CN100444349C - 包括加热器装置的静电卡盘 - Google Patents

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Abstract

一种静电卡盘，包括具有安装表面和背对所述安装表面的相反表面的主体。至少一个夹卡电极沿着所述主体上的安装表面延伸，第一加热层沿着所述主体上的相反表面延伸。该静电卡盘可用于在各种加工工艺过程中加热工件(例如，晶片)，以及将工件静电吸引到工件支承表面。

Description

包括加热器装置的静电卡盘
技术领域
本发明涉及一种包括加热器装置的静电卡盘，其特别是在用于各种电子器件的半导体晶片、平板显示器(FPD)和其它材料(玻璃、铝、高聚物等)的加工或制造过程中用作夹紧装置。
背景技术
包括加热器装置的静电卡盘一般用于在各种工序期间在固定位置支承工件(例如，硅片)。例如，包括加热器装置的静电卡盘可用于成膜过程，例如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、干法刻蚀或其它加工技术。常规的工件可能具有多种形状和尺寸。较大尺寸的工件需要精确且准确的定位，以进行成功的构图操作。
包括传统加热器装置的传统静电卡盘的典型示例在日本专利公开No.7-307377中公开。该公开文件公开了带有上静电夹卡层和下加热层的绝缘基板，该绝缘基板被热解氮化硼(PBN)或其它绝缘材料的电子绝缘层包围。
现有技术的静电卡盘可并入作为传统工件支承装置的一部分，其示例在图4中示意性地示出。传统的工件支承装置包括静电卡盘10，其中可施加电压源以将工件12静电吸引或夹紧到静电卡盘10的夹卡表面上。还采用控制电路为卡盘10的下加热层供电，以加热静电卡盘10的安装表面11。而后在安装表面11和夹紧到安装表面11上的工件12之间发生热传递，使工件达到适合加工工件的最优温度范围。为了防止卡盘10的翘曲，通过多个螺钉16或其它紧固装置将卡盘固定到金属基底14。
为了通过有机金属化学气相淀积(MOCVD)或离子掺杂来加工晶片，晶片会受到约800℃或更高的温度提升。因此，工件12在静电安装到金属基底14的同时，必须在相对较高的温度范围内受到加热。然而，在传统安装布置的构造中，加热层的很大一部分热量将传递到金属基底14，从而使金属基底14成为不期望的热沉，这妨碍将晶片12正常加热到一高温范围(比如，800℃)。实际上，如图4所示，传统的卡盘10包括带有基本平的下表面18的基本平的板，下表面18与金属基底14的基本平的上表面20直接邻接接触。由于基本平的下表面18沿着卡盘10的大体全部宽度“W”与基本平的上表面20直接邻接接触，因此从传统卡盘10到金属基底14的热传导得以增强。
因为相邻接的基本平的表面18，20之间的增强的热传导，由加热层产生的很大一部分热量将传递到金属基底14，而不是工件12。损失到金属基底14的热量会抑制到工件12的热传递，从而致使将工件加热到足够的高温范围(例如，800℃以上)内较困难。而且，即使工件12可逐步加热到此高温范围，夹紧力也因螺钉16和卡盘10之间的热膨胀的差异而下降，导致金属基底14抑制(例如，防止)卡盘10翘曲的能力可能消失。此外，当平板型的卡盘10被加热到相当高温度(例如，800℃或更高)时，热量传递到金属端子(通过这些金属端子向卡盘10的夹卡电极供电)，使得这些端子也会被加热到基本相同的温度。这会导致端子和卡盘体之间的不良电接触，这是因为它们之间的热膨胀存在差异。
此外，当静电卡盘10包括机械固定到翘曲校正金属基底14的基本平的板时，如图4所示，夹卡表面的有效工件夹紧区域因螺钉16和/或容纳螺钉16的钻孔而减小。此外，与卡盘10的夹卡表面相接触的工件12的表面中的温度分布因从卡盘10的外围到周围环境的热传递而可能是不均匀的。
其中静电卡盘以其夹卡表面向下设置的所谓的面向下系统(face-downsystem)近来得到了很大关注，这是因为这些系统倾向于防止或最小化工件加工期间产生的颗粒的附着。面向下系统在工件加工期间引入的反应气体效能方面也是有利的。然而，包括机械固定到翘曲连接基底14的平板的图4的装置在600℃或更高的高温条件下不适用于该面向下系统。
发明内容
根据一方面，静电卡盘具有包括安装表面、背对安装表面的相反表面以及外围表面的主体。至少一个夹卡电极沿着主体上的安装表面延伸，第一加热层沿着主体上的相反表面延伸。第二加热层沿着主体上的外围表面延伸。
根据另一方面，静电卡盘具有包括安装表面和背对安装表面的相反表面的主体。静电卡盘还包括沿着主体上的安装表面延伸的至少一个夹卡电极以及沿着主体上的相反表面延伸的加热层。还设置有用于抑制热量从主体向外传递的保热器。保热器沿着主体上的相反表面延伸。
