CN112088427A - 极端均匀加热基板支撑组件 - Google Patents

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Abstract

本文中所述的实施方式提供了一种实现跨工件表面的温度均匀性的基板支撑组件。在一个实施例中，提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件包括主体。所述主体由陶瓷制作。所述主体具有工件支撑表面及安装表面。所述工件支撑表面及粘合吸盘主体表面具有小于10微米的平坦度。第一加热器被设置在底表面上在所述主体外部。粘合层被设置在所述第一加热器之上，其中所述粘合层是电绝缘的，且冷却基部具有由金属制作的主体。所述冷却主体具有上冷却主体表面及下冷却主体表面，其中所述上冷却主体表面的平坦度小于约10微米。

Description

极端均匀加热基板支撑组件
背景技术
技术领域
本文中所述的实施方式总体上涉及半导体制造，且更详细而言涉及温度受控的基板支撑组件及使用所述基板支撑组件的方法。
相关技术的描述
随着器件图案的特征尺寸变得越来越小，这些特征的临界尺度(CD)要求对于稳定及可重复的器件性能而言变成是越来越重要的准则。由于腔室不对称性(诸如腔室及基板的温度、流导、及RF场)，难以实现跨在处理腔室内处理的基板的可允许的CD变化。
在利用静电吸盘的过程中，由于基板下方的吸盘的不均匀构造，跨基板的表面的温度控制的均匀性甚至是更有挑战性的。例如，静电吸盘的一些区域具有气孔，而其他区域具有相对于气孔侧向偏移的升降杆孔。又其他的区域具有夹持电极，而其他区域具有相对于夹持电极侧向偏移的加热器电极。因为静电吸盘的结构可以侧向及方位地变化，吸盘与基板之间的热传递的均匀性是复杂的且非常难以获得，从而跨吸盘表表面造成局部热点及冷点，这从而造成沿着基板表面的处理结果的不均匀性。
吸盘与基板之间的热传递的侧向及方位均匀性进一步被静电吸盘所安装到的常规基板支撑件中常用的热传递方案复杂化。不均匀性产生了跨基板控制蚀刻速率的特定问题。详细而言，跨基板的温度的不均匀性使得难以在形成在基板中具有小的临界尺度的器件图案时控制从基板的中心到边缘的具有选择性的蚀刻。
因此，需要改进的基板支撑组件。
发明内容
本文中所述的实施方式提供了一种实现跨工件表面的温度均匀性的基板支撑组件。在一个实施例中，提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件包括主体。所述主体由陶瓷制作。所述主体具有工件支撑表面及安装表面。所述工件支撑表面及粘合吸盘主体表面具有小于约10微米的平坦度。至少一个第一加热器被设置在底表面上在所述主体外部。粘合层被设置在所述第一加热器之上，其中所述粘合层是电绝缘的，且冷却基部具有由金属制作的主体。所述冷却主体具有上冷却主体表面及下冷却主体表面，其中所述上冷却主体表面的平坦度小于约10微米。
在另一个示例中，提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件包括静电吸盘、至少一个第一加热器、绝缘层、及轴。所述静电吸盘包括由陶瓷制作的吸盘主体。所述吸盘主体具有嵌入的高电压夹持电极。所述吸盘主体具有工件支撑表面及粘合吸盘主体表面。所述工件支撑表面及粘合吸盘主体表面具有小于约10微米的平坦度。所述第一加热器被设置在所述粘合吸盘主体表面上在所述吸盘主体外部。所述绝缘层被设置在所述第一加热器之上。所述第一加热器具有被修整为实现比所述第一加热器的相邻部分要高的期望电阻的一部分，以便提供期望的温度输出。所述陶瓷轴具有引线，所述引线连接到嵌入在所述静电吸盘中的所述夹持电极。
