[發明專利]具有雙溫度區的靜電吸盤的襯底支架

有效

• 申請號: 200710097654.0
• 申請日: 2007-04-27
• 公開（公告）號: CN101093811A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 亞歷山大·馬蒂亞申;丹尼斯·庫斯;桑托斯·帕納格保羅斯;約翰·霍蘭德
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67;H01L21/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金國;梁揮

技術領域

本發明涉及一種用于在襯底處理腔室中保持襯底的襯底支架。

背景技術

在諸如半導體和顯示器的襯底處理中，靜電吸盤用于在處理襯底上的層的腔室中保持襯底。典型的靜電吸盤包括通過諸如陶瓷或聚合物的絕緣體覆蓋的電極。當對電極充電時，靜電電荷積累在電極和襯底中，并且所引起的靜電力保持在吸盤中的襯底。通常，通過在襯底的背部保持氦氣控制襯底的溫度，以增強在襯底的背部和吸盤的表面之間的界面處的整個微間隙的熱交換速率。可以通過底座支撐該靜電吸盤，其中該底座具有用于在其中流過流體從而冷卻或加熱吸盤的通道。當將襯底牢固地保持在吸盤上后，將工藝氣體引入到腔室中并且形成用于處理襯底的等離子體。可以通過CVD、PVD、蝕刻、注入、氧化、氮化或其他工藝處理襯底。

在處理期間，在整個襯底表面的徑向方向襯底通常經受非均勻處理速率或其他工藝特征，其可以在整個襯底表面上產生同心處理帶。在腔室內的氣體物質或者等離子物質的分布也可能引起非均勻處理特性。例如，整個腔室內氣體的分布可能隨著在腔室中進氣口和排氣口相對于襯底表面的位置而改變。此外，傳質機械裝置也可以改變氣態物質在整個襯底表面的不同區域擴散和到達的速率。在處理腔室中的非均勻熱負載也可能引起非均勻處理速率。例如，由于從等離子鞘層向襯底耦合的能量或者從腔室壁反射的輻射熱量都可能引起不同的熱負載。人們不希望在整個襯底上發生處理偏差，因為這樣會導致在襯底的不同區域(例如，外圍和中心襯底區域)制造的有源和無源電子器件具有不同的特性。

因此，在襯底處理期間，人們希望減少整個襯底表面的處理速率和其他處理特性的變化。同時人們還希望控制襯底的整個處理表面的不同區域的溫度。此外還希望在處理期間控制整個襯底的溫度分布。

發明內容

本發明的目的在于提供一種靜電吸盤以及支撐保持襯底的襯底支架，其基本上能夠解決由于現有技術中存在的缺點所產生一個或者多個問題。

根據本發明的一方面，本發明提供了一種在處理腔室中用于保持襯底的靜電吸盤，所述靜電吸盤包括：(a)陶瓷圓盤，其包括襯底容納表面及包括多個隔開的臺面的相對的背面；(b)多個熱傳送氣體導管，穿過陶瓷主體并在所述襯底容納表面上的開口處終止，以向所述襯底容納表面提供熱傳送氣體；(c)電極，所述電極嵌入在所述陶瓷圓盤中以產生用于保持放置在所述襯底容納表面上的襯底的靜電力；(d)嵌入在所述陶瓷圓盤中的第一和第二加熱線圈，所述加熱線圈徑向隔離并且圍繞彼此同心設置，所述第一加熱線圈位于所述陶瓷圓盤的外圍部分，而所述第二加熱線圈位于所述陶瓷圓盤的中心部分，這樣使得所述第一和第二加熱線圈允許對所述陶瓷圓盤的中心部分和外圍部分進行溫度獨立控制，并與所述陶瓷圓盤的所述背面上的所述臺面協作以允許調整放置在所述陶瓷圓盤的襯底容納表面上的襯底的溫度分布。

根據本發明的另一方面，本發明提供了一種用于減少在通過襯底處理腔室中的底座支撐的靜電吸盤上工藝沉積物的形成以及保護其不受侵蝕的環組件，所述靜電吸盤包括陶瓷圓盤，所述陶瓷圓盤具有包括第一和第二臺階的外圍壁架，以及所述底座包括頂表面，所述頂表面具有吸盤容納部分和超過所述吸盤延伸的外圍部分，所述環組件包括：(a)能固定到所述底座的頂表面的外圍部分的鎖緊環，所述鎖緊環具有唇緣、頂表面和外部側表面，其中所述唇緣徑向向內延伸以放置在所述陶瓷圓盤的外圍壁架的所述第一臺階上從而在所述陶瓷圓盤和所述底座的頂表面之間形成氣密封；以及(b)邊緣環，包括具有放置在所述鎖緊環的所述頂表面上的基腳的帶、圍繞所述鎖緊環的所述外側的環形外墻，以及覆蓋所述陶瓷圓盤的所述外圍壁架的所述第二臺階的凸緣，由此所述鎖緊環和所述邊緣環協作以在襯底處理腔室中處理襯底期間減少在所述底座上支撐的所述靜電吸盤上的工藝沉積物的形成，并保護其不受侵蝕。