根据又一方面，静电卡盘包括带有板的主体，该板包括安装表面和背对该安装表面的相反表面。静电卡盘还包括从该板向外延伸的加强元件，其中加强元件用于抑制板的弯曲。静电卡盘还包括沿着板的安装表面延伸的至少一个夹卡电极和沿着板的相反表面延伸的加热层。
最后，本发明涉及一种具有主体的静电卡盘，该主体包括安装表面、背对安装表面的相反表面以及外围表面，该主体包括涂覆有绝缘材料的石墨基底，该绝缘材料包括从B、Al、Si、Ga、高熔点硬金属、过渡金属元素和稀土金属中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。
附图说明
本发明的其它方面和优点可从结合附图的下面的描述中得以理解，附图中：
图1是示出根据本发明实施例的包括加热器装置的静电卡盘的图示横截面图；
图2是图1的静电卡盘的俯视平面图；
图3是示出根据本发明另一实施例的包括加热器装置的静电卡盘的图示横截面图；和
图4是示出带有传统加热器装置的传统静电卡盘的示意性侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明实施例的包括加热器装置的静电卡盘30。卡盘30具有可包括较宽范围的材料和结构的主体32。在一个实施例中，主体32包括芯48，例如石墨芯。主体32还可包括覆盖或围绕至少一部分芯48的电绝缘层50，例如热解氮化硼(PBN)。如图所示，电绝缘层50覆盖整个芯48。
根据本发明的各种电气方面可与电绝缘层50的外表面有关。例如，诸如热解石墨(PG)的导电材料可施加到电绝缘层50的外表面，以给示例性静电卡盘30提供期望的功能。例如，静电卡盘30的实施例包括安装到绝缘层50的表面的至少一个夹卡电极54，以将工件静电吸引向静电卡盘30。
静电卡盘30的实施例还包括设置在背对安装表面36的相反表面38上的加热层56。加热层56适于将主体32的温度提升到预定温度，以易于工件加工处理。为了提供均匀的温度分布，静电卡盘30的具体实施例还可包括设置在主体32的外围表面37上的另一加热层58。在一个具体实施例中，第二加热层58可设置在基本平的安装表面36附近的外围表面37上。沿着外围表面37设置加热层58是考虑到热传递的原因，否则热量会从主体32的侧向流失。此外，第二加热层58可包括设置在外围表面周围的单一部件或多个部件。在所示出的实施例中，第二加热层58包括基本连续围绕外围表面延伸的环。在外围表面具有圆柱形状的实施例中，第二加热层58可包括圆环层，如图1-3各视图所示。
静电卡盘30还可包括由导电材料(例如，热解石墨(PG))制成的至少一个端子。该至少一个端子用于向所述一个或多个加热层和/或所述至少一个夹卡电极供电。例如，静电卡盘30可包括适于向夹卡电极供电的第一端子64和适于向第一加热层56和/或第二加热层58供电的第二端子66。如图所示，第一端子64和/或第二端子66可位于加强元件40的第二端部44处，以在端子和加热层之间提供至少部分的热绝缘。实际上，在加强元件40的第二端部44处定位端子64、66可在加热层56、58和端子64、66之间提供足够的隔离距离。加热层和端子之间的增加的距离可减少从加热层56、58到PG端子64、66的热传递。因为加热层56、58可达到约800℃或更高的温度，所以加热层与端子的热隔离会是所期望的，以阻止端子64、66过高的温度提升，防止端子64、66损坏并确保向夹卡电极54以及一个或多个加热层56、58供电。
在示例性实施例中，诸如PG的导电材料可均匀施加到绝缘层50的全部外表面。而后导电材料的预定部分可有选择地用机械、化学或其它方法移除，以产生所述一个或多个加热层、所述至少一个夹卡电极和/或所述一个或多个端子。
静电卡盘30还可包括可选择的适于保护主体32的保护层52。保护层52可施加在主体的全部外表面和电气元件(例如，加热层、夹卡电极和/或端子等)上。而后可将保护层52的选定部分除去或加工成露出所述一个或多个端子64、66。保护层52还可包括适于邻接抵靠在被静电夹紧的工件78上的基本平的工件表面53。
主体32可包括取决于具体应用场合的较宽范围的形状和尺寸。在示例性实施例中，主体32可包括基本完全沿着平面延伸的基本是平面的元件。如图1所示，静电卡盘30的具体实施例可包括板34，例如基本平的板，其带有一个或多个适于抑制板34弯曲的加强元件40。加强元件可包括适于增加板34的总惯性弯矩的肋或突出部。如图1所示，加强元件40包括具有附接于板34的第一端部42和偏离板的第二端部44的壁，其中该壁从附接于板34的第一端部延伸到偏离板34的第二端部44。设置从第一端部延伸到第二端部的壁可抑制在会使板弯曲的热或机械应力的影响下的板34的弯曲。而且，设置偏离的第二端部44为所述一个或多个端子64、66提供了安装位置，以抑制从加热层到端子的热传递。
