[發(fā)明專利]高溫靜電卡盤和使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980128987.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN102105253A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅納德·納斯曼;羅德尼·李·羅賓森;藤里敏章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B23B31/28
• 分類號(hào): B23B31/28
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜電卡盤和操作方法，更具體的，涉及高溫靜電卡盤和操作方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造和處理中眾所周知的，各種過程(包括例如蝕刻和沉積過程)顯著依賴于襯底的溫度。為此，控制襯底的溫度和可控制的調(diào)整襯底的溫度的能力變成半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的基本要求。襯底的溫度由很多過程所確定，所述過程包括但不限于襯底與等離子體的相互作用、化學(xué)過程等，以及與周圍環(huán)境的輻射和/或傳導(dǎo)熱交換。向襯底支架的上表面提供合適的溫度可以用于控制襯底的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及靜電卡盤和操作方法，更具體的，涉及高溫靜電卡盤和操作方法。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，描述了為高溫減壓處理所構(gòu)造的靜電卡盤。靜電卡盤包括具有靜電夾緊電極和可選加熱元件的卡盤主體，和具有傳熱表面的散熱器主體，所述傳熱表面被布置為與卡盤主體的內(nèi)表面呈密切關(guān)系，其中靜電夾緊電極被構(gòu)造為將襯底夾緊在卡盤主體的外表面上，并且其中由于內(nèi)表面和傳熱表面的密切關(guān)系，散熱器主體被構(gòu)造為從卡盤主體移除熱量。靜電卡盤還包括構(gòu)造為支撐卡盤主體和散熱器主體的平臺(tái)組件，和膨脹接頭，所述膨脹接頭設(shè)置在卡盤主體和平臺(tái)組件之間，并且被構(gòu)造為在適應(yīng)卡盤主體和平臺(tái)組件的差異熱膨脹的同時(shí)將卡盤主體密封連接到平臺(tái)組件。

根據(jù)另一實(shí)施例，描述了操作高溫靜電卡盤的方法，其包括：準(zhǔn)備用于襯底處理系統(tǒng)的靜電卡盤，所述靜電卡盤包括卡盤主體、散熱器主體、構(gòu)造為支撐卡盤主體和散熱器主體的平臺(tái)組件、和膨脹接頭，所述膨脹接頭設(shè)置在卡盤主體和平臺(tái)組件之間，并且構(gòu)造為在適應(yīng)卡盤主體和平臺(tái)組件的差異熱膨脹的同時(shí)將卡盤主體密封連接到平臺(tái)組件；將襯底放置在卡盤主體的外表面上；通過將電壓耦合到形成于卡盤主體中的靜電夾緊電極，將襯底夾緊到卡盤主體的外表面；通過將功率耦合到形成于卡盤主體中的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，使襯底的溫度升高；和通過將散熱器主體維持在低于襯底的溫度的散熱器溫度、并且將散熱器主體的傳熱表面與關(guān)系密切的卡盤主體的內(nèi)表面分開，控制所述襯底的所述溫度。

附圖說明

在附圖中：

圖1表示根據(jù)實(shí)施例的襯底處理系統(tǒng)的方塊圖；

圖2表示根據(jù)實(shí)施例的襯底支架的示意截面圖；

圖3表示根據(jù)實(shí)施例的襯底支架的分解示意截面圖；

圖4表示根據(jù)另一實(shí)施例的襯底支架的分解示意截面圖；

圖5A和5B示出了根據(jù)另一實(shí)施例的襯底支架的截面圖；

圖6表示根據(jù)實(shí)施例的接觸組件的截面圖；和

圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的高溫靜電卡盤的操作方法。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，為了進(jìn)行說明而非加以限制，給出了具體細(xì)節(jié)，例如襯底處理系統(tǒng)的襯底支架的具體幾何形狀和對(duì)各種組件和過程的描述。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以在與這些具體細(xì)節(jié)不同的其他實(shí)施例中實(shí)施本發(fā)明。

盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解，盡管說明了總體構(gòu)思的創(chuàng)造特性，但是說明書中包含了同樣具有創(chuàng)造特性的特征。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1中示出了襯底處理系統(tǒng)1，其包括處理工具10，所述處理工具10具有襯底支架20和支撐在襯底支架20上的襯底25。襯底支架20被構(gòu)造成提供用于調(diào)節(jié)襯底溫度的溫度控制元件。此外，為了確保均勻或非均勻的襯底溫度，可以在空間中布置溫度控制元件?？刂破?5連接到處理工具10和襯底支架20，并且如將在下面進(jìn)一步討論的，控制器55被構(gòu)造為監(jiān)視、調(diào)整和控制襯底溫度。

在圖1中所示的示例性實(shí)施例中，襯底處理系統(tǒng)1可以包括沉積系統(tǒng)。例如，沉積系統(tǒng)可以使用氣相沉積處理，例如化學(xué)氣相沉積(CVD)處理、等離子增強(qiáng)CVD(PECVD)處理、原子層沉積(ALD)處理、等離子體增強(qiáng)ALD(PEALD)處理、物理氣相沉積(PVD)處理、或離子化PVD(iPVD)處理?？蛇x的，襯底處理系統(tǒng)1可以包括蝕刻室。例如，蝕刻室可以使用干法等離子體蝕刻，或者可選的，使用干法非等離子體蝕刻?？蛇x的，襯底處理系統(tǒng)1包括光阻劑涂覆室，例如可以用于涂覆后烘烤(PAB)或曝光后烘烤(PEB)等的光阻劑旋涂系統(tǒng)中的加熱/冷卻模塊；光阻劑圖案化室，例如光刻系統(tǒng)；電介質(zhì)涂覆室，例如旋涂玻璃(SOG)或旋涂電介質(zhì)(SOD)系統(tǒng)；或快速熱處理(RTP)室，例如用于退火的RTP系統(tǒng)。