定脉冲电压下的所述钳位电压的给定脉冲的持续时间在从约1秒延伸到约60秒的范围内。10.根据条款8所述的方法，其中，所述钳位电压的连续脉冲之间的所述关断状态电压的持续时间在从约3秒延伸到约20秒的范围内。11.根据条款8所述的方法，其还包括：在施加所述初始钳位电压之后且在施加所述脉冲钳位电压之前，将恒定电压施加到所述衬底支撑结构内的所述电极持续一段时间，其中所述一段时间是延伸达约300秒的非零时间量。12.根据条款11所述的方法，其中所述恒定电压等于所述设定脉冲电压。13.根据条款8所述的方法，其还包括：使背面冷却气体流入所述绝缘体型衬底与所述衬底支撑结构之间的区域；监测来自所述绝缘体型衬底和所述衬底支撑结构之间的所述区域的所述背面冷却气体的泄漏率；以及在确定所述背面冷却气体的所述泄漏率小于最大容许泄漏率时，调整施加到所述衬底支撑结构内的所述电极的所述脉冲钳位电压，以减少所述衬底支撑结构的所述支撑表面上的电荷积累。14.根据条款13所述的方法，其中调整所述脉冲钳位电压以减少所述支撑表面上的电荷积累包括以下中的一个或多个：缩短所述设定脉冲电压下的所述钳位电压的给定脉冲的持续时间、延长在所述钳位电压的连续脉冲之间的关断状态电压的持续时间、以及减小所述设定脉冲电压。15.根据条款14所述的方法，其中减小所述设定脉冲电压对应于将现有设定脉冲电压的绝对值减小约1％至约50％。16.根据条款14所述的方法，其中延长在所述钳位电压的连续脉冲之间的所述关断状态电压的所述持续时间对应于将所述关断状态电压的现有持续时间增加约1％至约50％。17.根据条款14所述的方法，其中缩短所述设定脉冲电压下的所述钳位电压的所述给定脉冲的所述持续时间对应于将所述设定脉冲电压下的所述钳位电压的所述给定脉冲的现有持续时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法，其包括：将所述绝缘体型衬底定位在所述衬底支撑结构的支撑表面上；将初始钳位电压施加到所述衬底支撑结构内的电极以在所述支撑表面上积聚足够的电荷以保持所述绝缘体型衬底；产生暴露于所述绝缘体型衬底的等离子体；使背面冷却气体流入所述绝缘体型衬底与所述衬底支撑结构之间的区域；监测来自所述绝缘体型衬底和所述衬底支撑结构之间的所述区域的所述背面冷却气体的泄漏率；以及在确定所述背面冷却气体的所述泄漏率小于最大容许泄漏率时，向所述衬底支撑结构内的所述电极施加减小的钳位电压。

【技术特征摘要】
2017.02.15 US 15/433,9431.一种用于控制施加到衬底支撑结构以保持绝缘体型衬底的钳位电压的方法，其包括：将所述绝缘体型衬底定位在所述衬底支撑结构的支撑表面上；将初始钳位电压施加到所述衬底支撑结构内的电极以在所述支撑表面上积聚足够的电荷以保持所述绝缘体型衬底；产生暴露于所述绝缘体型衬底的等离子体；使背面冷却气体流入所述绝缘体型衬底与所述衬底支撑结构之间的区域；监测来自所述绝缘体型衬底和所述衬底支撑结构之间的所述区域的所述背面冷却气体的泄漏率；以及在确定所述背面冷却气体的所述泄漏率小于最大容许泄漏率时，向所述衬底支撑结构内的所述电极施加减小的钳位电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始钳位电压具有高达约20000伏的绝对值。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大容许泄漏率对应于将所述绝缘体型衬底牢固地保持在所述支撑表面上所需的最小静电力。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述减小的钳位电压的绝对值比现有钳位电压的绝对值小约1％至约50％。5.根据权利要求1所述的方法，其还包括：(a)维持将所述减小的钳位电压施加到所述衬底支撑结构内的所述电极持续设定时间段；(b)在所述设定时间段到期后，如果所述背面冷却气体的所述泄漏率小于所述最大容许泄漏率...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金逸，丹尼尔·莱，拉吉塔·韦穆里，帕德马·戈帕拉克里希南，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US