在进一步的实施例中，该壁可大体或完全围绕板34的外围区域延伸。例如，加强元件40可包括非连续或基本连续的圆柱形壁，其中，壁的第一端部42附接在板34的下外围区域39处。外围区域39的一部分用虚线标明。在一个具体示例中，从图2示出的俯视平面图中明显看出，本发明各实施例的圆柱形壁可具有大体圆形的横截面，并且板34可包括大体圆形的板，其中，壁的第一端部附接在板34的下外围区域39处。设置大体圆形的表面可以使热量以更好的方式分布，并可更好地接收圆形的工件。
因此很明显，主体32可形成为基本类似倒杯形(inverted-cup-like)的形状。虽然芯48可包括石墨，但是可构想的是，全部主体32和保护层52可由PBN制成。
在制造主体32(例如，倒杯形的主体)的方法的一个实施例中，该方法包括加工石墨块以获得期望的形状用作石墨芯48。在一个具体实施例中，石墨块被加工成材料厚度为3-20毫米的倒杯形的芯48。接下来，芯48而后可在CVD室中用100-200微米的PBN绝缘层50覆盖。仅由PBN制成的主体32在一个实施例中具有0.5-2毫米的厚度。
以上述方式制造主体32之后，在CVD室中在主体32的顶板34的全部上表面上形成厚度为例如约50微米的PG层。该PG层部分地被去除，以在顶板34上形成夹卡电极54的预定构图。以相似的方式，加热层56、58可分别形成在主体32的顶板34的下表面上和加强元件40的上端外围部分上。
端子64、66可由热解石墨(PG)制造，这与用于制造夹卡电极54和加热层56、58的材料相同。更具体地，厚度为例如约50微米的PG覆盖物在CVD室中形成，以包围(例如，完全包围)主体32。而后该PG覆盖物可被部分地除去，以使在顶板34的上表面上形成一个或多个夹卡电极54的预定构图、在顶板34的下表面上形成加热层56、以及在主体32的外围上形成加热层58和端子64、66。而后，在下端外围处部分地去除保护层52以露出用于电连接的端子64、66之后，保护层52形成为用夹卡电极54、加热层56、58和端子64、66完全包围主体32。
在一些实施例中，第一加热层56可具有沿着主体32的相反表面38延伸的第一保热器或热反射器60。若设置有第一保热器60，则其适于抑制从主体32向外进行热传递。抑制从主体32向外进行热传递可使第一加热层56的加热作用易于将热量导向顶板34，而不是释放到周围环境。此外，或者有选择地，若设置有第二加热层58，则其也可包括沿着主体32的外围表面37延伸的第二保热器62。若设置有第二保热器或热反射器62，则其适于抑制从主体32向外进行热传递。抑制从主体32向外进行热传递也可使第二加热层58的加热作用易于将热量导向顶板34，而不是释放到周围环境。
若设置有保热器，则其可包括足以抑制从主体向外的热传递的较宽范围的形状和尺寸。例如，第一保热器60可包括略小于内腔46的腔直径“D1”的外径“D2”。因此，第一保热器可定位在该内腔46中，并基本沿着全部相反表面38延伸，以使热量损失最小。此外，第二保热器62可包括略大于部分静电卡盘30的外径“D4”的内径“D3”，以在第二保热器62和静电卡盘30的相关部分之间提供基本连续的紧密接近。如图1和2所示，第二保热器62可包括带有内部开口的环，以容纳主体的相关部分。
保热器还可包括多个偏置的相对较薄的元件。例如，第一保热器60可包括多个偏置的相对较薄的盘。此外，第二保热器62可包括多个偏置的相对较薄的环。设置多个彼此偏置的相对较薄的元件可以因存在于相应的每对偏置盘之间的空气或其它绝缘屏障而提供最大的热阻。
在具体实施例中，保热器可包括适于将热量反射回到主体的反射器。在另外的可选择实施例中，保热器可包括适于提供热屏障的绝缘材料。绝缘材料的示例包括碳泡沫，包括内层的第二绝缘材料可以是例如网状玻璃碳、石墨毡、陶瓷泡沫、陶瓷毡、浸渍碳微球或浸渍陶瓷微球。在一个实施例中，绝缘材料包括陶瓷毡绝缘体。在另一实施例中，绝缘材料包括导热系数小于约0.035watt/m°K的柔软绝缘陶瓷纤维毯，并稳定在约30℃的表面温度。
第一热反射器60可包括单一层。或者，热反射器可包括组合起来形成一整体的多层或多片。在一个实施例中，热反射器60包括多个薄盘。在一个实施例中，当需要附加绝缘时，热反射器由诸如PBN的绝缘材料制成。在另一实施例中，热反射器包括具有高熔点的金属(例如，钼、不锈钢)或任何其它适合的材料，其抑制热量从已被加热到预定高温的加热层56散失，并易于使热量从加热层56传递到支承在静电卡盘30上的工件78。由壁确定的内腔46可用于容纳可用作第一保热器60的任意期望数量的反射器盘。
