CN101512750A - 调节静电卡盘支撑件总成的导热系数的方法 - Google Patents

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Abstract

一种调节静电卡盘(ESC)支撑件总成的导热系数的方法包括在支撑件总成表面多个位置测量温度，其中每个位置与给定的单元相关，由这些测量值确定每个单元指明的区域内的缩减分数，以及按照所表明的缩减分数在每个单元内从该支撑件总成表面去除材料以便减小那个单元中的导热系数。该材料去除可导致在粘合到该支撑件总成表面的静电卡盘的卡盘表面上该静电卡盘支撑件总成平衡温度一致性的提高，或导致该ESC支撑件总成的平衡温度分布接近或实现目标平衡温度分布。导热系数调节可通过这种方法进行，该方法包括：定义单元结构、确定每个单元的目标面密度以及去除材料的一部分区域以实现那个单元的目标面密度。材料去除可以通过在X－Y工作台上钻孔、靠模铣切、激光加工或喷砂加工实现。

Description

调节静电卡盘支撑件总成的导热系数的方法
背景技术
[0001]随着半导体技术进步，不断减小的晶体管尺寸要求半导体处理和处理设备具有更高程度的精度、可重复性和清洁度。存在各种设备用于半导体处理，该处理包括涉及使用等离子的应用，如等离子蚀刻、等离子增强化学气相蚀刻(PECVD)以及抗蚀剂剥除。这些工艺所需要的这些类型的设备包括设置在等离子室内的部件，以及必须始终以高性能运行。为了高性价比，这种部件往往必须承受几百或几千次的晶片循环同时保持它们的功能性和清洁度。一个这样的部件，静电卡盘支撑件总成，用于在处理期间将半导体晶片或其他基片保持在静止位置，以及提供恒定的、均匀的温度。该总成的一个部件，静电卡盘，比采用机械夹紧的卡盘提供更均匀的夹紧，以及可在真空卡盘无法使用的真空室中运转。然而，该总成的导热系数方面的变化会在晶片中导致不良的工艺变化。
发明内容
[0002]提供一种调节静电卡盘(ESC)支撑件总成的导热系数的方法。该总成包括温度可控基板以及可选的加热板，以及该方法包括在该支撑件总成表面上的多个位置测量温度，其中每个位置与给定的单元相关，由这些测量值确定每个单元指明区域内任何缩减分数，以及按照所表明的缩减分数在每个单元内从该支撑件总成表面去除材料以便减小那个单元中的导热系数。与给定的ESC支撑件总成相关的所有单元的方案称为“单元结构”。
[0003]该材料去除可导致在该卡盘表面该静电卡盘支撑件总成平衡温度一致性的提高，或导致该ESC支撑件总成的平衡温度分布接近或实现目标平衡温度分布。
[0004]该温度测量值可以利用温度传感器取得，如热偶或IR传感器，以及该材料可以通过在该基板或加热板表面中形成孔去除，其中，这些孔具有相同或不同深度的相同或不同形状。单元结构的一个示例是网格图案，包括多个网格单元。从每个网格单元去除的材料优选地是孔的形式，其中每个单元中形成的孔的数目可以是零个、一个或者多于一个。材料去除可以利用如数字控制的加工设备通过钻孔、靠模铣切、激光加工或喷射加工来实现。该静电卡盘支撑件总成可以粘合到静电卡盘，以及可以用于在等离子处理室(如等离子蚀刻室)内部支撑半导体基片。
[0005]一种可用于确定目标导热系数分布的设备包括：支撑件，以夹持该ESC卡盘总成；数字控制的定位构件，能够将传感器设在支撑件总成表面的多个预先确定的点；探针，由该定位构件支撑；控制器，可运行以移动该定位构件至该表面上多个位置；以及，单元，能够登记并记录来自该探针的测量数据信号，以及由这些数据信号以电子方式确定目标面密度构造。
附图说明
