静电夹盘和使用静电夹盘的方法技术

本发明专利技术提供了一种静电夹盘和使用所述静电夹盘的方法。在某些实施例中，静电夹盘可以包括盘，所述盘具有第一侧，所述第一侧用以将基板支撑在所述第一侧上，及第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，用以提供选择性地将所述盘耦接到热控板材的界面；第一电极，所述第一电极设置在所述盘内靠近所述第一侧处以将所述基板静电耦接到所述盘；第二电极，所述第二电极设置在所述盘内靠近所述盘的所述相对侧以将所述盘静电耦接到所述热控板材。在某些实施例中，第二电极也可以配置成加热所述盘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体涉及静电夹盘和使用所述静电夹盘的方法。
技术介绍
静电夹盘(ESC)通常用以将基板静电保持在基板支撑件上。传统上，ESC包括陶瓷主体，所述陶瓷主体具有设置在所述陶瓷主体中的一或多个电极。本专利技术人已发现，由于传统ESC具有较高的热惰性(如低的热传递速率)，因而ESC的加热速率和冷却速率实质上受限，由此限制了使用ESC的处理的效率。由此，本专利技术人提供了一种可以快速加热和冷却的改进静电夹盘。
技术实现思路
本专利技术提供了静电夹盘的实施例和使用所述静电夹盘的方法的实施例。本专利技术提供了静电夹盘和使用所述静电夹盘的方法。在某些实施例中，静电夹盘可以包括:盘，所述盘具有第一侧，所述第一侧用以将基板支撑在所述第一侧上；及第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，用以提供选择性地将所述盘耦接到热控板材的界面；第一电极，所述第一电极设置在盘内靠近所述第一侧以将所述基板静电耦接到所述盘；第二电极，所述第二电极设置在所述盘内靠近所述盘的相对侧以将所述盘静电耦接到所述热控板材。在某些实施例中，所述第二电极也可以配置成加热所述盘。在某些实施例中，处理基板的方法可以包括:通过为设置在所述第一侧附近的静电夹盘中的第一电极供电而将基板夹持在设置在处理腔室中的静电夹盘的盘的第一表面上；以及选择性地提高或降低通过设置在所述盘的、与所述第一侧相对的第二侧和耦接到所述盘的热控板材之间的界面的热传导速率，以控制所述盘和所述热控板材之间的热传递速率。以下描述了本专利技术的其它和进一步的实施例。附图说明以上简要总结和以下更具体讨论的本专利技术实施例可以参照附图所示的本专利技术示意性实施例而得到理解。然而，应当注意的是:附图仅图示了本专利技术的典型实施例，因此不应认为是对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可以承认其他等效实施例。图1图示了根据本专利技术某些实施例的适合用于静电夹盘的处理腔室。图1A图示了根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的示意性侧视图。图2图示了根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的剖视侧视图。图3图示了根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的盘的顶视图。图4A至图4B图示了根据本专利技术某些实施例的盘的侧视图。图5图示了根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的顶视图。图6图示了用于根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的耦接器。图7和图8图示了用于根据本专利技术某些实施例的静电夹盘的端子。图9图示了根据本专利技术某些实施例的静电夹盘一部分的局部剖视侧视图。为便于理解，尽可能使用了同样的元件符号以标示各附图中相同的元件。附图未按比例绘制，并且可能被简化以清晰说明。应考虑的是，一个实施例的元件和特征可以在不经进一步说明的情况下有利地包含在其它实施例中。具体实施例方式本专利技术提供了静电夹盘的实施例和使用所述静电夹盘的方法。有利地，本专利技术装置可以提供这样的静电夹盘，即所述静电夹盘可以在快速加热和冷却设置在所述静电夹盘上的基板的同时而被快速地加热和冷却，由此提供基板处理过程中的处理灵活性并增加产量。有利地，本专利技术静电夹盘还可以减少或消除在处理过程中由于基板和静电夹盘热膨胀差带来的摩擦所导致的对基板的破坏。图1是根据本专利技术某些实施例的等离子处理腔室的示意性剖视图。在某些实施例中，所述等离子处理腔室是物理气相沉积(PVD)处理腔室。然而，使用静电夹盘的其它类型处理腔室也可以用于本专利技术装置。腔室100是适于在基板处理期间维持腔室内部空间120的压力低于大气压力的真空腔室。腔室100包括由圆顶104所覆盖的腔室主体106，圆顶104包覆位于腔室内部空间120上半部的处理空间119。腔室100也可以包括限定各腔室部件以防止这些部件与电离处理材料之间发生不必要反应的一或多个防护件105。腔室主体106和圆顶104可以由诸如铝等金属制成。腔室主体106可以通过耦接器接到地面115。基板支撑件124可以设置在腔室内部空间120中以支撑和夹持基板S，基板S是诸如半导体晶片或其它可以静电保持的基板。基板支撑件124总体上可以包括静电夹盘150(以下将更详细描述)和用以支撑静电夹盘150的空心支撑轴112。