第二热反射器62可以具有与第一热反射器60相似的构造和材料，即，其可包括由PBN、高熔点的金属(例如，钼、不锈钢)或任何其它适合的材料制成的多个薄环。第二热反射器62防止热量从已被加热到预定高温的加热层58散失，并易于使热量从加热层58向上传递到支承在卡盘30上的工件78。
热反射器60、62可用由诸如钼的高熔点金属制成的螺钉、或陶瓷螺钉或用任何其它合适的装置固定到支承表面(未示出)。应当理解，热反射器对热量从第一和第二加热层传递到静电卡盘上的工件会是有效的。
大体包围主体32以完全覆盖夹卡电极54和加热层56、58的保护层52由PBN制成，这与绝缘层50是相同的材料。在一个实施例中，绝缘材料具有在10的8次幂到10的13次幂(108-1013Ω-cm)之间的电阻率。具有这样电阻率范围的保护层52允许最小的电流通过保护层52和工件78，这大大增加了静电吸引力，如本领域中熟知的“Johnsen-Rahbek”效应。由CVD过程生产的PBN致密层在室温下具有约1015Ω-cm的电阻率，而在800℃或更高的温度下降低到108-1012Ω-cm，这成功地提供了由“Johnsen-Rahbek”效应产生的有利的静电夹卡力。
芯48可以是实心石墨体，或是常规石墨或是热解石墨。热解石墨必须是由碳氢化合物气体(例如，甲烷、乙烷、乙烯、天然气、乙炔和丙烷)高温分解产生的高度取向的多晶石墨。
保护层52和绝缘层50可由除了热解氮化硼以外的材料制成。在本发明的一个实施例中，这些层可以是相同的材料或者可以是不同的材料，包括从B、Al、Si、Ga、高熔点硬金属、过渡金属元素和稀土金属中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。示例包括氮化铝、钛铝氮化物(titanium aluminum nitride)、氮化钛、钛铝碳氮化物(titanium aluminum carbonitride)、碳化钛、碳化硅和氮化硅。在第二实施例中，层52包括AIN。在第三实施例中，层50包括AIN和BN的复合物。在第四实施例中，保护性介电层包括热解氮化硼(PBN)和碳掺杂物的混合物，碳掺杂物的量小于约3wt％(质量百分比)，以使其电阻率小于1014Ω-cm。在第五实施例中，保护层包括氮化铝，其中加入少量Y2O3，例如相对于100wt％的氮化铝的量为5wt％。PBN和AIN都具有很好的绝缘和导电性能，并且可以容易地进行气相沉淀。它们还具有高温稳定性。
图3示出根据本发明另一实施例的包括加热器装置的静电卡盘130。卡盘130与图1的卡盘30极为相像。在图1中，卡盘30具有带有顶板和圆柱形侧壁的倒杯形主体，而卡盘130具有倒帽形的形状，即，还包括具有附接到壁的第二端部144的第一端170和从壁的第二端部向外延伸的第二端部172的底座168，例如周向(例如，圆周)的底座。此外，端子164、166可形成在底座168的底部上，以有效防止从端子放电。在一些实施例中，端子164和/或166可由一个或多个柱式端子(post terminal)176(即，图3中虚线所示)代替。柱式端子176可更为有效地防止端子变坏和放电。底座168还为将卡盘130固定到支承表面提供有利的附接装置。诸如螺钉的紧固装置可通过底座168中的垂直延伸孔插入并拧到支承表面中相应的凹入螺旋件中。另外，本发明的实施例(例如，如图1-3所示)在加强元件中可包括一个或多个孔，以使端子与加热层进一步热隔离。例如，如图3所示，加强元件140可包括一个或多个孔174，以使沿着加强元件140的热传递最小。除此以外，静电卡盘130的结构和功能可认为与前面关于静电卡盘30所讨论的结构和功能相同。
因此，根据本发明的静电卡盘的实施例可具有较宽范围的选择性发明点。例如，一些静电卡盘包括可用作固定到支承表面的附接装置的圆柱形侧壁的下端或底座。因此，加热层，例如安装在顶板下表面上的第一加热层和在接近其上端的位置处安装在主体圆柱形壁的外表面上的第二加热层，不仅保持与支承表面不接触，而且与支承表面充分隔开。第一保热器可包括热反射器，热反射器包括位于倒杯形(不带底座)或倒帽形(带底座)主体的内腔内的期望数量的反射器盘。第二保热器可包括热反射器，热反射器包括围绕主体的圆柱形侧壁的期望数量的反射器环。这些特点相互配合，以使热量从加热层到工件(例如，晶片)有效传递，同时防止热量从支承表面下方散失。这使得可以将工件快速并均匀加热到600℃或更高的温度。
此外，根据本发明的一些具体实施例，为夹卡电极和加热层供电的端子可设置在远离加热层的下部位置。这防止了当加热层被加热到高温时供电端子过大的温度提升，从而保持了端子的质量并防止了可能因金属材料制成的端子的热膨胀而引起的不良电接触。
