用于基板支撑组件的多区垫圈制造技术

一种用于基板支撑组件的垫圈可以具有：顶表面，所述顶表面具有表面区域；和多个区，所述多个区一起限定所述顶表面的所述表面区域。所述多个区可以包括至少：a)第一区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率，和b)第二区，所述第二区包括一个或多个垫圈层，所述第二区具有在所述第一方向上的第二平均热导率。

Multi zone washer for baseplate support assembly

A gasket for a substrate support assembly may have a top surface having a surface area, and together with a plurality of areas defining the surface area of the top surface. The plurality of zones may include at least: a) a first zone, the first zone including a first gasket layer stack, the first zone having a first average thermal conductivity in the first direction, and b) a second zone, the second zone including one or more gasket layers, and the second zone having a second average thermal conductivity in the first direction.

【技术实现步骤摘要】
用于基板支撑组件的多区垫圈
本公开内容的一些实施方式总的来说涉及具有多个热导率分布的多区垫圈，并且更特定地涉及包括这种多区垫圈的基板支撑组件。
技术介绍
诸如静电吸盘之类的基板支撑组件广泛地用于在用于各种应用的处理腔室中的基板处理期间保持基板(例如，诸如半导体晶片)。工艺的示例包括物理气相沉积、蚀刻、化学气相沉积、原子层沉积、清洁等。用于制造集成电路的各种工艺可能需要用于基板处理的高温和/或宽温度范围。然而，蚀刻工艺中的基板支撑组件通常在高达约120℃的温度范围内操作。在高于约120℃的温度下，由于诸如松脱、腐蚀性化学物质造成的等离子体侵蚀、接合可靠性等的各种问题，许多静电吸盘的部件将开始发生故障。基板支撑组件可以包括具有最佳功率设定的加热元件。然而，基板支撑组件中的加热元件可以在最佳功率设定外操作，这可能促成在处理期间的温度变化。
技术实现思路
在一个实施方式中，一种多区垫圈包括顶表面，所述顶表面具有表面区域。所述垫圈包括多个区，所述多个区一起限定所述顶表面的所述表面区域。所述多个区包括第一区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率。所述多个区另外包括第二区，所述第二区包括一个或多个垫圈层，所述第二区具有在所述第一方向上的第二平均热导率。在一个实施方式中，一种基板支撑组件包括陶瓷板、冷却板和在所述陶瓷板与所述冷却板之间的多区垫圈。所述陶瓷板包括多个加热区，其中所述多个加热区中的每个包括一个或多个加热元件。所述垫圈的顶表面接触所述陶瓷板，并且所述垫圈的底表面接触所述冷却板。所述垫圈包括多个区，所述多个区与所述多个加热区大约对准。所述垫圈中的所述多个区包括第一区和第二区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第二区包括一个或多个垫圈层。所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率，并且所述第二区具有在所述第一方向上的第二平均热导率。在一个实施方式中，一种基板支撑组件包括：静电圆盘；冷却板，所述冷却板耦接到所述静电圆盘；和垫圈，所述垫圈被压缩在所述静电圆盘与所述冷却板之间。所述静电圆盘包括：电绝缘的上部圆盘板，所述电绝缘的上部圆盘板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板；下部圆盘板，所述下部圆盘板通过第一金属接合来接合到所述上部圆盘板；和电绝缘的背板，所述电绝缘的背板通过第二金属接合来接合到所述下部圆盘板。所述垫圈包括多个区，其中所述多个区中的第一区包括第一垫圈层堆叠并具有在第一方向上的第一平均热导率，并且其中所述多个区中的第二区包括一个或多个垫圈层并具有在所述第一方向上的第二平均热导率。附图简述在附图中的各图中，本公开内容的实施方式以示例而非限制方式示出，其中相同的附图标记表示类似的元件。应注意，本公开内容中不同地提及“一(a)”或“一个(one)”实施方式不一定是相同的实施方式，并且这样提及就意味着至少一个实施方式。图1描绘了处理腔室的一个实施方式的截面侧视图；图2描绘了基板支撑组件的一个实施方式的分解图；图3描绘了静电圆盘组件的一个实施方式的截面顶视图；图4A描绘了基板支撑组件的一个实施方式的截面侧视图；图4B描绘了静电圆盘组件的一个实施方式的透视图；图5A描绘了根据一个实施方式的静电圆盘组件的截面侧视图；图5B描绘了对应于图5A的静电圆盘组件的静电圆盘组件的一个实施方式的透视图；图6A描绘了根据一个实施方式的静电圆盘组件的截面侧视图；图6B描绘了对应于图5A的静电圆盘组件的静电圆盘组件的一个实施方式的透视图；图7示出了用于制造基板支撑组件的工艺的一个实施方式；图8示出了用于制造基板支撑组件的另一种工艺的一个实施方式；图9A示出了多层多区垫圈的一个实施方式的透视图；图9B示出了图9A的多层多区垫圈的横截面侧视图；和图10示出了多层多区垫圈的另一个实施方式的透视图。具体实施方式本公开内容的实施方式提供了一种基板支撑组件和静电圆盘组件，其能够在高达约250℃的温度下操作而不会对基板支撑组件造成损坏。实施方式还提供了一种多区垫圈，其包括多种不同的热导率分布。多区垫圈可以是多层且多区的垫圈。多层多区垫圈中的每个区可以具有可针对此特定区调整的不同的热导率分布。多层多区垫圈可与本文所述的基板支撑组件一起使用和/或可以用于其它应用。在一个实施方式中，静电圆盘组件包括通过金属接合来接合到下部圆盘板的电绝缘的上部圆盘板。静电圆盘组件进一步包括通过另一个金属接合来接合到下部圆盘板的背板。金属接合可以各自为铝接合、AlSi合金接合或其它金属接合。上部圆盘板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板。上部圆盘板可以分成多个不同的加热区，每个加热区可以独立地加热到不同的目标温度。下部圆盘板可以包括分布在下部定位盘板的底侧上的多个特征，所述多个特征距下部定位盘板的中心的距离不同，其中所述多个特征中的每个特征容纳紧固件。背板可以包括孔，所述孔提供通向下部圆盘板中的特征的通路。静电圆盘组件是基板支撑组件中的部件，其进一步包括耦接到静电圆盘组件的冷却板(例如，通过紧固件)。紧固件可以各自施加大约相等的紧固力以将冷却板耦接到静电圆盘组件。此近似相等的紧固力有利于冷却板与静电圆盘组件之间的均匀传热。基板支撑组件可以包括压缩在静电圆盘组件与冷却板之间的多层多区垫圈。垫圈可以包括与静电圆盘组件的上部圆盘板中的加热区的数量相同的区。垫圈中的区中的每个区可以与静电圆盘组件中的一个加热区对准。垫圈的不同的区可以包括不同的垫圈层堆叠。每个垫圈层堆叠可以包括一种类型或多种不同类型的垫圈层，这些垫圈层一起限定垫圈的所述区的热导率。取决于在由基板支撑组件支撑的基板上使用的一种工艺或多种工艺，温度分布可以在不同的加热区之间变化。例如，来自工艺的等离子体可能导致不同的加热区加热到不同的温度。本文所述的实施方式使得能够增加用于工艺的等离子体功率而不会导致加热元件关闭。因此，可以在工艺中使用更高功率的等离子体，同时仍然能够使用加热元件，这甚至在所述基板暴露于更高的等离子体功率时提供对被处理的基板的热控制。在一个示例中，加热区可以具有120℃的目标温度，并且等离子体可以使加热区达到120℃而不打开加热区中的任何加热元件。如果不使用加热元件，那么将限制为不控制在所述加热区中的温度。例如，如果等离子体使加热区的温度高于120℃，那么不能降低所述加热区中的加热元件的功率来使温度回到目标温度。然而，如果使用具有高热导率的区的垫圈将加热区连接到冷却板，那么冷却板可能导致加热区的温度下降(例如，降至50-90℃)。然后，可以在处理期间打开加热元件以使加热区的温度达到目标120℃。由于使用加热元件来获得此温度，因此在加热区的温度波动以保持目标温度时，加热元件的功率可以在处理期间增大和/或减小。在实施方式中，考虑到将在插入垫圈的腔室中使用的一个或多个工艺，多层多区垫圈中的区中的每个区具有针对此区调整的热导率。这可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垫圈，包括：/n顶表面，所述顶表面具有表面区域；和/n多个区，所述多个区一起限定所述顶表面的所述表面区域，所述多个区包括：/n第一区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率；和/n第二区，所述第二区包括一个或多个垫圈层，所述第二区具有在所述第一方向上的第二平均热导率。/n

