CN107466423B - 混合热静电卡盘 - Google Patents

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Abstract

揭示一种具有改善的温度均匀性的静电卡盘。静电卡盘包含沿着环圈安装的LED阵列，以便照亮工件的外边缘。LED阵列中的LED可发射在易于由工件吸收的波长下的光，波长例如在0.4μm与1.0μm之间。使用由经加热的静电卡盘提供的传导性加热来加热工件的中心部分。工件的外部部分由来自LED阵列的光能加热。LED阵列可安置于静电卡盘的基底上，或可安置于单独的环上。可修改静电卡盘的上部介电层的直径以容纳LED阵列。

Description

混合热静电卡盘
本申请要求2015年4月16日提交的美国专利申请No.14/688,000的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本揭示内容的实施例涉及一种混合热静电卡盘，且更明确地说，涉及一种用于改善经加热工件的温度均匀性的静电卡盘。
背景技术
半导体装置的制造涉及多个离散且复杂的过程。为了执行这些过程，工件通常安置在压板上。压板可为静电卡盘或ESC，其经设计以经由施加由压板内的电极产生的静电力来夹持工件。
此等静电卡盘通常经设计以在直径上比其支撑的工件稍小。此确保静电卡盘不曝露于传入的离子束。与离子束接触可造成污染物的产生，或可能确实损坏静电卡盘。
除了将工件夹持于适当位置之外，静电卡盘也可用以加热工件。具体来说，在其它实施例中，静电卡盘通常为较大量材料，能够将热量供应至工件。在某些实施例中，静电卡盘在其上表面上具有将后侧气体供应到ESC的上表面与工件的后表面之间的空间的管道。静电卡盘也可具有在外边缘附近的外密封环，所述外密封环用以将后侧气体界限在此容积中且最小化后侧气体泄漏。外密封环从ESC的上表面向上延伸并且接触工件，从而形成含有后侧气体的壁。此外密封环是有效的，因为其接触工件。然而，此外密封环并不安置于工件的外边缘处。此外，在一些实施例中，需要将工件相对于离子束倾斜。此可通过使静电卡盘倾斜来实现，这可使ESC变得曝露于离子束。为了最小化此曝露，静电卡盘可经构建以小于安置于其上的工件。
因为静电卡盘稍小于工件，所以工件的外边缘可能不能由静电卡盘如此有效地加热。因此，在静电卡盘将热量供应到工件的实施例中，工件的外边缘可比工件的其余处冷。
此温差可影响工件的良品率。因此，在工件由ESC加热的实施例中，如果存在能够达成工件上的较好温度均匀性的静电卡盘，将为有益的。
发明内容
揭示一种具有改善的温度均匀性的静电卡盘。所述静电卡盘包含沿着环圈安装的LED阵列，以便照亮工件的外边缘。LED阵列中的LED可发射易于由工件吸收的波长(例如，在0.4μm与1.0μm之间)的光。使用由经加热的静电卡盘提供的传导性加热来加热工件的中心部分。工件的外部部分由来自LED阵列的光能加热。LED阵列可安置于静电卡盘的基底上，或可安置于单独的环上。可修改静电卡盘的上部介电层的直径以容纳LED阵列。
根据一个实施例，揭示一种静电卡盘。所述静电卡盘包括：基底，其具有具第一直径的顶表面；上部介电层，其具有具第二直径的底表面，其中所述上部介电层的所述底表面安置于所述基底的所述顶表面上且所述第二直径小于所述第一直径，以便在所述基底的所述顶表面上创造水平环圈；以及LED阵列，其安置于所述水平环圈上。
根据另一实施例，揭示一种静电卡盘。所述静电卡盘包括：上部介电层，其具有顶表面以及底表面；基底，其具有经成形以容纳所述上部介电层的凹座，其中所述基底具有与所述上部介电层的所述底表面接触的凹进的顶表面，以及包围所述上部介电层且安置于小于所述上部介电层的所述顶表面的高度处的环形顶表面；以及LED阵列，其安置于所述基底的所述环形顶表面上。
根据另一实施例，揭示一种静电卡盘。所述静电卡盘包括：基底；上部介电层，其安置于所述基底上；圆环，其安置于所述上部介电层的外边缘周围；以及LED阵列，其安置于所述圆环的顶表面上。在某些实施例中，圆环的宽度小于工件的悬垂部，从而允许保护圆环免受光束撞击。
附图说明
为了更好地理解本揭示内容，将对附图进行参看，其被以引用的方式并入本文中且其中：
图1是根据一个实施例的静电卡盘的视图。
图2是根据第二实施例的静电卡盘的视图。
图3是根据第三实施例的静电卡盘的视图。
图4是根据第四实施例的静电卡盘的视图。
图5是根据第五实施例的静电卡盘的视图。
图6是根据第六实施例的静电卡盘的视图。
具体实施方式
如上所述，安置在传统静电卡盘上的工件的边缘可悬垂于ESC上，从而使这些边缘维持与工件的其余处不同的温度。
图1显示静电卡盘100的第一实施例。在此实施例中，静电卡盘100包括上部介电层110，其与工件10的后表面连通。多个电极可安置于上部介电层110内。将交流电压波形施加到这些电极，这创造将工件10固持于适当位置的静电力。此上部介电层110可能不能够承受离子束撞击。