[0006]图1描述示范性的静电卡盘支撑件总成的剖视示意图。
[0007]图2示出在制造有孔的加热板上表面的俯视图上的示范性网格。
[0008]图3示出具有在每个网格单元中最多形成一个孔的这种分辨率的示范性网格。
[0009]图4示出设在部分装配的不完整的ESC支撑件总成上的示范性探针。
[0010]图5示出部分装配的ESC支撑件总成上的加热板的一个单元中形成的示范性的孔。
[0011]图6示出具有修整的加热板表面的示范性的完全的ESC支撑件总成，其中，这些孔的延伸深度小于该加热板厚度。
具体实施方式
[0012]用于半导体基片(如硅晶片)的等离子处理设备包括等离子蚀刻室，其用于半导体器件制造工艺以蚀刻诸如半导体、金属以及电介质的材料。等离子处理设备的部件包括静电卡盘，其用于在处理期间将半导体基片(如晶片)保持在静止位置。静电卡盘比机械卡盘提供更均匀的夹紧以及更好的晶片表面利用率，以及能够在真空卡盘不太有效的真空室中运转。静电卡盘使用静电势以在处理期间将基片保持在适当的位置。通过将基片夹紧在该卡盘上，可提高该基片和该卡盘之间的导热系数。可选地，高导热系数气体(如氦)可引入该基片以及该卡盘之间以便改善它们之间的热传递。静电卡盘的示例在共同拥有的美国专利第6,847,014，5,880,922以及5,671,116中提供。还可见共同拥有的美国专利公开号第2005/0211385A1。
[0013]通常，静电卡盘包括电绝缘陶瓷支撑件，其具有一个或多个嵌入在该陶瓷里面的电极。例如，该电极可以是钨烧结物、金属粉末与陶瓷或玻璃的混合物，如金属玻璃或金属陶瓷。该电极不需要是邻接金属，以及可凭借许多技术施加，包括网印。厚度从0.8mm至15mm的ESC可从Shinko Electric America，San Jose，CA得到。通过电接触的方式将卡紧电压施加到电极上。施加卡紧电压产生库伦引力，使得晶片靠着绝缘陶瓷层保持在适当的位置。卡盘的形状可包括在等离子蚀刻系统中常用的常规的蝶形，以及该卡盘可通过各种装置支撑在该室中，如通过使用悬臂式支撑臂。该绝缘层可具有槽、台面、开口、凹陷区域等特征，厚度为大约0.2mm至大约2mm。
[0014]随着对工艺输出(如晶片均一性)要求增加，基片支撑表面需要具有更高的性能。例如，临界蚀刻应用中的工艺控制问题需要改进对整个晶片的温度控制。在一些蚀刻工艺中横向尺寸的准确度的误差容易受到温度的影响，可以高达+/-1nm/℃。所以，所希望的1-2nm的横向特征控制就要求小于1℃以及优选地小于0.4℃的温度均一性和可重复性。提高基片支撑表面的热均一性优选地包括设计可更精确控制的ESC支撑件总成。一个ESC支撑件总成包括多个部件，其每个都可能引起误差。例如，一个支撑件总成可包括ESC、粘合结合薄膜加热器的加热板的粘合剂、粘合基板的粘合剂和/或直接粘合到基板本身的ESC。该结构的每个部件的热均一性的偏离都会对整体的偏离产生累加影响。对应用于静电卡盘(其可包括多个部件)的制造工艺中的自然变化补偿是有好处的。
[0015]图1示出ESC支撑件总成的一个示例。该支撑件总成100包括利用硅酮粘结层104粘结到加热板103的静电卡盘105。该静电卡盘结合至少一个电极106。该加热板103优选地由导热材料制成，如金属或合适的陶瓷，与薄膜加热器102(如图案化的电阻加热器)密切接触。例如，该薄膜加热器可包括层压在柔性绝缘体层之间的经过蚀刻的箔电阻元件。该电阻元件可以是金属，该绝缘体可以是聚酰亚胺，如KAPTONTM。这种薄膜加热器的组合厚度为从大约3至大约15密耳。示范性的薄膜加热器可从Minco(Minneapolis，MN)得到。然后将该加热器102安装在冷却板107上。在该加热器和冷却板之间，0.5-40密耳的硅酮101可以用来提供耐热性。加热器102和电极106利用电气连接器通电，其穿过等离子处理反应器的围壁至外部电源(未示)。