本文中所述的其他实施方式提供了一种处理腔室，所述处理腔室具有基板支撑组件，所述基板支撑组件实现跨工件表面的侧向及方位均匀性。所述处理腔室具有腔室主体，所述腔室主体具有壁、底部、及盖，所述壁、所述底部、及所述盖封围内部容积。基板支撑组件被设置在所述内部容积中。所述基板支撑组件具有静电吸盘，所述静电吸盘具有由陶瓷制作的主体。所述主体具有工件支撑表面及安装表面。所述工件支撑表面及粘合吸盘主体表面具有小于10微米的平坦度。多个加热器被设置在底表面上在所述主体外部，其中所述加热器被布置在多个区中。粘合层被设置在所述多个加热器上方，其中所述粘合层是电绝缘的，且冷却基部具有由金属制作的主体。所述冷却主体具有上冷却主体表面及下冷却主体表面，其中所述上冷却主体表面的平坦度小于约10微米。
在又另一个实施例中，提供了一种用于控制工件的温度均匀性的方法。所述方法通过以下步骤开始：向主要电阻式加热器提供功率，所述主要电阻式加热器具有形成于ESC的底表面上的四个或更多个区。跨基板用多个温度传感器测量温度。跨基板表面将所述基板的温度均匀性控制在1摄氏度内。所述方法包括：选择性地蚀刻设置在基板支撑组件上的所述基板。
附图说明
可以通过参照实施方式来获得可以用来详细了解上文所述的本发明特征的方式及上文简要概述的本发明的更详细描述，所述实施方式中的一些被示出在附图中。然而，应注意，附图仅示出此发明的典型实施方式，且因此不要将其视为此发明的范围的限制，因为本发明可允许其他同等有效的实施方式。
图1是处理腔室的横截面示意侧视图，所述处理腔室具有基板支撑组件的一个实施例；
图2是详述基板支撑组件的部分的部分横截面示意侧视图；
图3是用于利用基板支撑组件(诸如上述的基板支撑组件等等)来处理基板的方法300的一个实施例的流程图；
图4是详述基板支撑组件的修整过的主要电阻式加热器的示意仰视图；
图5是基板支撑组件的另一个示例的部分横截面示意侧视图；及
图6是基板支撑组件的又另一个示例的部分横截面示意侧视图。
为了促进理解，已尽可能使用相同的参考标号来标记所述附图共有的相同元件。可以预期，可以有益地将一个实施方式中所公开的元件用在其他实施方式中而无需具体叙述。
具体实施方式
本文中所述的实施方式提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件实现包括所述基板支撑组件的静电吸盘的温度的侧向及方位均匀性，这进而允许在所述基板支撑组件上处理的基板的侧向温度分布的侧向及方位均匀性。此外，所述基板支撑组件也实现选择性蚀刻。虽然在下文将所述基板支撑组件描述为在蚀刻处理腔室中，但可以将所述基板支撑组件用在其他类型的等离子体处理腔室(诸如物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、离子植入腔室等等)及期望侧向温度分布的方位调整的其他系统中。
在一个或多个实施例中，所述基板支撑组件通过允许将基板温度用于补偿腔室不均匀性(诸如温度、流导、电场、等离子体密度等等)，从而允许在真空工艺期间(诸如蚀刻、沉积、植入等等)的基板边缘处的临界尺度(CD)变化的校正。本文中的实施例描述一种静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘具有陶瓷部件且具有嵌入的电极及印刷在所述静电吸盘上的一个或多个加热元件。ESC结构被粘合到铝冷却基部。此基部与轴及整合部件热隔离。用多个温度探针测量温度，且通过闭环腔室温度控制器来控制基板支撑组件的温度。
图1是具有基板支撑组件126的示例性蚀刻处理腔室100的横截面示意图。处理腔室可以是蚀刻腔室、等离子体处理腔室、退火腔室、物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、及离子植入腔室等等、以及期望控制基板的温度分布的能力的其他处理系统。跨基板支撑组件126的离散区域的温度的独立及局部的控制有益地实现温度分布的方位调整、温度分布的从中心到边缘的调整、及局部温度粗糙(诸如热斑及冷斑)的减少以用于控制等离子体处理速率(诸如蚀刻速率)。
处理腔室100包括接地的腔室主体102。腔室主体102包括封围内部容积124的壁104、底部106、及盖108。基板支撑组件126被设置在内部容积124中且在处理期间将基板134支撑在基板支撑组件126上。