在一些实施例中，静电卡盘100包括在静电卡盘100的上部介电层110的顶表面上端接的多个管道，其将后侧气体传递到上部介电层110的顶表面与工件10的底表面之间的容积。静电卡盘100也可具有在外边缘附近的外密封环(未显示)，其用以将后侧气体界限在此容积中且最小化后侧气体泄漏。外密封环从上部介电层110的顶表面向上延伸且接触工件10，从而形成含有后侧气体的壁。此外密封环是有效的，因为其接触工件10。因此，由于外密封环以及上部介电层110的敏感性，静电卡盘100通常小于安置于其上的工件10，以确保离子束不能撞击ESC。在一些实施例中，工件10可悬垂在静电卡盘100上2mm到3mm，但是其它尺寸也是可能的且也在本揭示内容的范围内。
在上部介电层110下安置的可为基底120。此基底可为例如铝的金属，或可为另一导热材料。
如上所述，上部介电层110可不延伸到工件10的外边缘。在某些实施例中，工件10可悬垂大致2到3毫米。在此实施例中，可沿着上部介电层110的边缘安置圆环130。圆环130可为抵靠上部介电层110收紧的夹钳。在其它实施例中，圆环130可贴附到上部介电层110，例如，通过粘合剂。在其它实施例中，圆环130可由附接到基底120的安装框支撑。在这些实施例中的每一者中，沿着上部介电层110的圆周安置圆环130。圆环130可安置于工件10的底表面下方约1mm到10mm处。圆环130可具有约2mm到3mm的宽度，因为其配合静电卡盘100的外边缘与工件10的外边缘之间的宽度。换句话说，工件10的直径大于上部介电层110的直径，以便创造悬垂部，且圆环130的宽度小于悬垂部。以此方式，工件10保护圆环130免受光束撞击。
可将LED阵列140安置于圆环130的顶表面上。在某些实施例中，LED阵列140包括排列成行以及列的LED。在径向方向上安置的LED的数目可被称作LED阵列140中的LED行的数目。在圆周方向上安置的LED的数目可被指列数目。在一些实施例中，LED阵列140包括在径向方向上安置单一LED。在其它实施例中，可在径向方向上安置两个或多于两个LED。
所述LED围绕全部圆环130间隔开。在某些实施例中，围绕圆环130安置256个LED。对于具有约300mm的直径的圆环130，此暗示在圆周方向上的邻近LED之间约3.7mm的间距。当然，可使用或多或少的LED。举例来说，也可使用64或128个LED，且LED的数目不受本揭示内容限制。在某些实施例中，较大数目个LED可沿着工件10的圆周创造更均匀的温度分布。
在某些实施例中，LED阵列140包括使用多个高功率LED，其发射易于由基体吸收的一或多个波长的光。举例来说，在约0.4μm与1.0μm之间的波长范围中，硅展现高吸收性以及低透射率。硅吸收大于50％的在从0.4μm到1.0μm的波长范围中发射的能量。可使用发射在此波长范围中的光的LED。在某些实施例中，使用自氮化镓(GaN)制造的LED。这些GaN LED发射波长约为450nm的光。
在某些实施例中，圆环130经安置使得工件10在比圆环130大的程度上径向延伸经过上部介电层110。以此方式，工件10可保护圆环130免受离子束撞击。
控制器150可与LED阵列140通信以控制LED阵列140中的LED的照亮以及断开。在一些实施例中，将LED作为单一实体致动，使得LED阵列140中的所有LED要么开着，要么关着。在此实施例中，施加到各LED的功率量可相同。在其它实施例中，可将LED划分成地带，其中独立地控制每一地带。在此实施例中，可独立地控制施加到每一地带的功率量。
在某些实施例中，控制器150使用开放回路控制来控制LED阵列140。换句话说，控制器150可具备工件10的目标温度，例如，400℃或500℃。基于目标温度，控制器150确定供应到LED阵列140的功率量。在另一实施例中，控制器150可利用闭合回路控制。在此实施例中，可将温度传感器(未显示)安置于工件10的外边缘附近，使得可测量在此区域处的工件10的实际温度。控制器150接着基于目标温度以及工件10的实际温度确定施加到LED阵列140的功率量。
图2显示静电卡盘200的第二实施例。如同图1，静电卡盘200包括上部介电层210以及基底220。上部介电层210可如上关于上部介电层110所描述经构建且起作用。类似地，基底220可如上关于基底120所描述经构建且起作用。
在此实施例中，上部介电层210已经修改以减小其半径，使得基底220可比上部介电层210进一步径向向外延伸。上部介电层210可具有垂直侧壁211，使得上部介电层210的顶表面212的直径与上部介电层210的底表面213的直径相同。基底220具有顶表面221，其具有比上部介电层210的底表面213大的直径。此布置创造水平环圈部分225，其为基底220的未由上部介电层210覆盖的水平部分。换句话说，基底220的水平环圈部分225与工件10仅通过气隙分开。基底220的顶表面221与上部介电层210的底表面213的半径之间的差界定水平环圈部分225的宽度。另外，基底220的顶表面221的半径界定水平环圈部分225的外半径。上部介电层210的底表面213的半径界定水平环圈部分225的内半径。在一些实施例中，基底220的顶表面221的直径可在200mm与300mm之间，而上部介电层210的底表面213的直径可比基底220的顶表面221的直径小5mm与50mm之间。