[0016]该冷却板107是设计为保持预先确定的温度分布的大的导热板。该冷却板可以由如铝的材料制成，并且电连接至等离子处理设备(未示)的RF电路，用于等离子处理基片，如200mm或300mm的硅晶片。温度传感器109可以结合在该冷却板107中用以测量温度。同心的流体通道108可以提供在该冷却板中，用以提供温度控制液体或气体。特别地，冷却板107优选地适于结合由温度控制的单元或TCU(未示)，其能够通过使用流过再循环回路的流体将板107的温度保持在所需要的温度。
[0017]来自该加热板的热量流进该卡盘101以及该冷却板。处于平衡时，该卡盘可达到比该冷却板高大约30℃至大约40℃的温度。这个温度差通过该硅酮的热阻性来保持。一旦到达平衡，该加热板上的所有层名义上处于同样的温度。在等离子处理期间，来自等离子的能量可使卡盘加热。通过卡盘热偶或其他传感器输入监测温度可向调节加热器功率的控制系统提供反馈。例如，如果由于晶片的等离子处理而出现该卡盘的加热，那么可以降低或者关闭该加热器功率以便将该卡盘保持在恒定的温度。
[0018]该ESC支撑件总成的示范性的尺寸包括该卡盘105为1mm(40密耳)厚，该粘结层104为至少1密耳，该加热板103为16密耳厚，该薄膜加热器102为12密耳厚，该热阻层101为30密耳厚，以及该冷却板107为1.5英寸厚。如果需要，该冷却板107可以是比该加热器103和卡盘105宽，和/或该加热器和卡盘的尺寸可以设为允许该晶片伸出该卡盘的边缘。
[0019]在一个优选实施例中，ESC支撑件总成在垂直方向的导热系数设计为实现目标温度分布。该ESC支撑件总成的导热系数的设计通过改变该卡盘支撑件总成的一个或多个层来进行，例如，冷却(基)板和/或该加热板。例如，通过将导热材料从该加热板表面或该冷却板表面去除，降低该结构的垂直导热系数。通过有选择地去除材料，来自该静电卡盘的热量在那些导热系数低的区域具有更多的热阻路径，如果在正确的位置进行材料去除，就在该卡盘表面产生更均一的温度。
[0020]可以改变该加热板或冷却板的表面以获得目标面密度。当从部分表面去除材料时，使用的面密度度量(metric)增加，从而该表面具有两个面积需要考虑：没有材料去除的“高”面积；以及，构成去除区域的底部表面的“低”面积。那么，该面密度是高面积除以给定区域的总面积。如果多个孔以给定的深度在平面内形成，那么两个主要的尺度将影响面密度：孔密度；以及，孔尺寸或直径。在限定的区域内孔尺寸或孔密度任何一个增加会导致面密度降低。
[0021]在制造具有设计的导热系数的ESC支撑件总成中，制造工艺优选地包括在该加热板或冷却板的表面以大约5密耳至大约10密耳的深度去除材料，从而在该卡盘的下表面以及该孔的底部之间形成间隙。该孔的底部是该低区域，而该加热板原上表面是该高区域。与ESC支撑件总成相关的所有单元的概要对应“单元结构”。通过在该加热板或冷却板的表面利用单元结构从而单元结构的每个元件具有已知的面积，该单元结构的每个元件内的密度可以由那个元件内的高面积分数确定。对该单元结构中所有元件的面密度的确定确定了该加热板或冷却板上表面的俯视图中的定量评价。