【技术特征摘要】
20180502 US 15/969,6641.一种垫圈，包括：
顶表面，所述顶表面具有表面区域；和
多个区，所述多个区一起限定所述顶表面的所述表面区域，所述多个区包括：
第一区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率；和
第二区，所述第二区包括一个或多个垫圈层，所述第二区具有在所述第一方向上的第二平均热导率。


2.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第一垫圈层堆叠包括第一数量的垫圈层，并且所述第二区中的所述一个或多个垫圈层包括与所述第一数量的垫圈层不同的第二数量的垫圈层。


3.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第一垫圈层堆叠中的至少一个垫圈层包括第一材料，所述第一材料不存在于所述第二区中的所述一个或多个垫圈层中。


4.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述多个区进一步包括以下项中的至少一项：
第三区，所述第三区具有在所述第一方向上的第三平均热导率；或
第四区，所述第四区具有在所述第一方向上的第四平均热导率。


5.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述垫圈具有约0.2mm-2.0mm的厚度，并且其中所述第一垫圈层堆叠大约具有0.2mm-2.0mm的厚度。


6.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第一方向与所述表面区域正交。


7.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第一区与所述第二区大约同心。


8.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第一垫圈层堆叠的顶垫圈层或底垫圈层中的至少一个包括石墨填料。


9.如权利要求8所述的垫圈，其特征在于，所述第一垫圈层堆叠的一个或多个中间垫圈层包括金属、聚酰亚胺、硅树脂、橡胶或含氟聚合物中的至少一种。


10.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第二区中的所述一个或多个垫圈层包括第二垫圈层堆叠，其中所述第一垫圈层堆叠中的一个或多个垫圈层具有在第二方向上的第三热导率，所述第三热导率不同于所述第二垫圈层堆叠中的对应垫圈层的在所述第二方向上的第四热导率，并且其中所述第二方向与所述第一方向正交。


11.如权利要求1所述的垫圈，其特征在于，所述第二区包括单个垫圈层，所述单个垫圈层包括石墨填料。


12.一种基板支撑组件，包括：
圆盘，所述圆盘包括多个加热区，其中所述多个加热区中的每个加热区包括一个或多个加热元件；
垫圈，其中所述垫圈的顶表面接触所述圆盘，所述垫圈包括多个区，所述多个区与所述多个加热区大约对准，所述多个区包括：
第一区，所述第一区包括第一垫圈层堆叠，所述第一区具有在第一方向上的第一平均热导率；和
第二区，所述第二区包括一个或多个垫圈层，所述第...

【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：新型
国别省市：美国;US