[发明专利]具有双温度区的静电吸盘的衬底支架

说明书

本申请为申请人于2007年4月27日递交的申请号为200710098098.9并且发明名称为“具有双温度区的静电吸盘的衬底支架”发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年4月27日提交的美国临时申请号No.60/796,093的优先权，在此引用其全文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于在衬底处理腔室中保持衬底的衬底支架。

背景技术

在诸如半导体和显示器的衬底处理中，静电吸盘用于在衬底处理腔室中保持衬底。典型的静电吸盘包括通过诸如陶瓷或聚合物的绝缘体覆盖的电极。当对电极充电时，在电极和衬底中中的静电电荷保持在吸盘中的衬底。通常，通过在衬底的背部提供气体控制衬底的温度，以增强在衬底和吸盘的表面之间的整个微间隙的热交换速率。可以通过底座支撑该静电吸盘，其中该底座具有用于在其中流过流体从而冷却或加热吸盘的通道。当将衬底牢固地保持在吸盘上后，将工艺气体引入到腔室中并且形成等离子体以通过CVD、PVD、蚀刻、注入、氧化、氮化或其他工艺处理衬底。

在处理期间，表面通常经受非均匀处理速率或在整个衬底表面上的其他工艺特征。例如，该非均匀处理可产生在整个衬底表面上的径向方向中的同心处理带。在腔室内的气体物质或者等离子物质的分布也可能引起非均匀处理特性。例如，整个腔室内气体的分布可能随着在腔室中进气口和排气口相对于衬底表面的位置而改变。此外，传质机械装置也可以改变气态物质在整个衬底表面的不同区域扩散和到达的速率。在处理腔室中的非均匀热负载也可能引起非均匀处理速率。例如，由于从等离子鞘层向衬底耦合的能量或者从腔室壁反射的辐射热量都可能引起不同的热负载。人们不希望在整个衬底上发生处理偏差，因为这样会导致在衬底的不同区域(例如，外围和中心衬底区域)制造的有源和无源电子器件具有不同的特性。

因此，在衬底处理期间，人们希望减少整个衬底表面的处理速率和其他处理特性的变化。同时人们还希望控制衬底的整个处理表面的不同区域的温度。此外还希望在处理期间控制整个衬底的温度分布。

发明内容

一种用于处理腔室的锁紧环，所述处理腔室包括具有顶表面的底座和边缘环，所述顶表面具有用于支撑静电吸盘的吸盘容纳部分和外围部分，所述静电吸盘包括陶瓷圆盘，所述陶瓷圆盘具有包括第一和第二台阶的外围壁架，所述边缘环设置在陶瓷圆盘的第二台阶上，所述锁紧环包括：a)环形主体，具有用于支撑所述边缘环的顶表面以及具有多个孔的底表面，所述底表面的多个孔使得适于固定到所述底座的顶表面的外围部分；b)上唇缘，向内径向延伸以放置在所述陶瓷圆盘的外围壁架的第一台阶上；c)径向外部侧表面；以及d)基脚，从所述径向外部侧表面向下延伸以设置在所述底座顶表面的外围部分。

一种用于处理腔室的边缘环，所述处理腔室具有：i)底座；ii)底座上的静电吸盘，所述静电吸盘包括陶瓷圆盘，所述陶瓷圆盘包括具有台阶的外围壁架；iii)锁紧环，所述锁紧环具有上唇缘、外部侧表面以及顶表面，所述上唇缘向内径向延伸以放置在所述陶瓷圆盘的外围壁架的台阶上，所述边缘环，包括：a)带，包括设置在所述锁紧环顶表面上的基脚；b)环形外壁，围绕所述锁紧环的所述外部侧表面；以及c)内凸缘，覆盖所述陶瓷圆盘外围壁架的台阶。

一种用于处理腔室的边缘环，所述处理腔室具有：i)底座；ii)底座上的静电吸盘，所述静电吸盘包括陶瓷圆盘，所述陶瓷圆盘包括具有台阶的外围壁架；iii)锁紧环，所述锁紧环具有顶表面、上唇缘以及外部侧表面，所述上唇缘从所述顶表面向内径向延伸以放置在所述陶瓷圆盘外围壁架的台阶上，所述边缘环，包括：a)楔形的带，包括倾斜的顶表面和覆盖所述锁紧环的顶表面的下表面；b)内凸缘，从所述楔形的带向内径向地延伸，所述内凸缘具有能够放置在所述陶瓷圆盘外围壁架的台阶上的基脚；以及c)外凸缘，从所述楔形的带向外径向地延伸，所述外凸缘具有覆盖所述锁紧环的外部侧表面的径向向内的衬面。

一种用于在处理腔室中容纳衬底的静电吸盘，所述静电吸盘包括：a)陶瓷圆盘，包括：i)衬底容纳表面，具有多个台面的突起平台，所述突起平台由凹槽图案分开；ii)多个热传送气体导管，穿过所述陶瓷圆盘并且在衬底容纳表面上所述凹槽图案的外围端口及中心端口终止，所述气体导管能够为所述衬底容纳表面的不同区域提供热传送气体；以及iii)外围壁架，具有第一台阶和第二台阶，所述第二台阶从第一台阶径向向外并且比所述第一台阶低；b)电极，嵌在所述陶瓷圆盘中以产生静电力从而保持设置在所述衬底容纳表面上的衬底。

附图说明