[0022]加热板的上表面的一个示范性俯视图可见于图2，其中制造有孔。在一个优选实施例中，这些孔具有同样的尺寸(直径)和深度，而密度不同。在图2中，可以看到多组孔。网格21已经叠印在加热板22的顶部。对于具有孔的单元，可以看出同样数目的具有同样尺寸的许多不同的孔可落在由该网格边界限定的矩形区域内。每个矩形区域23可以称为单元。每个单元可以由单元标识符i来表示，并且具有面积Ai，其中下标i指的是单元标识符。如果由n个孔占据的面积总和(每个面积为ah)包括面积nah，那么给定单元i的低面积分数由fi＝nah/Ai给出。例如，单元n24的fi的值大于单元m25的fi的值。因此，增加fi的影响是降低在给定的单元i附近的ESC支撑件总成在垂直方向的导热系数。
[0023]金属加热板的导热系数远大于绝热体的导热系数。绝热体的示例包括合适的陶瓷、硅酮以及空气。例如，据报告铝的导热系数是237W/(mK)，而石英的是大约10W/(mK)，硅酮的是1.0W/(mK)以及空气的是0.026W/(mK)。因此，利用绝热体填充给定的单元的孔相比于使这些孔空着，不会显著改变该单元的导热系数，这对于本领域技术人员显而易见的。所以，这些孔可以可选地填充，这是为避免粘合完成后实质上的真空泄漏所需要的。如果需要，这些孔中的填充物可以由一个或多个绝热材料层形成。这种绝缘材料的示例包括，但不限于，氮化硅、二氧化硅、氧化铝、硅酮、疏松填充玻璃纤维、聚氨酯、喷泡，以及硅土气凝胶。
[0024]对于本领域技术人员来说，显然，网格i可以较细致或较粗糙地划分。网格的分辨率优选地是能够实现具体的目标温度分布的最低分辨率。换句话说，如果所有需要的目标温度分布可利用1英寸边长的网格尺寸实现，那么边长比1英寸更细致(更小)的网格就不是必需的。网格尺寸越细致，所需要的测量就越多，并且制造工艺变得越低效。相反地，如果所有所需要的目标温度分布不能利用边长1英寸的网格尺寸实现，而是利用边长1/2英寸的网格尺寸实现，那么优选的网格尺寸是边长小于1英寸但是最小为1/2英寸。
[0025]在其他优选实施例中，确定在哪里形成孔以及在每个位置形成多少孔可通过使用包括确定具有在每个网格单元中最多形成一个孔的分辨率的网格的方法来实现。使用这个方法，每个网格单元将包括一个孔或者没有孔。图3示出这样的网格的示范性实施例。在这个例子中，单个孔31占据单元32。其他单元，如单元33，没有孔。
[0026]在额外的实施例中，这些孔实际上可以为任何尺寸、形状和布置。例如，孔可以是椭圆形、多边形或环形，具有垂直的或倾斜的壁，底部表面可以是凹面、平面或凸面，以及角可以是尖角或圆角。这些孔可呈现“酒窝”形状，其中在平面中形成部分球形。优选的孔的形状、尺寸和布置实质上是圆形，具有垂直壁的，直径大约5.0密耳至大约50密耳，以及间距大约1密耳至大约100密耳。
[0027]在一个实施例中，该方法包括局部组装ESC支撑件总成以包括该冷却板、硅酮粘合层、薄膜加热器以及加热板，但是不包括该加热板以及该卡盘之间的硅酮粘结剂，以及该静电卡盘本身。启动该加热器至预先设定的温度，留出足够的时间以达到该结构的热平衡。该结构的顶部表面是该加热板的平滑顶面。该加热板表面的初始温度测量按照预先确定的覆盖该板的网格进行。在另一个实施例中，该冷却板通过循环通过其的温度控制流体而达到预先设定的温度。
[0028]温度探针可以用于测量局部温度，如该HPS-RT-(*)-18G-12快速反应k型探针，可从Omega Engineering(Stamford，OT)得到。在可选实施例中，可使用非接触红外(IR)传感器。还可使用其他温度探针，如电阻式温度检测器(RTD)，双金属温度测量装置、流体膨胀温度测量装置以及物态变化温度测量装置。或者，可以使用具有网格尺寸空间分辨率的IR照相机，如该ExplorIRTM热红外成像辐射相机，可从Sierra Pacific Corp(Las Vegas，NV)得到。然而，可以使用能够在与网格尺寸的分辨率有关的范围内测量温度的任何合适的温度测量装置。