处理腔室100的壁104包括开口(未示出)，通过所述开口，基板134被机器人传输进及传输出内部容积124。泵送端口110形成于腔室主体102的壁104或底部106中的一者中，且流体连接到泵送系统(未示出)。泵送系统用来在处理腔室100的内部容积124内维持真空环境，同时移除处理副产物。
气体面板112通过一个或多个入口端口114向处理腔室100的内部容积124提供工艺气体和/或其他气体，所述一个或多个入口端口114形成通过腔室主体102的盖108或壁104中的至少一者。由气体面板112所提供的工艺气体在内部容积124内被通电以形成用来处理设置在基板支撑组件126上的基板134的等离子体122。工艺气体是通过RF功率来通电的，所述RF功率从定位在腔室主体102外部的等离子体施加器120感应耦接到工艺气体。在图1中描绘的实施例中，等离子体施加器120是通过匹配电路118耦接到RF功率源116的一对同轴线圈。在其他的实施例中，等离子体施加器120可以是腔室部件中的一个或多个，诸如通过匹配电路118耦接到RF功率源116的喷头组件。
控制器148被耦接到处理腔室100以控制处理腔室100的操作及基板134的处理。控制器148可以是可以用于工业环境中以用于控制各种子处理器及子控制器的任何形式的通用数据处理系统中的一者。一般而言，控制器148包括与存储器174及输入/输出(I/O)电路系统176等常见部件通信的中央处理单元(CPU)172。由控制器148的CPU所执行的软件命令使得处理腔室例如将蚀刻气体混合物(即处理气体)引入到内部容积124中、通过施加来自等离子体施加器120的RF功率由处理气体形成等离子体122、及蚀刻基板134上的材料层。
基板支撑组件126可移除地耦接到支撑底座125。支撑底座125包括安装到腔室主体102的底座基部128。可以从支撑底座125周期性地移除基板支撑组件126以允许翻新基板支撑组件126的一个或多个部件。
基板支撑组件126通常包括至少基板支撑件132。基板支撑件132可以是真空吸盘、静电吸盘、基座、或其他的工件支撑表面。在图1的实施例中，基板支撑件132是静电吸盘，且将在下文中描述为静电吸盘(ESC)132。基板支撑组件126也包括冷却基部130。基板支撑组件126额外包括隔热器(thermal isolator)180及基部板190。静电吸盘132、冷却基部130、隔热器180、及基部板190被边缘环140围绕。
在一个实施例中，边缘环140由硅基材料所形成。边缘环形成间隙(未示出)，所述间隙被提供为用于边缘环140与静电吸盘132之间的净化气体递送。在边缘环140与基板134之间提供了额外空间(未示出)，使得边缘环140被配置为提供在基板134下方递送的净化气体。边缘环140净化气体被引导远离基板134的中心且朝向排气装置，使得在基板134的最边缘处在边缘环140上不发生沉积。不像具有多孔插塞及有限的净化气体流量的常规ESC，间隙和额外的空间提供了在基板134下方向上连通的大型传导净化气体通道，从而当基板134在杆上退火时允许通过16个孔洞的流动的高流量(高达15slm)。净化气体额外来自设置在静电吸盘132中的孔洞。基板134在杆上升举，且接着后侧流使得静电吸盘132保持清洁而不会有任何副产物凝结在表面上。
基部板190被配置为容纳多个驱动机构，所述多个驱动机构配置为升起及降下多个升降杆。此外，基部板190被配置为容纳来自静电吸盘132及冷却基部130的多个流体连接件。基部板190也被配置为容纳来自静电吸盘132的多个电连接件。无数的连接件可以在基板支撑组件126外部或内部延伸，而基部板190为所述连接件提供了对相应末端的界面。基部板190可以由任何金属所形成。
隔热器180被设置在基部板190与冷却基部130之间。隔热器180由具有化学及物理稳定性的热绝缘材料所形成，诸如交联聚苯乙烯、聚醚醚酮、氧化铝(Al2O3)、或其他合适的材料。