将LED阵列240安置于基底220的此水平环圈部分225上。如同图1的LED阵列，LED可发射在易于由工件10吸收的波长下的光。在某些实施例中，使用GaN LED，其发射波长为450nm的光。
组成LED阵列240的LED可在大小上有变化，且LED的尺寸不受本揭示内容限制。水平环圈部分225的尺寸以及LED阵列240中的LED的大小可定义可安置于水平环圈部分225上的LED的最大数目。然而，安置在水平环圈部分225中的LED的实际数目不受本揭示内容限制。
在某些实施例中，LED阵列240包括单一行的LED。在其它实施例中，可在径向方向上安置两行或多于两行的LED。LED围绕全部水平环圈部分225间隔开。如上所述，可在圆周方向上安置任何数目个LED，例如，64、128或256个LED。
在图2中显示的实施例中，工件10在径向方向上比水平环圈部分225更远地延伸。因此，为了有效加热工件10的外边缘，LED阵列240中的LED可在径向方向向外成角度，例如，成45°或60°的角度。在使用行以上的LED的实施例中，可按不同角度安置每一行LED。举例来说，可在径向方向上按60°角度安置最外行，而可按例如45°或30°的较小角度安置邻近行。最内LED行可按最小角度安置。
边缘护罩260可安置于水平环圈部分225处且不触碰地延伸到工件10。此边缘护罩260可贴附到基底220且可形成静电卡盘200的外表面。此边缘护罩260可起到两个用途。首先，边缘护罩260可保护上部介电层210以及LED阵列240免受离子束撞击。因此，甚至在执行倾斜植入时，上部介电层210以及LED阵列240仍受到保护。其次，边缘护罩260也可用以将光从LED阵列240朝向工件10的底表面反射。举例来说，由LED阵列240发射的光中的一些可被反射离开内表面。边缘护罩260的内表面可将此光朝向工件10的底表面反射，从而改善到工件10的能量转移。
如上所述，控制器250可与LED阵列240通信以控制照明，施加功率以及LED阵列240中的LED的致动。在一些实施例中，将LED作为单一实体致动，使得在相同功率电平下致动LED阵列240中的所有LED。在其它实施例中，可将LED划分成地带，其中独立地控制每一地带。举例来说，在使用一行以上的LED的实施例中，可独立地控制施加到每一行的功率。
在某些实施例中，控制器250使用开放回路控制来控制LED阵列240。换句话说，控制器可具备工件10的目标温度，例如，400℃或500℃。基于目标温度，控制器确定供应到LED阵列240的功率量。在另一实施例中，控制器250可利用闭合回路控制。在此实施例中，可将温度传感器(未显示)安置于工件10的外边缘附近，使得可测量在此区域处的工件10的实际温度。控制器250接着基于当前功率电平、目标温度以及工件10的实际温度确定施加到LED阵列240的功率量。
在一些实施例中，内部护罩270用以保护上部介电层210免受由LED阵列240发射的光。
图3显示静电卡盘300的变化。在此图中，可对具有相同功能的组件给予相同参考标志符。在图2中显示的实施例中，上部介电层210具有在工件10与基底220之间延伸的垂直侧壁211。在图3的静电卡盘300中，上部介电层210具有倾斜侧壁217，其中在基底220附近，上部介电层210的顶表面212的直径大于上部介电层210的底表面213。倾斜侧壁217可形成相对于基底220的顶表面221的任何合适角度。在某些实施例中，倾斜侧壁217可形成相对于基底220的顶表面221的60°角度。
在基底220附近的上部介电层210的底表面213的直径小于在此点的基底220的顶表面221的直径，从而允许水平环圈部分225的创造。举例来说，如上所述，上部介电层210的底表面213可具有比基底220的顶表面221的直径小5mm与50mm之间的直径。如在图2中，LED阵列240可安置于水平环圈部分225上。在此实施例中也可使用边缘护罩260、内部护罩270以及控制器250。这些组件如关于图2所描述起作用。
通过使用倾斜侧壁217，上部介电层210的顶表面212与工件10连通得比图2中的情况多。此可减少由LED阵列240提供的加热量。
在这些实施例两者中，上部介电层210的底表面213平坦，且与也平坦的基底220的顶表面221接触。上部介电层210的底表面213的直径小于基底220的顶表面221的直径。此允许水平环圈部分225存在于基底的顶表面221上，在此顶表面上可安置LED阵列240。LED阵列240可在径向方向上具有一或多行，且围绕水平环圈部分225的圆周延伸。上部介电层210的侧壁可垂直(如图2中所显示)，或可倾斜(如图3中所显示)。在这两实施例中，边缘护罩260可经安置以保护LED阵列240以及上部介电层210免受离子束撞击。另外，内部护罩270可用以保护上部介电层210免受自LED阵列240发射的光以及热量。LED阵列240中的LED可在径向方向上向外成角度。LED阵列240中的LED的数目不受任一实施例限制。控制器250可用以控制LED阵列240中的LED的照明以调节工件10的外边缘的温度。控制器250可利用开放回路控制或闭合回路控制。