本发明的一些实施例可包括倒杯形的卡盘，该卡盘具有向下延伸的圆柱形侧壁。在另一实施例中，该卡盘可具有平底部和成斜线或平滑曲线直立延伸的侧壁的碗形。本发明的另一些实施例还可包括帽形的卡盘，该卡盘具有在圆柱形侧壁的下端向外延伸的底座。该圆柱形侧壁的下端部或向外延伸的底座可用于将卡盘固定到支承表面，而无需穿过工件夹卡表面的螺钉孔，从而使夹卡表面的有效区域最大化，并为工件(例如，晶片)提供了均匀的温度分布。
此外，根据本发明的静电卡盘可用作面向下系统的一部分，面向下系统中，卡盘的夹卡支承表面面向下布置。该系统防止或最小化在工件加工期间产生的颗粒附着到工件，并提高了工件加工期间引入的反应气体的效能。
虽然已结合本发明的具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于这些实施例，并且在不偏离由所附权利要求明确限定的范围和精神的条件下，可做各种修改和变形。

Claims (15)

1.一种静电卡盘，包括：
封装在绝缘涂层中的主体，所述主体上包括安装表面、背对所述安装表面的相反表面，以及外围表面；
沿着所述主体上的安装表面延伸的至少一个夹卡电极；
沿着所述主体上的相反表面延伸的第一加热层；
沿着所述主体上的外围表面延伸的第二加热层；和
位于所述外围表面上的多个端子。
2.如权利要求1所述的静电卡盘，其中，所述绝缘涂层包括从B、Al、Si、Ga和耐火硬质金属中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。
3.如权利要求1所述的静电卡盘，其中，所述绝缘涂层包括从B、Al、Si、Ga和过渡金属元素中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。
4.如权利要求1所述的静电卡盘，其中，所述绝缘涂层包括从B、Al、Si、Ga和稀土金属中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。
5.如权利要求1-4中任一项所述的静电卡盘，其中，所述主体包括热解石墨，并且所述绝缘涂层包括热解氮化硼。
6.如权利要求1-4中任一项所述的静电卡盘，还包括用于抑制热量从所述主体向外传递的第一保热器，其中所述第一保热器沿着所述主体上的相反表面延伸。
7.如权利要求6中所述的静电卡盘，还包括用于抑制热量从所述主体向外传递的第二保热器，其中所述第二保热器沿着所述主体上的外围表面延伸。
8.如权利要求1-4中任一项所述的静电卡盘，还包括用于抑制热量从所述主体向外传递的保热器，其中所述保热器沿着所述主体上的外围表面延伸。
9.如权利要求7所述的静电卡盘，其中，所述第一和第二保热器包括多个环。
10.如权利要求1-4中任一项所述的静电卡盘，其中，所述主体具有为倒杯形、倒碗形或倒帽形的形状。
11.一种静电卡盘，包括：
封装在绝缘涂层中的主体，所述主体上包括安装表面和背对所述安装表面的相反表面；
沿着所述主体上的安装表面延伸的至少一个夹卡电极；
沿着所述主体上的相反表面延伸的加热层；
用于抑制热量从所述主体向外传递并沿着所述主体上的相反表面延伸的保热器；
其中
所述主体包括热解石墨，并且所述绝缘涂层包括热解氮化硼；并且
所述保热器包括热反射材料或陶瓷毡绝缘材料。
12.如权利要求11所述的静电卡盘，其中，所述保热器包括多个盘。
13.一种静电卡盘，包括：
封装在绝缘涂层中的主体，所述主体包括板和从该板向外延伸的加强元件，所述板上包括安装表面和背对该安装表面的相反表面，其中所述加强元件用于抑制所述板的弯曲，并且包括一壁，所述壁具有附接于所述板的第一端部和偏离所述板的第二端部，其中所述壁从所述第一端部延伸到所述第二端部；
沿着所述板上的安装表面延伸的至少一个夹卡电极；和
沿着所述板上的相反表面延伸的加热层；
用于为所述夹卡电极供电的第一端子和用于为所述加热层供电的第二端子，所述第一和第二端子均安装在壁的第二端部处，
其中，所述绝缘涂层包括从B、Al、Si、Ga和过渡金属元素中选出的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物或氧氮化物中的至少一种，或其复合物和/或其组合。
14.如权利要求13所述的静电卡盘，还包括用于抑制热量从所述主体向外传递的保热器，其中所述保热器位于由所述壁确定的内腔中并沿着所述主体上的相反表面延伸，其中所述保热器包括多个盘，并且所述多个盘中的每个盘包括小于所述内腔的腔直径的外径。