空心支撑轴112设置有用以将处理气体、流体、热传递流体、功率等提供到静电夹盘150的导管。在某些实施例中，空心支撑轴112耦接到升降机构113，升降机构113为静电夹盘150提供在上部处理位置(如图1所示)和下部传递位置(未图示)之间的垂直运动。波纹管组件110绕空心支撑轴112设置，并且耦接在静电夹盘150和腔室100的底表面126之间，以提供允许静电夹盘150垂直运动同时防止腔室100内部真空损失的柔性密封。波纹管组件110也包括与O形环165相接触的波纹管下部凸缘164，O形环165接触底表面126以帮助防止腔室真空损失。空心支撑轴112设置有用以将流体源142、气源141、夹持电源140和一或多个射频(RF)源117 (例如，RF等离子体电源和/或RF偏压电源)耦接到静电夹盘150的导管。在某些实施例中，RF电源117可以通过RF匹配网络116耦接到所述静电夹盘。基板升降机构130可以包括安装在平台108上的升降杆109，平台108连接到轴111，轴111耦接到第二升降机构132以升举或降低基板升降机构130，使得基板“S”可以放置于静电夹盘150上或可从静电夹盘150上移除。静电夹盘150包括通孔(如下所述)以接收升降杆109。波纹管组件131耦接在基板升降机构130和底表面126之间，以在基板升降机构130的垂直运动期间提供维持腔室真空的柔性密封。腔室100耦接到真空系统114，并与真空系统114流体连通，真空系统114可以包括用以为腔室100排气的节流阀(未图示)和真空泵(未图示)。在腔室100中的压力可以通过调整所述节流阀和/或真空泵而得到调节。腔室100也可以耦接到处理气源118并与处理气源118流体连通，所述处理气源118可以将一或多种处理气体供应到腔室100以处理设置在所述腔室中的基板。例如，在工作中，可以在腔室内部空间120中产生等离子体102，以执行一或多个处理。等离子体102可以通过这样的方式产生，即，通过腔室内部空间120中的一或多个电极(如下所述)将功率从等离子体电源(如RF电源117)耦合到处理气体，以点燃处理气体并产生等离子体102。等离子体可以替代或结合通过其它方法在腔室内部空间120中形成。在某些实施例中，偏压功率可以从偏压电源(如RF电源117)供给到设置在基板支撑件或静电夹盘150内部的一或多个电极(如下所述)，以从等离子体朝向基板S吸引离子。例如，在某些实施例中，腔室100是PVD腔室，包括要沉积在基板S上的源材料的靶材166设置在所述基板上方以及腔室内部空间120内。靶材166可以由腔室100的接地导电部分(例如，通过电介质隔离器的铝制转接器)支撑。可控直流电源168可以耦接到腔室100以将负压或者偏压施加到靶材166。RF电源117A-B可以耦接到基板支撑件124，以在基板100上感生直流负偏压。另外，在某些实施例中，直流负自偏压可以在处理期间在基板S上形成。在其它应用中，基板支撑件124可以接地或保持为电浮动。在某些实施例中，RF电源170也可以耦接到腔室100以将RF功率施加到祀材166,以便于控制基板S上沉积速率的径向分布。工作中，在腔室100中产生的等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.06 US 61/371,455;2011.08.04 US 13/198,2041.一种静电夹盘，包括: 盘，所述盘具有第一侧，所述第一侧用以将基板支撑在所述第一侧上，及第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，用以提供选择性地将所述盘耦接到热控板材的界面；第一电极，所述第一电极设置在所述盘内靠近所述第一侧处以将所述基板静电耦接到所述盘；及第二电极，所述第二电极设置在所述盘内靠近所述盘的所述相对侧以将所述盘静电耦接到所述热控板材。2.如权利要求1所述的静电夹盘，进一步其中所述第二电极进一步配置成加热所述盘。3.如权利要求1至2中任一项所述的静电夹盘，进一步包括: 形成在所述盘的所述第二侧或者所述热控板材中以使热传递流体在所述盘和所述热控板材之间流动的至少一个槽。4.如权利要求3所述的静电夹盘，其中所述热传递流体包括氩气或氦气。5.如权利要求1至2中任一项所述的静电夹盘，其中所述盘进一步包括形成在所述第一侧中以使热传递流体在所述盘的所述第一侧和所述基板之间流动的至少一个槽。6.如权利要求1至2中任一项所述的静电夹盘，其中所述盘进一步包括: 底座； 第一电介质材料层，设置在所述底座顶部，其中，所述第一电极和所述第二电极设置在所述第一电介质材料层的顶部；以及 第二电介质材料层，设置在所述第一电极和所述第二电极顶部。7.如权利要求6所述的静电夹盘，其中所述底座包括石墨、热解氮化硼或硅，以及其中，所述第一电介质材料层和所述第二电介质材料层包括热解氮化硼。8.如权利要求1至2中任一项所述的静电夹盘，其中所述盘进一步包括: 电介质底座，其中，所述第一电极和所述第二电极设置在所述电介质底座的顶部；以及 电介...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚布休·N·罗伊，马丁·李·莱克，基思·A·米勒，维贾伊·D·帕克赫，史蒂芬·V·桑索尼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：