图4显示静电卡盘400的另一实施例。如同图3，此实施例400使用与图2相同的组件中的许多者，且因此将对相似组件指派相同参考标志符。
在此实施例中，上部介电层210可如图2中所描述且具有垂直侧壁211。在此实施例中，基底420可具有安置上部介电层210的凹座425。在此实施例中，凹座425的侧壁426也可垂直。凹座425的直径可稍大于上部介电层210的直径，使得上部介电层210易于配合于凹座425内。在某些实施例中，将内部护罩270安置在凹座425的侧壁426与上部介电层210的垂直侧壁211之间。在某些实施例中，上部介电层210可具有比工件10的直径小6mm与100mm之间的直径。
基底420可具有与上部介电层210的底表面213接触的凹进的顶表面421，以及包围上部介电层210的环形顶表面422。环形顶表面422为包围上部介电层210的环圈。环圈可具有3mm与50mm之间的宽度。环形顶表面422可在小于上部介电层210的顶表面212的高度的高度处。换句话说，虽然上部介电层210的顶表面212可与工件10的底表面连通，但将环形顶表面422安置在较低高度处，使得在环形顶表面422与工件10的底表面之间存在间隙。在某些实施例中，此间隙可在1mm与10mm之间。
LED阵列240可安置于基底420的包围上部介电层210的环形顶表面422上。可使用控制器250来控制此LED阵列240，如上所述。虽然图4显示LED阵列240中的四行LED，但本揭示内容不限于任何特定数目行。如上所述，圆周方向上的LED的数目也不受限制，且可为(例如)64、128或256。
在某些实施例(例如，图4中显示的实施例)中，基底420的外壁可倾斜。此可允许执行倾斜植入，而离子束不会撞击基底420。在其它实施例中，基底420的外壁可垂直。在某些实施例中，边缘护罩260最接近基底420的外壁安置。在某些实施例中，边缘护罩260可贴附到基底420的外壁。
另外，虽然将环形顶表面422显示为水平，但本揭示内容不限于此实施例。举例来说，环形顶表面422可在径向方向上向外成角度，使得LED阵列240中的LED朝向工件10的外边缘成角度。在其它实施例中，环形顶表面422可为水平的，且LED阵列240中的LED可朝向工件10的外边缘成角度。
图5显示静电卡盘500的另一实施例。在此实施例中，上部介电层210具有倾斜侧壁217，类似于关于图3描述的倾斜侧壁。换句话说，上部介电层210的顶表面212的直径大于上部介电层210的底表面213的直径。在某些实施例中，倾斜侧壁217可形成与基底420的凹进的顶表面421的60°的角度。在此实施例中，基底420中的凹座425经成形以便容纳上部介电层210的倾斜侧壁217。换句话说，凹座425的侧壁426也倾斜以容纳上部介电层210。基底420具有其上安置上部介电层210的凹进的顶表面421。基底420也具有包围上部介电层210的环形顶表面422。环形顶表面422可具有3mm与50mm之间的宽度。环形顶表面422的高度可小于上部介电层210的顶表面212的高度。换句话说，虽然上部介电层210的顶表面212可与工件10的底表面连通，但将环形顶表面422安置于较低高度处，使得在环形顶表面422与工件10的底表面之间存在间隙。环形顶表面422与工件10的底表面之间的间隙可在1mm与10mm之间。
如上所述，在某些实施例中，环形顶表面422可为水平的，或在其它实施例中，可成角度。另外，LED阵列240中的LED可朝向工件10的外边缘成角度。
因为上部介电层210的顶表面212的直径大于图4中的静电卡盘400的顶表面212，所以图5的上部介电层210可加热工件10的较大部分。因此，图5中的LED阵列240可加热工件10的较小部分。虽然图5显示LED阵列240中的两行LED，但可使用任何数目行。另外，在圆周方向上的LED的数目不受本揭示内容限制。
虽然图4以及图5将基底420显示为集成的组件，但其它实施例也是可能的。举例来说，环形顶表面422可为分开的组件的部分。举例来说，返回到图2，可将分开的元件安置于基底220的水平环圈部分225上。可将LED阵列240安置于此组件的顶表面上。此配置显示于图6的静电卡盘600中。在此实施例中，将单独的元件610安置于基底220的水平环圈部分225上。LED阵列240安置于此元件610的顶表面上。换句话说，元件610可用以将LED阵列240提升得更靠近工件10的底表面。边缘护罩260可附接至基底220且用以保护元件610、LED阵列240以及上部介电层210。