[0029]优选地，然后在每个单元进行单独测量。将结果数据整理为x-y位置的函数，提供温度映射。然后，一个或多个孔在每个测量温度不同于目标温度并且超出所规定公差范围的网格单元中形成。该加热板或冷却板中形成孔通过减小局部导热系数而改变导热系数分布。在一个优选实施例中，这个改变提高了将ESC粘合到该加热板或直接粘合到该冷却板之后该ESC支撑件总成在该卡盘表面上的平衡温度均一性，从而使该卡盘表面上可见的平衡温度分布在提供的规格内。在别的实施例中，该改变导致平衡温度分布的变化从而使分布在所提供的目标平衡温度分布的规格内。
[0030]在一个优选实施例中，通过形成至少一个孔的方式去除材料。如果需要去除更多的材料，可以形成多个孔，其中每个孔名义上为相同尺寸，即横截面积。在可选实施例中，在一个单元内的材料去除是通过形成单个孔来实现的。在这种情况下，如果需要去除更多的材料，可将该孔形成具有更大的直径。在进一步的实施例中，材料去除可通过形成延伸进该加热板表面或冷却板表面的任何形状来实现。
[0031]按照上面的讨论，去除材料将导致该ESC和该冷却板之间热通量减少，并因此导致当由于等离子处理该基片而受热时卡盘温度增加。所以单独使用材料去除，通过选择该加热器表面或冷却板表面上的目标温度(其至少与最高测量温度Tm一样高)可以实现所需的卡盘温度的均一性。因此，选择该网格所有位置i的目标温度，并且记为T0，以及其通常与测量温度Tm有偏差，偏差量记为εi，其中：
εi＝T0-Tm    (1)
[0032]那么该局部材料去除的目的是使εi在对于所有位置i的规格内。将q定义为每个单元面积的热通量，给出一般的热传递公式为
q＝Q/Ai＝ΔT×Keff    (2)
其中keff是该基片支撑结构在单元i的垂直方向上的有效热传递系数，以及ΔT是该限定其间Keff是有效热传导系数的垂直突出区域每个端的两个点之间的正的温度差。
[0033]在一个优选实施例中，ΔT设为等于εi，即每个单元测量值与该加热器表面的最高单元测量值之间的测量温度差。尽管在公式2中ΔT与垂直方向的温度差关联，以及εi与横向温度差关联，ΔT设为等于εi，因为εi是达到目标温度所需的单元i的所需目标温度差。调节Keff是优选的使单元i达到温度T0的方法。
[0034]因为单元i由金属或陶瓷材料以及孔组成，该有效热传递系数Keff由两部分组成：在没有去除的区域仅是热传导，以及在去除的区域是热传导加上对流热传导。例如，铝加热板的情况下，由于空气的导热系数远低于铝的导热系数，那么在去除区域的热传导可以忽视。因此Keff近似为Kh(该加热板的导热系数)乘以该单元未去除区域的分数。
[0035]该加热板的单元i中孔数为n，每个面积为ah，在进行该优选的调节后，与该卡盘名义上接触的高表面的单元i的面密度(“高面积分数”)由下面公式给出：
αf＝[Ai-nah]/Ai＝1-fi    (3)
术语“名义上”用来表示忽视任何小的表面粗糙，以及该表面近似为平面。换句话说，忽视粗糙度以及非平行性，αf是该单元面积Ai内的表面积分数。那么对于每个探针温度测量值Tm，为每个单元寻找αf以确定目标表面积并因此确定用于那个单元的总的去除面积，以便获得所需要的Keff。
[0036]在没有孔的情况下，该导热系数指定为Km，以及在有孔的情况下，该导热系数Keff近似为αfKh。如果该系数的改变小于绝对系数(即如果给定单元的总的孔面积相比该单元面积小)，那么q可以认为恒定。此外，该冷却板保持在恒定的温度Tc。在这种情况下，公式1以及2可以重写以给出
