[發明專利]支撐襯底的設備

有效

• 申請號: 201680038069.0
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN107810548B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 岱爾·K·史東;大衛·J·奇普曼
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

本發明揭示可安置于加熱的靜電卡盤與基底之間的熱屏蔽。熱屏蔽包括具有在1密耳與5密耳之間的厚度的熱絕緣體，例如聚酰亞胺膜。聚酰亞胺膜在一個側上涂覆有反射材料層，例如鋁。所述反射材料層可在30納米與100納米之間。熱屏蔽安置成使得所述反射材料層更靠近卡盤。由于所述反射材料層較薄，所以熱屏蔽不保持大量熱。此外，熱屏蔽的溫度保持遠低于聚酰亞胺膜的玻璃化轉變溫度。

技術領域

本發明的實施方案涉及支撐襯底的設備，且更確切地說，涉及用于使加熱的靜電卡盤與基底絕緣的熱屏蔽。

背景技術

半導體裝置的制造涉及多個離散且復雜的過程。半導體襯底通常在制造工藝期間經歷許多過程。在處理襯底時，通常將襯底夾持到卡盤上。此夾持可在本質上是機械或靜電的。所述靜電卡盤傳統上由多個層組成。頂部層(還被稱作頂部電介質層)接觸襯底，并且是由電絕緣或半導電材料制成，因為其產生不會形成短路的靜電場。為了產生靜電力，多個電極可安置在頂部電介質層下方。所述多個電極是由例如金屬等導電材料建構。

在某些應用中，離子植入可導致晶體缺陷(crystal defects)及非晶化(amorphization)。此晶體損壞常常可以通過被稱為退火的熱處理恢復。然而，對于某些高劑量植入物及裝置結構，典型的植入后退火可能不足以恢復由植入引起的全部損壞。已知在植入工藝期間加熱襯底會減少對襯底的損壞且保留更多晶體結構以促進在退火工藝期間再生長。

例如在通過靜電力使襯底保持在適當的位置時，通常通過觸點加熱襯底，例如通過使用在工件與卡盤之間捕獲的氣體。還可直接通過卡盤加熱襯底。在兩個實施例中，熱通過卡盤施加到襯底的下表面。因此，卡盤被維持在高溫下以致使對襯底進行加熱。

然而，在某些實施例中，加熱的卡盤極為接近基底。在某些實施例中，加熱的卡盤可為約3/8″厚，且可被加熱到約500℃或更多。基底的厚度還可為約3/8″且可通過使用水冷卻而處于室溫或室溫附近。

所述卡盤及基底可例如通過使用陶瓷墊圈(其為不良熱導體)而相隔約1/8″或更小。加熱的卡盤與基底之間的溫差可為數百度。基底可充當散熱器(thermal sink)，從卡盤抽取熱。在某些實施例中，金屬熱屏蔽安置于加熱的卡盤與基底之間。然而，傳統的金屬熱屏蔽可成問題。例如，因為金屬是極好的熱導體，所以可將金屬熱屏蔽加熱到幾乎是卡盤的溫度。此可導致金屬熱屏蔽以及金屬熱屏蔽與卡盤或金屬熱屏蔽與基底之間的可能的觸點的變形。因為卡盤通常是由陶瓷材料制成，所以此可導致到卡盤的熱應力，這可導致材料疲勞(material fatigue)或開裂(cracking)。

如果存在使加熱的卡盤與基底有效地熱隔離的熱屏蔽，那么將是有益的。此外，如果此熱屏蔽允許卡盤及基底極為接近而不變形，那么將是有益的。

發明內容

揭示可安置于加熱的靜電卡盤與基底之間的熱屏蔽。所述熱屏蔽包括具有1密耳與5密耳之間的厚度的熱絕緣體，例如聚酰亞胺膜。所述聚酰亞胺膜在一個側上涂覆有反射材料層，例如鋁。所述反射材料層可在30納米與100納米之間。所述熱屏蔽安置成使得所述反射材料層更靠近靜電卡盤。由于所述反射材料層較薄，所以熱屏蔽不保持大量熱。此外，熱屏蔽的溫度保持遠低于聚酰亞胺膜的玻璃化轉變溫度(glass transitiontemperature)。