在本文中描述的实施例中的每一者中，使用两个不同机制加热工件。工件中的多数是通过传导加热，其中将大量气体安置在工件的底表面与经加热的静电卡盘的顶表面之间。如上所述，外密封环提供含有工件与静电卡盘之间的后侧气体的障壁。此后侧气体在静电卡盘与工件之间提供加热机构，因为后侧气体由ESC加热并且将此热量转移到工件。换句话说，ESC通过后侧气体的使用而提供传导性加热。因此，工件的延伸出外密封环的部分未由ESC以及后侧气体有效地加热。另外，ESC也用以通过静电力(通过将电压施加到安置于ESC内的电极而创造)将工件固持于适当位置。
相比之下，工件的外边缘由光能加热，其中光是在特定波长范围下发射，且朝向工件的外边缘引导。这两个机制的使用允许工件的更均匀温度分布。
以上在本申请案中描述的实施例可具有许多优点。举例来说，在一个测试中，确定在不使用LED阵列的情况下，在工件的边缘处的温度从维持在500℃的中心温度下降至少21℃。具有256个LED的单一行的LED阵列将外边缘处的温度维持在中心温度的1℃内。此LED阵列仅消耗55W的功率。为了针对400℃中心温度维持小于1℃的温度均匀性，LED阵列仅消耗约17W的功率。换句话说，发射在易于由工件吸收的波长下的光的LED的使用增强发射的光与工件的温度增加之间的耦合，因此使维持温度均匀性需要的功率量最小化。
另外，本揭示内容依赖于光对工件加热。由于此，有可能在多个不同位置中安置LED阵列。换句话说，不需要极其靠近工件的表面安置LED阵列，只要存在LED阵列与工件之间的视线路径即可。另外，LED可成角度以在工件的特定部分引导光。此允许远离工件的边缘安置LED阵列且仍能够加热外边缘。通过远离工件的外边缘安置LED阵列，可执行倾斜植入，而不潜在地损坏LED阵列或任何其它组件。
本揭示内容在范围上应不受到本文中描述的具体实施例限制。实际上，从前述描述以及附图，除了本文中描述的实施例之外，本揭示内容的其它各种实施例以及修改也将对所属领域的一般技术人员显而易见。因此，此类其它实施例以及修改希望属于本揭示内容的范围。此外，虽然已出于特定目的在特定环境下的特定实施方案的上下文中描述了本揭示内容，但所属领域的一般技术人员将认识到其有用性并不限于此，且出于任何数目个目的，本揭示内容可有益地在任何数目个环境中实施。因此，应鉴于如本文所描述的本揭示内容的充分广度以及精神来解释上文阐述的权利要求书。

Claims (15)

1.一种静电卡盘，其特征在于包括：
基底，具有具第一直径的顶表面；
上部介电层，具有具第二直径的底表面，其中所述上部介电层的所述底表面安置于所述基底的所述顶表面上且所述第二直径小于所述第一直径，以便在所述基底的所述顶表面上创造水平环圈；以及
LED阵列，安置于所述水平环圈上。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述上部介电层具有具第三直径的顶表面，其中所述第三直径大于所述第二直径。
3.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述上部介电层具有具第三直径的顶表面，其中所述第三直径等于所述第二直径。
4.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述LED阵列包括多个LED，发射易于由夹紧到所述上部介电层的工件吸收的波长的光。
5.根据权利要求4所述的静电卡盘，其特征在于所述多个LED发射波长在0.4μm与1.0μm之间的光。
6.根据权利要求1所述的静电卡盘，更包括与所述LED阵列通信的控制器以便调节夹紧到所述上部介电层的工件的外边缘的温度。
7.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述LED阵列中的LED朝向夹紧到所述上部介电层的工件的外边缘成角度。
8.一种静电卡盘，其特征在于包括：
上部介电层，具有顶表面以及底表面；
基底，具有经成形以容纳所述上部介电层的凹座，其中所述基底具有与所述上部介电层的所述底表面接触的凹进的顶表面，以及包围所述上部介电层且安置于小于所述上部介电层的所述顶表面的高度处的环形顶表面；以及LED阵列，安置于所述基底的所述环形顶表面上。
9.根据权利要求8所述的静电卡盘，其特征在于所述上部介电层的所述顶表面具有第一直径，且所述上部介电层的所述底表面具有第二直径，且所述第一直径大于所述第二直径。
10.根据权利要求8所述的静电卡盘，其特征在于所述上部介电层的所述顶表面具有第一直径，且所述上部介电层的所述底表面具有第二直径，且所述第一直径等于所述第二直径。
11.根据权利要求8所述的静电卡盘，其特征在于所述LED阵列包括发射波长在0.4μm与1.0μm之间的光的多个LED。
12.根据权利要求8所述的静电卡盘，更包括与所述LED阵列通信的控制器以便调节工件的外边缘的温度。
13.一种静电卡盘，其特征在于包括：
基底；
上部介电层，安置于所述基底上；
圆环，安置于所述上部介电层的外边缘周围；以及
LED阵列，安置于所述圆环的顶表面上。
14.根据权利要求13所述的静电卡盘，其特征在于所述LED阵列包括发射波长在0.4μm与1.0μm之间的光的多个LED。
