具有可调电阻率的晶片加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有耐蚀刻涂层的制品。所述制品为加热元件、晶片载体或静电夹盘。所述制品具有由陶瓷或其它材料制成的基板，并且还具有一个或多个用于电阻加热或电磁夹盘或二者的电极。所述耐蚀刻涂层具有多个由具有不同电体积电阻率的材料制成的区域，使得整个涂层具有能通过改变每个区域的相对尺寸而变化的体积电阻率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调电阻率的晶片加工装置
技术介绍
本专利技术的实施方式一般性地涉及主要用于其上提供有氮化铝涂层的半导体晶片加工设备的装置。更具体地，各实施方式涉及加热装置、晶片载体和具有多个具有不同电阻率的区的其上施用涂层的静电夹盘(electrostatic chuck)。在一种应用中，晶片加工装置可特别用作热静电夹盘，用于需要将半导体晶片从 100°c加热至600°C同时通过静电与热夹盘的表面夹紧的应用。当在夹盘电极与晶片之间的层的电阻率落入Johnson-Rahbeck规范(regime)(参见图7)限定的范围内时获得夹紧力。本专利技术使得所述层的体积电阻率在给定温度范围下得以调整至落入Johnson-Rahbeck 规范内。使用氮化铝材料的现有技术静电Johnson-Rahbeck夹盘用于室温夹盘应用，并且不在150-500°C的较高应用温度下使用。这是因为这些现有技术的夹盘通常具有聚合物或有机硅粘合剂，这些粘合剂不能承受高温应用。另外，在现有技术中，也存在高温Johnson-Rahbeck夹盘，例如Advanced Ceramics Corporation的掺杂碳的热解氮化硼夹盘(例如详见美国专利4，5748436)，或掺杂有其它材料如硅的其它热解氮化硼夹盘，如Shin-Etsu Chemical Co.的美国专利5，663，865所示。然而，由于严格控制热解氮化硼中掺杂剂的含量，这种夹盘的制造很麻烦。此外，已公开了一些热静电夹盘，其中本体(bulk)烧结陶瓷基板与嵌入芯体中的加热元件一起使用。然而，由于嵌入的电极作为缺陷，当以显著高的速率(例如> 10°C /分钟)加热升温时可能引起裂缝，因此这些类型的基板的温度不能非常快速地上升。在基板的表面上含有层状电极的热基板不受这种限制，测得温度上升速率远超过20°C /分钟(高达300°C /分钟)。在晶片加工装置的外表面上的薄膜涂层的主要特性是当暴露于卤素等离子体环境时其耐腐蚀。由于当暴露于卤素等离子体环境时的耐腐蚀性高，氮化铝已成为用于制造高温晶片加工载体的达到最新技术发展水平的材料。AlN薄膜的典型的电阻率值为IO11-IO14Ohm-Cm,并且温度每增加100°C，电阻率下降约20倍。因此，在高温应用中，这些AlN薄膜的电阻率下降得足够低，使得在电极路径的高电位段与低电位段之间，或者在加热电极与在晶片加工过程中在AlN上沉积的任何导电薄膜之间，或者在电极与晶片本身之间存在过多的泄漏电流。这种泄漏电流限制了晶片加热装置的可用温度范围。AlN薄膜可以用具有较高电阻率的材料代替，然而，对卤素等离子体的抗性可能减小。当加工温度上升较高时，需要具有比AlN更高电阻率的薄膜，同时仍保持优异的耐腐蚀性。本专利技术提供了一种改变薄膜涂层的体积电阻率同时保持典型的AlN薄膜的优异的耐腐蚀性的方法，由此允许较高的可用工作温度。本专利技术使用具有不同区域的薄膜涂层，这些区域具有不同的电阻率。因此，能通过简单地改变存在于薄膜中的每个区域的相对量来改变在给定温度下薄膜的体积电阻率，而无需配制新的薄膜材料来制备在某一温度下具有不同体积电阻率的夹盘。本专利技术的实施方式的加热器、静电Johnson-Rahbeck夹盘和晶片载体满足在高温下保持所需的体积电阻率的要求，较容易制造，能以显著高的温度上升速率加热，此外，当需要静电夹盘时，在较低电压下以高功率提供夹紧。专利技术概述在第一方面，提供了一种包括主体的晶片载体，所述主体包括基板和安装在基板上的电极元件，所述制品还具有外涂层，所述外涂层含有包住所述主体的电介质材料，所述外涂层具有至少两个具有不同电阻率的区域。