[发明专利]静电夹盘及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2013年12月11日、申请号为201380064662.9、名称为“单体静电夹盘”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例大体而言是关于一种静电夹盘。

背景技术

在半导体工业中，装置通过许多生产尺寸不断减小的结构的制造工艺而被制造。一些制造工艺(诸如等离子体蚀刻及等离子体清洗工艺)将基板支座曝露于高速等离子体流(例如在晶圆处理期间曝露所述基板支座的边缘及在腔室清洗期间曝露整个基板支座)，以蚀刻或清洗所述基板。所述等离子体可能具有高强腐蚀性，且可腐蚀处理腔室及曝露于所述等离子体的其他表面。

另外，传统静电夹盘包括接合至金属冷却板材的陶瓷圆盘硅酮(silicone)。所述传统静电夹盘中的陶瓷圆盘是通过多步骤制造工艺制造，对于形成嵌入式电极及加热元件，所述多步骤制造工艺成本较高。

发明内容

在一实施例中，静电夹盘包括导热基座，所述导热基座中具有数个加热元件。金属层覆盖所述导热基座的至少一部分，其中所述金属层使所述数个加热元件免受射频(radio frequency，RF)耦合，且用作所述静电夹盘的一电极。抗等离子体介电层覆盖所述金属层。

附图说明

本发明以实例说明且不作为限制，在附图的所述图式中，相同元件符号表示相同元件。应注意，本揭示案中对“一(an)”或“一(one)”实施例的不同的引用不必引用同一实施例，且所述引用意谓至少一个实施例。

图1图示处理腔室的一实施例的剖视图；

图2图示基板支座组件的一实施例的分解图；

图3图示静电夹盘的一实施例的侧视图；

图4图示静电夹盘中辅助加热元件的一实施例的分解侧视图；以及

图5图示用于制造静电夹盘的工艺的一实施例。

具体实施方式

本发明的实施例提供一单体静电夹盘。所述单体静电夹盘包括具有一些内部组件及一系列涂层的集合的导热基座。所述涂层可包括可用作夹持电极及/或射频(radio frequency，RF)电极的金属层涂层，及介电层涂层，所述介电层涂层为抗等离子体陶瓷。所述导热基座的上表面上可形成一或更多凹槽。此等凹槽可包括辅助加热元件，所述辅助加热元件可提供局部加热，以维持所支撑的基板(例如，夹持的晶圆)上的温度的均匀性。金属层可覆盖辅助加热元件，且可提供射频屏蔽，以使辅助加热元免受射频耦合。

与传统静电夹盘不同，所述单体静电夹盘可缺少静电圆盘，所述静电圆盘传统上包含电极及加热元件。因此，制造所述单体静电夹盘的实施例可能比制造传统静电夹盘廉价。另外，与传统静电夹盘相比，所述单体静电夹盘的实施例可提供改良的温度均匀性，且与传统静电夹盘相比，所述单体静电夹盘可具有改良的等离子体抗性。此外，所述实施例提供可快速调整温度的静电夹盘。所述静电夹盘及所支撑的基板可经快速地加热或冷却，一些实施例能够使温度以2℃/s或更快的速度变化。此情况使所述静电夹盘能够用于多步骤工艺，在所述工艺中，例如可在20-30℃处理一晶圆，且为进一步处理，温度可随后快速地斜升至80-90℃。本文中描述的实施例可用于Columbic静电夹盘应用及Johnson Raybek夹盘应用两者。

图1为半导体处理腔室100的一实施例的剖视图，所述半导体处理腔室中安置有基板支座组件148。处理腔室100包括腔室主体102及盖104，腔室主体102及盖104包围内部体积106。腔室主体102可由铝、不锈钢或其他适当的材料制成。腔室主体102大体包括侧壁108及底部110。外衬116可经安置临近侧壁108以保护腔室主体102。外衬116可由抗等离子体或抗含卤素气体材料制成及/或涂覆有抗等离子体或抗含卤素气体材料。在一实施例中，外衬116由氧化铝制成。在另一实施例中，外衬116由氧化钇、钇合金或钇合金的氧化物制成，或外衬116涂覆有氧化钇、钇合金或钇合金的氧化物。

排气口126可界定于腔室主体102中，且可将内部体积106耦接至泵系统128。泵系统128可包括一或更多泵及用以排气且调节处理腔室100的内部体积106的压力的节流阀。