15.根据权利要求13所述的静电卡盘，其特征在于所述上部介电层经配置以支撑工件，且所述工件的直径大于所述上部介电层的直径以便创造悬垂部，且所述圆环的宽度小于所述悬垂部。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110047796B (zh) * 2018-01-16 2021-10-01 亿力鑫系统科技股份有限公司 承载盘
KR20220040804A (ko) 2020-09-24 2022-03-31 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
WO2022103903A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-19 Axcelis Technologies, Inc. Hybrid high-temperature electrostatic clamp for improved workpiece temperature uniformity
KR20240046906A (ko) * 2021-08-18 2024-04-11 램 리써치 코포레이션 반도체 웨이퍼의 에지 영역의 복사 가열을 위한 장치들

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101101887A (zh) * 2006-07-06 2008-01-09 通用电气公司 抗腐蚀的晶片处理设备及其制造方法
CN101754565A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备
CN103177996A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356384A (en) 1980-03-03 1982-10-26 Arnon Gat Method and means for heat treating semiconductor material using high intensity CW lamps
US5262870A (en) 1989-02-10 1993-11-16 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor in which reading and resetting are simultaneously performed
US6567257B2 (en) 2000-04-19 2003-05-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for conditioning an electrostatic chuck
JP5013235B2 (ja) 2000-12-06 2012-08-29 株式会社アルバック イオン注入装置およびイオン注入方法
US6878402B2 (en) 2000-12-06 2005-04-12 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for improved temperature control in atomic layer deposition
JP2003258305A (ja) 2002-02-27 2003-09-12 Oki Degital Imaging:Kk 半導体素子アレイ
JP4377169B2 (ja) 2002-07-08 2009-12-02 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
JP2006013211A (ja) 2004-06-28 2006-01-12 Canon Inc 温調装置および露光装置
JP3769584B2 (ja) * 2004-07-09 2006-04-26 積水化学工業株式会社 基材処理装置及び方法
US7283734B2 (en) 2004-08-24 2007-10-16 Fujitsu Limited Rapid thermal processing apparatus and method of manufacture of semiconductor device
KR101093324B1 (ko) 2005-05-30 2011-12-14 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛
JP4940635B2 (ja) 2005-11-14 2012-05-30 東京エレクトロン株式会社 加熱装置、熱処理装置及び記憶媒体
US7966968B2 (en) 2007-04-27 2011-06-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electroless plating apparatus with non-liquid heating source