Kh(T0-Tc)＝Km(Tm-Tc)。(4)
为了使Tm达到T0，Km必须降低至Kh的值。因此αf设为Kh/Km，以及根据公式4，fi＝nAh/A1，是已知的。由于所形成的孔的面积和该单元的面积已知，因此可以确定所表明的孔的数目n。那么为单元i的给定探针测量值提供n的公式可写为：
n＝(Ai/An)×(To-Tm)/(To-Tc)。(5)
因此，为多个测量位置确定的Tm组可用来确定每个单元优选的孔面积分数，或给定尺寸的优选的孔数目。
[0037]在可选实施例中，fi可以不使用fi非常小于整体这一近似而确定。提供或形成测试加热板，其中该网格的每个单元具有不同的孔数目n，其中对于每个单元，该数目从零开始增加。例如，该测试板可在单元1中具有零个孔、单元2中1个孔、单元3中2个孔等。然而，任何数量的不同方案会产生可接受的结果。例如，该测试板可在单元1中具有10孔、单元2中5孔、单元3中13孔等等。在该测试加热板的例子中，不能在该加热板表面测量温度，因为这些孔在收集测量数据之前形成。反而是，组装该基片支撑件结构的其余部分，即该硅酮粘结层以及该静电卡盘组装到该测试加热板上，从而该结构的顶面是该卡盘的顶面。
[0038]启动该加热器至预先设定的温度，以及留出足够的时间以达到该测试ESC支撑件总成的热平衡。该卡盘表面的初始温度测量在从布置为覆盖该卡盘的网格确定的位置上进行，该网格尺寸和至为该加热板形成的网格的横向位置完全相同。有这些测量值，确定一组T′m，其中上标(′)用来表明该温度在该卡盘表面上测量而不是在该加热板表面。然后将T′m比n的值绘制曲线，以及确定由这些数据形成的直线的斜率β提供T′m随着每个额外的孔变化的测量值。
[0039]β因此提供该卡盘表面由于每个额外的孔导致的温度差的实际估算。尽管在这些数据中表述并因此结合了卡盘表面温度由于该ESC支撑件总成的垂直导热系数的随机变化而导致的变化，但是优选地实质上通过由这些数据形成直线的方法求平均。利用所建立的β，任何可以观察到的单元温度差可以通过直接应用孔与温度的效应的知识而修正。在今后组装到该加热板的ESC支撑件总成中每个单元的孔的优选数目，如在上面描述的实施例中，对于每个单元i可通过使用下面的关系式来确定
n＝εi/β    (6)
利用经验，对这个方法的进一步细化是可能的。例如，在这个技术的第一种应用中，如果确定使用公式6导致过修正或者修正不足，可引入修正因数C，从而n优选的值是n＝Cεi/β。
[0040]在下面的分析中考虑使用优选方法的示例：图4示出对位于部分装配的示范性ESC支撑件总成上的探针412的描述。平衡时，热通量Q407从该加热器403以向上和向下两个方向流出。在向上的方向，热量流经该加热板404至该表面405，以及在向下的方向，热量流经该硅酮粘结剂402并进入该冷却板401。为了这个分析的目的，我们将具有面积A1的图面截面413看作等同于一个单元大小，如图2中、标号21示范性示出的。通过将平面面积A1406的垂直突出看作延伸穿过该基片支撑件结构，以及忽视从该支撑件总成其余部分流进或流出的热通量来执行近似的热分析。
[0041]如果加热器403设为恒定的温度T0，那么热量流将是在该加热器上下的温度和导热系数的函数。一段时间后，随着该加热板404的温度升高至等于该加热器的温度，就可达到该支撑件构造的平衡。冷却板401保持在恒定的温度Tc，从而在平衡时，热量将持续的流过该硅酮402进入冷却板401。相应地，该加热板404的上表面405是自由表面，以及当存在空气时能够通过对流以及通过发射或辐射发出热量。在热平衡时，流进和流出加热板404的热量流是相等的，以及温度保持恒定。