15.如权利要求13所述的静电卡盘，其中所述加强元件所包括的壁包括圆柱形的壁，并且所述壁的第一端部附接于所述板的外围区域，并且其中所述圆柱形的壁具有圆形的横截面，所述板包括圆形的板，其中所述壁的第一端部附接于所述板的圆形外围区域。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103748261A (zh) * 2011-06-30 2014-04-23 迈图高新材料日本有限公司 具有可追踪性指示物的产品和显示产品的可追踪性的方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3945527B2 (ja) * 2004-11-30 2007-07-18 住友電気工業株式会社 ウェハプローバ用ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ
JP2007042958A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハプローバ用ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ
JP4524268B2 (ja) * 2006-04-28 2010-08-11 信越化学工業株式会社 静電チャック機能付きセラミックヒーター及びその製造方法
TWI359473B (en) * 2006-07-19 2012-03-01 Ngk Insulators Ltd Electrostatic chuck heater
JP2008060245A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Momentive Performance Materials Japan Kk 基板加熱装置
US7772098B2 (en) 2007-03-29 2010-08-10 Panasonic Corporation Method for manufacturing semiconductor device
US7992877B2 (en) * 2007-09-06 2011-08-09 Kla-Tencor Corporation Non contact substrate chuck
JP5679226B2 (ja) * 2011-06-30 2015-03-04 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 トレーサビリティが表示されたｐｂｎオーバーコート製品およびｐｂｎ製品に対するトレーサビリティ表示方法
JP6518666B2 (ja) * 2013-08-05 2019-05-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 薄い基板をハンドリングするための静電キャリア
JP6441927B2 (ja) * 2013-08-06 2018-12-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 局部的に加熱されるマルチゾーン式の基板支持体
WO2015153756A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-08 Entegris, Inc. Heated electrostatic chuck
US10008404B2 (en) 2014-10-17 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
US10008399B2 (en) 2015-05-19 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic puck assembly with metal bonded backing plate for high temperature processes
WO2017029876A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 日本碍子株式会社 静電チャックヒータ
US10249526B2 (en) * 2016-03-04 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly for high temperature processes
US10957572B2 (en) 2018-05-02 2021-03-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone gasket for substrate support assembly