KR100912837B1 (ko) * 2008-03-17 2009-08-18 참앤씨(주) 건식식각장치
JP2009228120A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、及び成膜方法
JP5394730B2 (ja) * 2008-12-26 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 アニール装置およびアニール方法
US8139340B2 (en) * 2009-01-20 2012-03-20 Plasma-Therm Llc Conductive seal ring electrostatic chuck
US8404499B2 (en) 2009-04-20 2013-03-26 Applied Materials, Inc. LED substrate processing
JP5526876B2 (ja) * 2010-03-09 2014-06-18 東京エレクトロン株式会社 加熱装置及びアニール装置
JP2012113951A (ja) 2010-11-24 2012-06-14 Canon Inc 表示装置およびそれを用いた映像情報処理装置
JP5254308B2 (ja) * 2010-12-27 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法及びその液処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
JP5732941B2 (ja) * 2011-03-16 2015-06-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法
JP6285620B2 (ja) * 2011-08-26 2018-02-28 新光電気工業株式会社 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
US9793144B2 (en) 2011-08-30 2017-10-17 Evatec Ag Wafer holder and temperature conditioning arrangement and method of manufacturing a wafer
CN103123906A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法
US8987639B2 (en) 2012-09-05 2015-03-24 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Electrostatic chuck with radiative heating
JP6086845B2 (ja) 2013-08-29 2017-03-01 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置及びイオン注入方法
US20140270731A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Thermal management apparatus for solid state light source arrays
US10403521B2 (en) 2013-03-13 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Modular substrate heater for efficient thermal cycling
CN103337457B (zh) 2013-05-29 2016-05-25 京东方科技集团股份有限公司 退火装置和退火工艺
US9287148B1 (en) * 2014-12-18 2016-03-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Dynamic heating method and system for wafer processing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101101887A (zh) * 2006-07-06 2008-01-09 通用电气公司 抗腐蚀的晶片处理设备及其制造方法
CN101754565A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备
CN103177996A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 用于处理晶圆的反应装置、静电吸盘和晶圆温度控制方法

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