[0042]如果硅酮层402有任何厚度不一致，在该不一致附近的导热系数与周围区域的导热系数不同。例如，如果该硅酮更薄，在那个区域就有更多的热量从该加热器传递至该冷却板。由于该加热器在给定区域发出固定量的热量，所以如果较多的热量在一个区域从该加热器一侧吸走，那么在那个区域该加热器的另一侧较冷。因此在薄硅酮区域中，较少的热量提供到上面的卡盘，而基板将看到冷点。例如，如果一个理想的导热散热装置设在该加热器一侧上的一个点上，那么所有由该加热器在该点的区域中产生的热量又有可能被吸走，使得在别的方向没有热通量。
[0043]在图4中，分别比较单元区域A1和A2(示为413以及414)的温度分布，来考虑硅酮厚度的不一致性。与单元区域A1相关的柱体体积包含瑕疵408，形式为该硅酮厚度减小。与单元区域A1相关的柱体体积内的垂直导热系数(“K1”)因此高于与单元区域A2相关的类似体积的导热系数(“K2”)，以及在由于暴露于等离子而受热的情况下，可以预期413的表面温度将低于414的表面温度。
[0044]现在可对该加热板进行机械修正以实现纵贯该支撑件总成更均一的导热系数。使用Tm和由探针412获得的T0以及从热偶411获得的Tc，或可选地由之前的试验获得的β，可按照公式5或公式6确定每个单元内的目标高面积αf分数。然后，通过在单元413中引入孔而将K1调节为目标导热系数值αfK1。这可使用任何已知的坐标可控材料去除技术而方便地完成，其中通过例如钻孔、靠模铣切、激光加工或喷砂加工完成去除，以及通过使用X-Y工作台实现坐标控制。对每个测量位置重复面积降低工艺。加热板53的单元52中的示范性的孔51在图5中示出。
[0045]该测试优选地在这样的设备中执行，即允许支撑该卡盘支撑件总成以及启动所需的测试条件(未示)。一个合适的设备包括测试室，配置为将该冷却板保持在设定温度。该设备优选地能够支撑以及以数字表示控制温度探针的x-y定位。该设备还优选地能够登记和记录来自探针的测量数据信号，并从该数据以电子方式确定目标孔构造。
[0046]该目标孔构造优选地设计为在该卡盘支撑件表面上的任何位置实现所需的温度分布。由于仅在进行温度测量的位置测量温度，提高所需温度分布的分辨率就需要增加该加热板或该冷却板上的测量位置的数目，即增加该网格的精细度。因此，该网格的分辨率通过试验以及凭借经验确定。例如，如果利用给定的网格满足了温度均匀性规格，以及在最初网格外的点上执行的额外的测量示出对所建立的规格的偏离，那么更细致的网格分辨率是优选的。
[0047]基于之前所有的讨论，涉及降低ESC支撑件总成的局部导热系数以实现安装在其上的整个卡盘表面的目标温度分布的工艺优选的实施例包括下面的实验工序：
1.将ESC支撑件总成组装为具有或者没有加热板，即并不将卡盘粘合到该总成的顶面。
2.对该加热板通电或加热该冷却板，以及等待建立温度平衡。
3.基于预先建立的网格密度将探针设在该加热板或冷却板表面上的每个测量位置。
4.测量并记录在每个位置该所得到的加热板或冷却板温度和x-y坐标，从而为该网格的所有位置确定Tm。
5.通过选择与这些Tm的最大值至少一样大的温度来确定T0。
6.由公式1确定每个位置的ε。
7.为该网格上的所有位置使用公式5确定fi或使用公式6确定n。
8.在每个网格单元形成与每个确定的fi一致的n个孔。
