CN117321753A - 具有减缓氧化的隔离环境的内部轴杆区域的基板支撑组件 - Google Patents
具有减缓氧化的隔离环境的内部轴杆区域的基板支撑组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117321753A CN117321753A CN202280034646.4A CN202280034646A CN117321753A CN 117321753 A CN117321753 A CN 117321753A CN 202280034646 A CN202280034646 A CN 202280034646A CN 117321753 A CN117321753 A CN 117321753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- substrate support
- support assembly
- plug
- shaft region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims description 19
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 alN) Chemical compound 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 1
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2066—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基板支撑组件包括轴杆主体、附装至轴杆主体的上部的板、和附装至轴杆主体的下部的插塞或帽盖。轴杆主体、板、和插塞或帽盖限定内部轴杆区域,该内部轴杆区域具有隔离环境。内部轴杆区域为真空环境或包括惰性气体。
Description
技术领域
本发明的实施例一般涉及基板处理,并且特别来讲,涉及具有减缓氧化的隔离内部轴杆区域的基板支撑组件。
背景技术
电子设备制造装置能够包括多个腔室,如处理腔室和装载锁定(load lock)腔室。这种电子设备制造装置能够在移送腔室中运用机器人装置,该机器人装置配置为在多个腔室之间传送基板。在一些情况中,多个基板被一起移送。可在电子设备制造装置中使用处理腔室,以在基板上执行一个或多个工艺,如沉积工艺和蚀刻工艺。
发明内容
在一些实施例中,提供基板支撑组件。基板支撑组件包括轴杆主体、附装至轴杆主体的上部的板、以及附装至轴杆主体的下部的插塞或帽盖。轴杆主体、板和插塞或帽盖限定内部轴杆区域,该内部轴杆区域具有隔离环境。内部轴杆区域为真空环境。
在一些实施例中,提供一种基板支撑组件。基板支撑组件包括轴杆主体、附装至轴杆主体的上部的板、以及附装至轴杆主体的下部的插塞或帽盖。轴杆主体、板和插塞或帽盖限定内部轴杆区域,该内部轴杆区域具有隔离环境。内部轴杆区域包括惰性气体。
在一些实施例中,提供处理腔室。处理腔室包括基板支撑组件。基板支撑组件包括轴杆主体、附装至轴杆主体的上部的板、以及附装至轴杆主体的下部的插塞或帽盖。轴杆主体、板和插塞或帽盖限定内部轴杆区域,该内部轴杆区域具有隔离环境。内部轴杆区域为真空环境。
根据本公开的这些和其他实施例提供了许多其他方面和特征。由下文的详细描述、权利要求及附图,会更为明了本公开的实施例的其他特征和方面。
附图说明
本发明以示例方式而非限制方式在附图的图中进行说明,在附图中,类似的附图标记表示相似的元件。应注意,在本公开中对“一”或“一个”实施例的不同参照不必然是指相同的实施例,并且这样的参照表示至少一个。
图1描绘处理腔室的一个实施例的剖视图。
图2A和2B描绘根据一些实施例的用于处理腔室内的基板支撑组件的视图。
图3描绘根据一些实施例的用于保持真空的系统的方框图。