冷却基部130被设置在隔热器180与静电吸盘132之间。冷却基部130被耦接到热传递流体源144。热传递流体源144提供不导电的热传递流体，所述不导电的热传递流体循环通过设置在冷却基部130中的一个或多个导管160。流动通过相邻导管160的流体被隔离，以实现局部控制在静电吸盘132与冷却基部130的不同区域之间的热传递，这有助于控制基板134的侧向温度分布。
流体分布器被流体耦接在热传递流体源144的出口与温度受控的冷却基部130之间。流体分布器操作以控制向导管160提供的热传递流体的量。流体分布器被设置在处理腔室100外部、在基板支撑组件126内、在底座基部128内、或在其他合适的位置。
静电吸盘132具有安装表面131及与安装表面131相对的工件表面133。静电吸盘132通常包括嵌入在介电主体150中的夹持电极136及一个或多个主要电阻式加热器154。介电主体150由陶瓷材料制造，诸如Y2O3、Er2O3、AlN、或Al2O3。或者，介电主体150由一个或多个聚合物层制造，诸如聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚酮等等。
夹持电极136被配置为单极或双极电极、或其他合适的布置。夹持电极136通过RF滤波器182被耦接到夹持功率源138，所述夹持功率源138提供RF或DC功率以将基板134静电地固定到介电主体150的工件表面133。RF滤波器182防止用来在处理腔室100内形成等离子体122的RF功率损伤电设备或防止在处理腔室100外部产生电危险。
静电吸盘132的工件表面133可以包括气体通道(未示出)以供向界定在基板134与静电吸盘132的工件表面133之间的裂隙空间提供后侧热传递气体。静电吸盘132也包括升降杆孔以供容纳升降杆(两者都未示出)，以供将基板134升高到静电吸盘132的工件表面133上方以促进用机器人传输进及传输出处理腔室100。这使得针对设置在工件表面133中的基板能够进行低压夹持及正压后侧控制。
静电吸盘132额外具有设置在安装表面131上的一个或多个主要电阻式加热器154。例如，主要电阻式加热器154装设有聚合物片，所述聚合物片被附接到所述主要电阻式加热器154或直接印刷在安装表面131上(即在介电主体150与冷却基部130之间)。提供主要电阻式加热器154以将基板支撑组件126的温度升高到用于进行腔室工艺的温度。主要电阻式加热器154被配置为调整由主要电阻式加热器154所界定的多个侧向分离的加热区中的静电吸盘132的温度。主要电阻式加热器154通过RF滤波器184被耦接到主要加热器功率源156。主要加热器功率源156向主要电阻式加热器154提供功率。控制器148控制主要加热器功率源156的操作，所述操作一般被设定为将基板134加热到大约预先界定的温度。
在一个实施例中，利用单个主要电阻式加热器154来产生单个加热区。在其他的实施例中，利用多个主要电阻式加热器154来产生多个侧向分离的加热区，其中控制器148使得能够相对于定位在其他区中的一个或多个区中的主要电阻式加热器154优先加热主要电阻式加热器154的一个区。例如，主要电阻式加热器154被同心地布置在多个的四个分离的同心加热区中。
静电吸盘132包括一个或多个温度传感器(未示出)，以供向控制器148提供温度反馈信息以供控制由主要加热器功率源156向主要电阻式加热器154施加的功率。控制器148也可以控制冷却基部130的操作。处理腔室100中的基板134的表面的温度受到由泵进行的工艺气体的排气、狭缝阀门、等离子体122、及其他因素的影响。冷却基部130及主要电阻式加热器154全都有助于控制基板134的表面温度。
图2是示出基板支撑组件126的一部分的部分横截面示意图。包括在图2中的是静电吸盘(ESC)132、粘合层260、冷却基部130、及隔热器180的部分。ESC 132被配置为用于四个区(或更多个区)的温度控制，所述区之间的均匀性在约0.3摄氏度与约0.7摄氏度之间。ESC 132对于低温工艺而言能够在约负20摄氏度与小于正200摄氏度之间的温度下操作，且对于高温工艺而言能够在大于约正200摄氏度的温度下操作。例如，ESC 132能够在诸如在约-20摄氏度与约150摄氏度之间的温度下操作。