CN110911332B (zh) * 2018-09-14 2022-11-25 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘
CN114496886A (zh) * 2020-11-13 2022-05-13 新光电气工业株式会社 基板固定装置、静电吸盘和静电吸盘的制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307377A (ja) * 1993-12-27 1995-11-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック付セラミックスヒーター
US5566043A (en) * 1993-12-27 1996-10-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Ceramic electrostatic chuck with built-in heater
CN1377568A (zh) * 1999-09-29 2002-10-30 东京电子株式会社 多区电阻加热器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313048A (en) * 1992-07-07 1994-05-17 Morris Berg High temperature research furnace with V-Shaped Guide Member
JP2720381B2 (ja) * 1995-10-03 1998-03-04 アドバンス・セラミックス・インターナショナル コーポレーション 任意の電気抵抗率を有する熱分解窒化ホウ素成形体の製造方法
US5796074A (en) * 1995-11-28 1998-08-18 Applied Materials, Inc. Wafer heater assembly
JP4641569B2 (ja) * 1998-07-24 2011-03-02 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム質焼結体、耐蝕性部材、金属埋設および半導体保持装置
WO2004068541A2 (en) * 2003-01-17 2004-08-12 General Electric Company Wafer handling apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307377A (ja) * 1993-12-27 1995-11-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック付セラミックスヒーター
US5566043A (en) * 1993-12-27 1996-10-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Ceramic electrostatic chuck with built-in heater
CN1377568A (zh) * 1999-09-29 2002-10-30 东京电子株式会社 多区电阻加热器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103748261A (zh) * 2011-06-30 2014-04-23 迈图高新材料日本有限公司 具有可追踪性指示物的产品和显示产品的可追踪性的方法
CN103748261B (zh) * 2011-06-30 2015-06-17 迈图高新材料日本有限公司 具有可追踪性指示物的产品和显示产品的可追踪性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005048341A1 (en) 2005-05-26
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TW200532842A (en) 2005-10-01
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US7397648B2 (en) 2008-07-08
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DE112004001044B4 (de) 2016-12-15

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