[0048]在调节该加热板表面或冷却板表面以实现所需的温度映射后，可以组装该ESC支撑件总成的其余部分。例如，在该修正的加热板表面上面，施加硅酮粘结剂层，然后放置该静电卡盘。一个示范性的完整的ESC支撑件总成在图6中示出，示出冷却板601、硅酮粘结剂602、加热器603、加热板604、硅酮粘结剂605以及静电卡盘606。孔607可以看出在横截面起始于加热板604表面并且延伸至部分穿过该加热板的深度。
[0049]尽管已经描述了各种不同实施例，但是可以理解的是可以采取变化和修改，如对于本领域技术人员显而易见的。这样的变化和修改可以认为在所附权利要求的权界和范围内。上面提到的所有参考文件通过引用整体结合在这里，其程度与每个单独的参考文件详细以及单独表明为通过引用整体结合在这里相同。

Claims (19)

1.一种调节静电卡盘支撑件总成的导热系数的方法，该总成可选地包括加热板，以及该方法包括：
a.在该支撑件总成表面上多个位置测量温度，其中每个位置与给定的单元相关；
b.从这些测量值确定在每个单元指明区域中的任何缩减分数；以及，
c.按照所表明的缩减分数在每个单元内从该支撑件总成表面去除材料以便减小那个单元中的导热系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中目标导热系数构成由目标温度分布确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该测量通过使用温度传感器进行。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将静电卡盘粘合至该支撑件总成表面，其中该材料去除导致在该卡盘表面上该静电卡盘支撑件总成的平衡温度一致性的提高。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该材料通过在该支撑件总成表面中形成孔来去除。
6.根据权利要求5所述的方法，其中该孔具有椭圆、多边形或环形截面形状。
7.根据权利要求5所述的方法，其中该孔具有垂直或倾斜的壁，且底部表面基本上为凹面、平面或凸面
8.根据权利要求5所述的方法，其中该孔的最大截面尺寸为大约5.0密耳至大约50密耳。
9.根据权利要求5所述的方法，其中在给定单元内的孔的间隔在大约1密耳至大约20密耳之间。
10.根据权利要求5所述的方法，其中在给定单元内的孔具有名义上恒定的最大截面尺寸。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在多个位置进行的测量布置在包括多个网格单元的网格图案中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该网格图案包括尺寸在0.1英寸到1英寸之间的网格。
13.根据权利要求5所述的方法，其中在每个单元中形成最多一个孔。
14.根据权利要求3所述的方法，其中通过数字控制的定位设备移动该传感器。
15.根据权利要求1所述的方法，其中该材料去除是通过钻孔、靠模铣切、激光加工或喷砂加工实现的。
16.根据权利要求1所述的静电卡盘支撑件总成，进一步包括将静卡盘粘合到该支撑件总成表面，以及在等离子处理室内部安装该支撑件总成。
17.使用权利要求16所述的使用静电卡盘支撑件总成处理半导体晶片的方法，包括等离子处理该半导体晶片。
18.根据权利要求1所述的方法，其中该支撑件总成表面在冷却板上，该方法进一步包括将静电卡盘粘合至该冷却板。
19.根据权利要求1所述的方法，其中该支撑件总成表面在粘合至薄膜加热器的加热板上，以及该薄膜加热器粘合到冷却板，该方法进一步包括将静电卡盘粘合至该加热板。
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