安装表面131及工件表面133被设置在ESC 132的主体150的相对侧且分离达约2mm到约7mm。安装表面131具有约1微米与约10微米之间(诸如约2微米)的平坦度。安装表面131相对于工件表面133是实质平坦的。工件表面133具有约1微米与约10微米之间的平坦度。主体150由陶瓷材料所形成，诸如氧化铝或其他合适的材料。
主要电阻式加热器154被设置在主体150外部及安装表面131上。主要电阻式加热器154被布置在围绕ESC 132的中心的同心区中，其中第一区(未示出)中的加热器沿着第一半径定位，第二区(未示出)中的加热器沿着大于第一半径的第二半径定位，第三区214中的主要电阻式加热器154B沿着大于第二半径的第三半径定位，且第四区216中的外主要加热器154A沿着大于第三半径的第四半径定位。通过电镀、喷墨印刷、丝网印刷、物理气相沉积、冲压、金属丝网、图案聚酰亚胺柔性电路、或通过其他合适的方式，将主要电阻式加热器154形成于安装表面131上。例如，将主要电阻式加热器154印刷到主体150的安装表面131。在其他的示例中，可以通过物理气相沉积、化学气相沉积将主要电阻式加热器154沉积于安装表面131上、将所述主要电阻式加热器154应用作为预先制造的片材、或通过其他合适的方法将所述主要电阻式加热器154沉积于所述安装表面131上。
主要电阻式加热器154是由镍铬合金、铼、钨、钽、或其他合适的材料的膜所形成的电阻器。电阻器具有电阻率(ρ)，其中低的ρ指示容易允许电荷跨加热器电阻器移动的材料。电阻(R)取决于ρ乘以导线的长度(I)除以横截面积，或简单地是R＝ρ·l/A。铂在20℃下具有约1.06×10-7(Ω·m)的ρ。钨在20℃下具有约6.60×10-8(Ω·m)的ρ。镍铬合金在20℃下具有约1.1×10-8到约1.5×10-8(Ω·m)的ρ。因此，可以通过改变导线的长度或横截面积中的任一者来变更个别加热器的电阻及热输出。
简要地额外参照图4，主要电阻式加热器154具有膜厚度420或导线厚度，所述膜厚度或导线厚度被配置为在电流沿着主要电阻式加热器154的导线传递时充分地提供热。加热器的膜厚度420的减少造成主要电阻式加热器154的电阻R的增加及较大的来自所述主要电阻式加热器154的热输出。例如，针对主要电阻式加热器154将膜厚度420选定或修改为减少的膜厚度410，以在已经将主要电阻式加热器154设置在安装表面131上之后控制主要电阻式加热器154的部分430中所产生的热量。如此，可以微调每个区中的主要电阻式加热器154以跨ESC 132的工件表面133提供期望的温度均匀性。
设置在ESC 132的安装表面131上的主要电阻式加热器154中的一个或多个主要电阻式加热器的电阻被调整。可以测试及进一步调整主要电阻式加热器154以更精确地满足期望的温度分布控制准则。
粘合层260是电绝缘层。粘合层260将ESC 132粘着到冷却基部130。粘合层260被施加在主要电阻式加热器154上，且使主要电阻式加热器154电绝缘以防止与冷却基部130接触并且防止主要电阻式加热器154短路。粘合层260是一种粘着剂，诸如丙烯酸基粘着剂、环氧树脂、硅树脂基粘着剂、氯丁橡胶基粘着剂、或其他合适的粘着剂。粘合层260具有在从0.1到160W/mK的范围中选定的热传递系数。包括粘合层260的粘着材料额外可以包括至少一种热传递填料，诸如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、及二硼化钛(TiB2)等等。
在一个实施例中，粘合层260具有约0.3mm与约2.0mm之间(诸如约1.0mm)的厚度及约1.0W/m-K与约3.0W/m-K之间(诸如约1.0W/m-K)的热导率。随着粘合层260的厚度增加，送到主要电阻式加热器154的功率减少。另外，可以控制粘合层260的厚度的变化以精确地设定ESC 132与冷却基部130之间的间隙。粘合层260的低厚度变化增强了ESC 132与冷却基部130之间通过粘合层260的热传递速率的均匀性，因此改进了跨ESC 132的主体150的工件表面133维持期望的温度分布的能力且有利地改进了跨在处理期间设置在所述工件表面133上的基板维持期望的温度分布的能力。