图4描绘根据一些实施例的用于保持真空的示例方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的是吸盘(chuck)(例如,静电吸盘)和加热器的实施例,该吸盘与加热器具有内部轴杆区域,该内部轴杆区域有隔离环境。吸盘和/或加热器的内部轴杆区域的隔离环境保持在真空下或填充有惰性气体,以防止氧化和/或板变形。
基板支撑组件(如在处理腔室(例如,沉积腔室、蚀刻腔室等)中使用的吸盘(例如,静电吸盘)和加热器)通常在吸盘或加热器的底部具有轴杆。通常,轴杆的内表面暴露于空气。轴杆的内表面对空气(例如,氧气)的暴露引发轴杆的至少一部分随时间而被氧化。此外,加热器和吸盘在处理期间经常被加热,引发轴杆的长度改变。这能够至少部分地归因于在内部轴杆区域的内部和/或在内部轴杆区域与环绕轴杆的外部环境之间的温度梯度和/或压力梯度。例如,内部轴杆区域中可能存在温度差,其中内部轴杆区域的顶部的温度高于内部轴杆区域的底部的温度,并且内部轴杆区域与外部环境之间可能存在压力差。此外,板变形(例如,板(如加热器板)的膨胀、弯曲和/或拉伸)可能会发生,这是由于处理腔室内的环境条件(例如,高温和/或压力条件)所致,此为长时间暴露于高级别的应力的结果,该高级别的应力仍低于材料的屈服强度。长时间受热的材料中可能会有更严重的板变形,特别是当材料接近其熔点并且软化时。例如,由诸如铝(Al)的金属材料制成的板在温度超过350℃时能特别容易因压力差而变形。
为了解决至少上述缺点,本文所述的实施例提供具有内部轴杆区域的基板支撑组件(如静电吸盘或加热器),该内部轴杆区域具有隔离环境。隔离环境保持在真空下,或是填充有惰性气体。通过将轴杆内部的隔离环境保持在真空下或填充有惰性气体,能够防止或减缓轴杆内部的氧化和/或轴杆内部的板变形。例如,对于具有由可能经受变形的材料制成的板(例如铝板)的加热器而言,内部轴杆区域能够保持在真空条件,以减少或消除内部轴杆区域内的板变形和氧化(例如铜焊氧化(braze oxidation)),这至少是因为真空为不良的导热体并且缺乏空气会防止内部轴杆区域内发生氧化。作为另一示例,对于具有由可能对变形不敏感的材料(例如,陶瓷材料)制成的板的静电吸盘而言,能够在内部轴杆区域中保持惰性气体,以减少或消除内部轴杆区域内的氧化。
图1是其中设置有基板支撑组件148的处理腔室100的一个实施例的剖视图。处理腔室100包括腔室主体102和盖104,该腔室主体102与盖104包围内部空间106。腔室主体102可以由铝、不锈钢或其他合适的材料制造。腔室主体102一般包括侧壁108和底部110。外衬垫116可设置成与侧壁108相邻以保护腔室主体102。可用抗等离子体或含卤素气体的材料制造和/或涂布外衬垫116。在一个实施例中,外衬垫116由氧化铝制造。在另一实施例中,外衬垫116由氧化钇、钇合金或上述各项的氧化物制造或涂布。
排放端口126可限定在腔室主体102中,并且可以将内部空间106耦接泵系统128。泵系统128可包括一个或多个泵和节流阀,用于排空和调节处理腔室100的内部空间106的压力。
可将盖104支撑在腔室主体102的侧壁108上。盖104可开启以容许进出处理腔室100的内部空间106,并且可在关闭时为处理腔室100提供密封。气体控制盘(gas panel)158可耦接处理腔室100,以经由作为盖104的一部分的气体分配组件130将处理气体和/或清洁气体提供到内部空间106。处理气体的示例可用于处理腔室中的工艺,该处理气体包括含卤素气体,特别是诸如C2F6、SF6、SiCl4、HBr、NF3、CF4、CHF3、CH2F3、Cl2和SiF4,以及其他气体,例如O2或N2O。载气的示例包括N2、He、Ar和其他对处理气体惰性的气体(例如非反应性气体)。气体分配组件130可在气体分配组件130的下游表面上具有多个隙缝132,以将气流引导至基板144的表面。此外,气体分配组件130能够具有中心孔,在该处气体经由陶瓷气体喷嘴馈送。气体分配组件130可由诸如碳化硅、氧化钇等的陶瓷材料制造和/或涂布,以提供对含卤素化学物质的抵抗力,从而防止气体分配组件130腐蚀。