在第二方面，提供了一种静电夹盘，所述静电夹盘包括主体、在所述主体上沉积的夹盘电极以及在所述夹盘电极之上沉积的外涂层，所述外涂层包括多个具有不同电阻率的层，所述外涂层包括含AlN的外层。在第三方面，提供了一种形成晶片载体的方法，所述方法包括以下步骤a)提供基板，b)在所述基板上布置电极，c)在所述基板和电极之上沉积外涂层，其中所述步骤包括沉积多种具有不同电阻率的材料，其中在给定温度下所述外涂层的总体积电阻率能通过改变沉积的材料各自的相对量而得到控制。附图概述附图说明图1是根据本专利技术的一种实施方式的晶片载体的透视图。图2A和图2B为具有电绝缘基板主体的晶片载体的截面图。图3A和图;3B为具有导电基板主体的晶片载体的截面图。图4为根据另一实施方式的晶片载体的截面图。图5为根据再一实施方式的晶片载体的截面图。图6为含有具有不同电阻率的不同层的本专利技术的外保护层(overcoat)的一种实施方式的截面。图7为说明各种材料的体积电阻率与温度关系的图。图8为说明由3层具有不同体积电阻率的两种类型的AlN组成的AlN外保护层的截面的显微照片。专利技术详述本文使用的以及在权利要求中使用的术语“相邻”既包括直接接触，也包括位于附近，即在两层或两个物体之间存在插入层，或者沿着另一层或另一物体的一侧。本文使用的术语“晶片载体”可用于指加热器、静电夹盘或组合的加热器/静电夹盘。本文使用的术语“电路”可与“电极”互换使用，并且术语“加热元件”可与“加热电极”、“电极”、“电阻器”、“加热电阻器”或“加热器”互换使用。术语“电路”可以采用单数或复数形式使用，表示存在至少一个元件(unit)。术语“电路”可与“电极”互换使用，并且术语“电极”可用于表示单数或复数形式使用，表示存在至少一个元件。术语“加热元件”可与“加热电极”、“电阻器”、“加热电阻器”或“加热器”互换使用。本专利技术的实施方式涉及在工艺室中用于支撑晶片的涂布的制品。该涂布的制品可以是加热器、静电夹盘、晶片载体或类似制品。在每一种情况下，制品具有主体，该主体含有基板和在其上沉积的电极元件，并且还具有相邻的电介质材料(例如氮化铝)的外涂层，可通过化学气相沉积或其它方式(例如反应性物理气相沉积、等离子体喷涂、等离子体-增强的化学气相沉积、金属-有机化学气相沉积、光-增强的化学气相沉积)提供外涂层。外涂层具有多个具有不同电阻率的区或区域。不同区域的厚度或相对尺寸决定涂层的总体积电阻率。现在更详细地参考附图，其中各图仅用于举例说明本专利技术的优选实施方式的目的，而不是为了限制本专利技术。图1说明含有圆盘状金属、石墨或陶瓷主体12的晶片载体33， 主体12具有在其中或其上配置的电极(未显示)，并且其上表面13用作基板的支撑表面， 基板例如为典型的直径例如为300mm的晶片W。在一种实施方式中，上表面13制成具有高度平滑性(表面变化在0.05mm之内)，以进一步增强晶片W的温度控制。用于为晶片载体供电的电力终端15可以连接在主体12的下表面的中心，或者在一种实施方式中，电力终端 15可以连接在主体12的各侧。在晶片载体中，可以使用一个或多个电极。根据应用，这些电极可各自用作电阻加热元件、电磁屏蔽电极、等离子体-发生电极、静电夹盘电极或电子束电极。在一种实施方式中，存在两个不同的电极，一个电极用作加热元件，而第二个电极用作静电夹盘电极。一个或多个电极可朝上(接近晶片基板)或朝下(远离晶片基板)位于晶片载体的基板之内或之上。加热电极的底部位置可帮助扩散由一种模式的电极所产生的局部热量并且有助于晶片基板的热分布。在一种实施方式中，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种晶片载体，所述晶片载体含有主体，所述主体含有基板和电极元件，所述晶片载体还含有配置在所述主体的外表面的至少一部分上的外涂层，所述外涂层含有电介质材料并具有至少两个具有不同电阻率的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·M·鲁辛科，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US