在图2中所描绘的实施例中，密封件290(诸如O形环)被设置在ESC 132与冷却基部130之间。密封件290围绕粘合层260且将所述粘合层260与处理腔室的处理区域隔离，因此延长了粘合层260的使用寿命同时防止被侵蚀的粘合材料变成工艺污染物。
冷却基部130具有主体230，所述主体230具有顶表面272及底表面274。主体230由金属材料所形成，诸如铝合金。顶表面272及底表面274界定了主体230的相对侧且隔开约10mm到约32mm。顶表面272相对于底表面274是实质平坦的。顶表面272具有小于约10微米的平坦度，诸如约1微米或约2微米。底表面274具有小于约10微米的平坦度。冷却基部130的顶表面272与粘合层260接触。冷却基部130使冷却流体(诸如全氟聚醚氟化(PFPE)流体或水)循环，所述冷却流体适于用约1000W/m2-K与约1400W/m2-K之间的有效交换系数将冷却基部130中的温度维持在约90摄氏度与约负20摄氏度之间。
底表面274与隔热器180的上表面282接触。隔热器180额外具有与上表面282相对的下表面284。上表面282具有小于约10微米的平坦度。
ESC 132、冷却基部130、及隔热器180中的每一者的平坦度促进了在ESC 132、冷却基部130、及隔热器180中的每一者之间具有小于20微米(诸如约1微米)的粘合剂厚度变化的组件。在将ESC 132、冷却基部130、及隔热器180的表面维持彼此实质平行的同时实现了此类间隙。基板支撑组件126协同地实现跨约负20摄氏度与约150摄氏度之间的温度控制范围的较大温度均匀性。可以将基板支撑组件126跨工件表面133的温度均匀性维持在小于1摄氏度内。温度均匀性有利地实现基板的选择性蚀刻。
端子250连接到至少外主要加热器154A以用于将主要电阻式加热器154耦接到主要加热器功率源156。端子250通过硬钎焊、软钎焊、或其他合适的方法连接到外主要加热器154A。端子250在与冷却基部130的底表面274大致垂直的方向上延伸通过形成于冷却基部130中的通道252。端子250在与冷却基部130的底表面274大致垂直的方向上延伸。在外主要加热器154A正下方的端子250的位置释放了ESC 132的中心处的空间以用于通往夹持电极136的气体通道及电连接。隔热器180也包括通道254以允许端子250延伸通过隔热器180以促进电连接。其他的主要电阻式加热器154也可以具有以类似方式耦接到所述主要电阻式加热器154的端子250。
图3是用于利用基板支撑组件(诸如上述的基板支撑组件126等等)来处理基板的方法300的一个实施例的流程图。方法300在框302处开始，在所述框302处，向具有形成于ESC的底表面上的四个或更多个区的主要电阻式加热器施加功率。如上所述，静电吸盘(ESC)具有陶瓷部件且具有嵌入电极及印刷在下侧上的四个或更多个独立加热元件。主要电阻式加热器被分段成区，可独立控制所述区以使得能够侧向地及方位地调整在基板支撑组件上处理的基板的侧向温度分布。此外，每个分段区中的主要电阻式加热器具有被选择性地移除以微调局部电阻及温度输出的材料。因此，使得能够跨基板实现小于1摄氏度的均匀温度。
在框304处，跨基板用多个电阻温度计测量温度。在一个实施例中，用电阻温度检测器(RTD)来测量温度。
在框306处，跨基板表面将基板的温度均匀性控制在1摄氏度内。温度计向闭环腔室温度控制器提供基板的实时温度信息以用于控制加热器及跨基板维持温度均匀性。
在框308处，蚀刻设置在基板支撑组件上的基板。基板具有在所述基板上受暴露的蚀刻层。在一个实施例中，蚀刻层可以是诸如含硅材料之类的介电材料，诸如SiO2、SiN、SiON、SiC、SiOC、SiOCN、SiCN、a-Si。在另一个实施例中，蚀刻层可以是金属介电材料，诸如AlN、HfO2、AlO3、WN、NiSi等等。在又另一个实施例中，蚀刻层可以是金属材料，诸如Cu、Al、W、Ni、Co等等。在实施例中的每一者中，相对于基板上的其他材料或层选择性地对蚀刻层进行蚀刻。
