[發明專利]用于氮化鋁(ALN)PVD工藝的氣冷的最小接觸面積(MCA)的靜電吸盤(ESC)

有效

• 申請號: 201580063578.4
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN107002222B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 布賴恩·T·韋斯特;諾吉·A·賈金德拉;桑德拉賈·吉姆布林甘姆
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/22
• 分類號: C23C14/22;C23C16/455;C23C16/46;H01L21/67;H01L21/683;H02N13/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

提供本公開內容的實施方式，包含一種靜電吸盤組件、一種處理腔室和一種保持基板溫度的方法。在一個實施方式中，提供有靜電吸盤組件，靜電吸盤組件包含靜電吸盤、冷卻板和氣體箱。冷卻板包含形成于冷卻板中的氣體通道。氣體箱可操作以控制通過氣體通道的冷卻氣體的流量。

公開內容的背景

技術領域

本公開內容的實施方式一般涉及半導體器件的制造。尤其是，實施方式涉及在半導體器件的制造期間冷卻靜電吸盤。

背景技術

微機電系統(MEMS)是由半導體處理系統所制造的非常小的器件，用于在遍及世界的各種電子器件中。氮化鋁(AlN)是在MEMS器件中常用的材料，而物理氣相沉積(PVD)工藝是用于在基板上大量制造優質MEMS器件的偏好制造技術之一。

在AlN PVD工藝期間，基板被支撐在陶瓷靜電吸盤(ESC)上，陶瓷靜電吸盤保持在約400攝氏度的溫度。為了可靠地制造MEMS器件，工藝在工藝溫度中需要最小的變化。現存的ESC組件經設計以使用去離子水(DIW)冷卻系統，以最小化在AlN PVD工藝中的溫度變化。然而，傳統的DIW冷卻系統尚未能在用于PVD腔室中的ESC于以高功率和高溫處理多個基板的制造運轉的過程中保持穩定的溫度。ESC的溫度在僅幾個基板經歷AlN PVD工藝，同時制造MEMS之后開始趨向上升。在制造運轉中被稍后繼續處理的基板相較于較早的基板遭遇到較高的溫度。溫度急劇增加且此溫度的急劇變化影響沉積于基板上的膜的應力。此外，在400攝氏度和更高的溫度時，使用去離子水以冷卻ESC可能產生熱沖擊，破壞陶瓷ESC。因此，傳統的ESC的在400攝氏度和更高的溫度時，不適合用以可靠地處理MEMS器件。

因此，存有一種改進的ESC的需求。

發明內容

提供本公開內容的實施方式，包含一種靜電吸盤組件，一種處理腔室和一種保持基板的溫度的方法。在一個實施方式中，提供一種靜電吸盤組件，靜電吸盤組件包含靜電吸盤、冷卻板和氣體箱。冷卻板包含形成于冷卻板中的氣體通道。氣體箱可操作以控制通過氣體通道的冷卻氣體的流量。

在另一個實施方式中，提供處理腔室，處理腔室包含腔室主體、氣冷的靜電吸盤組件和氣體箱。腔室主體具有壁、蓋和底部，腔室主體限定內部處理容積。氣冷的靜電吸盤組件設置在腔室主體的處理容積中，氣冷的靜電吸盤組件具有冷卻板。冷卻板具有氣體通道，氣體通道具有第一端和第二端。氣體箱經構造以控制至在冷卻板中的氣體通道的第一端的冷卻氣體的流量，并從在冷卻板中的氣體通道的第二端接收冷卻氣體。

在另一實施方式中，提供有用于冷卻氣冷的靜電吸盤組件的方法，方法包含供應冷卻氣體到氣體箱；通過耦接至靜電吸盤的冷卻板將冷卻氣體從氣體箱流出；使冷卻氣體從冷卻板流至氣體箱；以及使冷卻氣體流動通過在氣體冷卻箱中的熱交換器以冷卻冷卻氣體。

附圖說明

以上本發明的詳述特征能夠被具體理解的方式、本發明更特定描述可以通過參照實施方式而獲得，實施方式中的一些實施方式繪示于附圖中。然而，應注意，附圖僅繪示本發明的典型實施方式，因而不應視為對本發明的范圍的限制，因為本發明可允許其它有效的實施方式。

圖1具有氣冷的靜電吸盤的處理室的示意剖視圖。

圖2用于靜電吸盤的氣體冷卻布置的示意圖。

圖3用于在氣冷的靜電吸盤中的冷卻板的底部平面圖。

圖4描繪關于氣冷的靜電吸盤在對應于多個制造周期的一段時間的溫度變化的圖。

圖5圖示用于冷卻氣冷的靜電吸盤的方法。

為了便于理解，盡可能地，使用了相同的附圖符號，以指示附圖中共通的相同元件。考慮到，一個實施方式的元件和特征在沒有特定描述下可有益地并入其它實施方式中。