图5是基板支撑组件500的另一个示例的部分横截面示意侧视图。基板支撑组件500包括耦接到轴502的静电吸盘532。轴502可以由陶瓷材料(诸如AlN)或其他合适的材料所形成。
大致如上文参照静电吸盘132所论述地制造静电吸盘532。静电吸盘532包括具有嵌入的高电压夹持电极506的陶瓷主体504。夹持电极506被设置在工件表面133附近。一个或多个主要电阻式加热器154被设置在陶瓷主体504的安装表面131上。可以如上文所论述地修整所述一个或多个主要电阻式加热器154以调整所述一个或多个主要电阻式加热器154的电阻且因此调整所述一个或多个主要电阻式加热器154的热输出。在一些情况下，可以在将轴502耦接到陶瓷主体504之后修整主要电阻式加热器154。
陶瓷主体504的中心被准备为促进在将主体504耦接到轴502之后进行电连接。例如，可以通过在烧制之后将主体504机械加工来备制陶瓷主体504的中心。可以在轴502的中心被机械加工之前或在轴502的中心被机械加工之后，例如通过丝网印刷或膜来施加主要电阻式加热器154，以促进将引线540、550电连接到电极506及主要电阻式加热器154。
在修整主要电阻式加热器154之后，将绝缘涂层508设置在主要电阻式加热器154之上。绝缘涂层508可以是陶瓷层(诸如AlN)、陶瓷、或其他的绝缘带，诸如坯带或玻璃带。坯带是未烧制的陶瓷带，例如AlN带。在其中绝缘涂层508是玻璃带的一个示例中，玻璃包括选自由以下项所组成的群组的一种或多种元素：Al、N、O、及Y。绝缘涂层508可以包括孔洞510以允许将轴502的端部512直接耦接到陶瓷主体504的安装表面131。可以通过扩散、高温胶接、硬钎焊来将轴502的端部512直接粘合到陶瓷主体504的安装表面131，或用另一种合适的方式将所述端部512直接耦接到所述安装表面131。
可以替代地用在涂层中具有氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y2O3)(即ASMY)中的一者或多者的涂层来替换绝缘涂层508。绝缘涂层508或ASMY涂层被等离子体喷涂到主要电阻式加热器154上达约300μm的厚度。应理解到，其他的技术同等适于将ASMY涂层施加到主要电阻式加热器154。可以将绝缘涂层508及陶瓷主体504热处理。将ASMY的绝缘涂层508热处理以在绝缘涂层508中产生约4KV的介电击穿。
在一个示例中，用于制造基板支撑组件500的制造序列包括：将AlN陶瓷主体烧结为具有嵌入的高电压夹持电极，然后将一个或多个主要电阻式加热器丝网印刷在陶瓷主体的底部上以形成单个或多个加热区，烧制具有设置在陶瓷主体上的主要电阻式加热器的所述陶瓷主体。在烧制之后，例如通过使用激光来修整主要电阻式加热器以调整加热器的电阻。在修整之后，将陶瓷主体的中心机械加工以准备对中心进行电极硬钎焊。绝缘层被设置在修整过的加热器之上且被烧制。随后，使用含AlN的带或玻璃粘合带来将轴粘合到ESC的陶瓷主体。含AlN的带或玻璃粘合带可以形成绝缘层。可以在附接轴的同时将绝缘层粘合在加热器之上。在附接轴之后，将高电压夹持电极的端子硬焊钎在轴内部。
替代上述的序列或除了上述的序列以外，可在将轴粘合到ESC的陶瓷主体之后修整主要电阻式加热器。将基板支撑组件500热处理以产生期望的击穿电压。
图6是基板支撑组件600的另一个示例的部分横截面示意侧视图。基板支撑组件600基本上与上述的基板支撑组件500相同，除了其中绝缘涂层508延伸于陶瓷主体504的安装表面131与轴502的端部512之间使得轴502被固定到绝缘涂层508的下受暴露表面602以外。
有利地，如上所述的基板支撑件要能够调整一个或多个区中的温度以提供能够调整蚀刻速率的温度均匀性。此外，ESC夹持允许独立于腔室压力的各种后侧压力设定点以跨晶片更好地调整温度控制。这实现跨晶片从中心到边缘地进行蚀刻量径向调整，从而添加调整产量及腔室性能的能力。
虽然上文是针对本发明的实施方式，但可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他的及另外的实施方式，且本发明的范围是由所附的权利要求所确定的。

Claims (15)

1.一种基板支撑组件，所述基板支撑组件包括：
静电吸盘，所述静电吸盘具有由陶瓷制作的吸盘主体，所述吸盘主体具有工件支撑表面和粘合吸盘主体表面，所述工件支撑表面和所述粘合吸盘主体表面具有小于约10微米的平坦度；以及
冷却基部，所述冷却基部具有由金属或复合物制作的冷却主体，所述冷却基部的所述冷却主体具有上冷却主体表面和下冷却主体表面，所述上冷却主体表面面向所述粘合吸盘主体，其中所述上冷却主体表面具有小于约10微米的平坦度。
2.如权利要求1所述的基板支撑组件，还包括：
至少一个第一加热器，所述至少一个第一加热器设置在所述粘合吸盘主体表面上在所述吸盘主体外部；以及
粘合层，所述粘合层设置在所述第一加热器之上，其中所述粘合层是电绝缘的。
3.如权利要求1所述的基板支撑组件，还包括：
边缘环，所述边缘环围绕所述静电吸盘、所述冷却基部和所述基部板，其中所述边缘环被配置为将净化气体引导到所述工件安装表面。
4.如权利要求2所述的基板支撑组件，其中所述粘合层具有约0.3mm与约2.0mm之间的厚度和约1.0W/m-K与约3.0W/m-K之间的热导率。
5.如权利要求4所述的基板支撑组件，其中在所述静电吸盘与所述冷却基部之间的所述粘合层的所述厚度的变化小于20微米。
6.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述第一加热器被修整为实现比所述第一加热器的相邻部分要高的期望的电阻以提供期望的温度输出。
7.一种基板支撑组件，所述基板支撑组件包括：
静电吸盘，所述静电吸盘具有由陶瓷制作的吸盘主体，所述吸盘主体具有嵌入的高电压夹持电极；所述吸盘主体具有工件支撑表面和粘合吸盘主体表面，所述工件支撑表面和所述粘合吸盘主体表面具有小于约10微米的平坦度；
至少一个第一加热器，所述至少一个第一加热器设置在所述粘合吸盘主体表面上在所述吸盘主体外部，所述第一加热器被修整为实现比所述第一加热器的相邻部分要高的期望的电阻以提供期望的温度输出；
绝缘层，所述绝缘层设置在所述第一加热器之上；以及
陶瓷轴，所述陶瓷轴具有引线，所述引线连接到所述加热器并连接到嵌入在所述静电吸盘中的所述夹持电极。
8.如权利要求7所述的基板支撑组件，其中所述陶瓷轴被粘合到设置在所述第一加热器之上的所述绝缘层。
9.如权利要求7所述的基板支撑组件，其中所述绝缘层包括陶瓷层、陶瓷带和玻璃带中的一者。
10.如权利要求9所述的基板支撑组件，还包括：
多个加热器，所述多个加热器设置在所述粘合吸盘主体表面上在所述吸盘主体外部，其中所述加热器被布置在多个区中；
粘合层，所述粘合层设置在所述多个加热器之上，其中所述粘合层是电绝缘的；
基部板，所述基部板设置在所述冷却基部下方；以及
边缘环，所述边缘环围绕所述静电吸盘、所述冷却基部和所述基部板，其中所述边缘环被配置为将净化气体引导到所述工件安装表面。
11.如权利要求10所述的基板支撑组件，其中所述安装表面和所述上表面的所述平坦度小于约10微米。
12.如权利要求10所述的基板支撑组件，其中所述粘合层具有约0.3mm与约2.0mm之间的厚度，所述厚度具有小于约20微米的变化，并且所述粘合层具有约1.0W/m-K与约3.0W/m-K之间的热导率。
13.如权利要求10所述的基板支撑组件，其中所述加热器中的至少一者被修整为实现比所述修整过的加热器的相邻部分要高的期望的电阻以提供期望的温度输出。
14.如权利要求12所述的基板支撑组件，还包括：
绝缘层，所述绝缘层设置在所述第一加热器之上；以及
轴，所述轴粘合到所述吸盘主体。
15.如权利要求14所述的基板支撑组件，其中所述陶瓷轴被粘合到设置在所述第一加热器之上的所述绝缘层。
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