基板支撑组件148设置在气体分配组件130下方的处理腔室100的内部空间106中。基板支撑组件148在处理期间保持基板144。可将内衬垫118涂布在基板支撑组件148的周边上。内衬垫118可为抗含卤素气体的材料,诸如参考外衬垫116所讨论的那些材料。在一个实施例中,内衬垫118可由与外衬垫116相同的材料制造。
在一个实施例中,基板支撑组件148包括安装板162,该安装板162支撑轴杆152,该轴杆152连接到静电吸盘150。静电吸盘150可包括或可不包括导热基座164,该导热基座164经由接合件138接合到陶瓷主体(称作静电圆盘(puck)166或陶瓷圆盘)。静电圆盘166可由诸如氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)的陶瓷材料制造。安装板162可耦接至腔室主体102的底部110,并且可以包括通道,用于将公用设施(例如,流体、电源线、传感器导线等)路由(route)至导热基座164和静电圆盘166。在一个实施例中,安装板162包括塑料板、设施板和/或阴极底板。
导热基座164和/或静电圆盘166可包括一个或多个可选的嵌入式加热元件176、嵌入式热隔离器174和/或导管168、170,以控制基板支撑组件148的横向温度分布曲线。如图所示,热隔离器174(也称为断热器)从导热基座164的上表面朝向导热基座164的下表面延伸。导管168、170可流体耦接至流体源172,该流体源172使温度调节流体循环经过导管168、170。
在一个实施例中,嵌入式热隔离器174可设置在导管168、170之间。加热器176是由加热器电源178所调节。导管168、170和加热器176可用于控制导热基座164的温度,由此加热和/或冷却静电圆盘166和正受处理的基板(例如,晶圆)。静电圆盘166和导热基座164的温度可通过使用多个温度传感器190、192进行监测,所述温度感器190、192可通过使用控制器195进行监测。
静电圆盘166可进一步包括多个气体通道,诸如沟槽、台面(mesa)和其他表面特征,所述气体通道可形成在静电圆盘166的上表面中。气体通道可经由圆盘166中钻出的孔流体耦接至导热气体(诸如氦气)源。在操作中,可在受控的压力下将气体提供到气体通道中,以增强静电圆盘166和基板144之间的热传递。
静电圆盘166包括由吸附电源182控制的至少一个夹持(clamping)电极180。夹持电极180(或设置在静电圆盘166或导热基座164中的其他电极)可进一步经由匹配电路188耦接至一个或多个RF电源184、186,以用于保持处理腔室100内由处理气体和/或其他气体形成的等离子体。源184、186通常能够产生频率为约50kHz至约3GHz、功率为多达约10,000瓦的RF信号。
轴杆152可通过接合、铜焊或焊接而接合至静电吸盘150。如图所示,一或多条缆线(例如,用于连接到嵌入式加热元件176、温度传感器190、192、夹持电极180等)可行进穿过轴杆152的内部。轴杆152的内部也称为内部轴杆区域,该轴杆152的内部具有在由处理腔室100执行的处理运行期间和/或之间所保持的隔离环境。在一些实施例中,隔离环境是真空环境。在一些实施例中,隔离环境包括一种或多种惰性气体。例如,一种或多种惰性气体能够包括惰性气体混合物。真空环境或惰性气体可防止轴杆152的内部(如,轴杆152的内部内的暴露的铜焊)被氧化和/或可防止轴杆152的内部和/或静电吸盘150不会变形,如下文更详细地讨论。
图2A描绘根据一些实施例的用于在处理腔室内使用的基板支撑组件200的剖视图。图2B描绘基板支撑组件200的底部部分的透视图(未显示板)。例如,基板支撑组件200可在图1的处理腔室100中使用。在一些实施例中,基板支撑组件200包括加热器。在一些实施例中,基板支撑组件200包括静电吸盘,该静电吸盘可包括一个或多个嵌入式加热元件。
如图所示,基板支撑组件200包括板210。板210配置为接收基板或晶圆。例如,板210能够具有从上向下的视角观察呈圆形的形状以用于接收圆形基板。板210能够包括嵌入式加热器。根据本文所述的实施例,板210能够由任何合适的材料形成。在一些实施例中,板210包括金属材料。例如,板210能够包括铝(Al)或铝合金或由铝(Al)或铝合金所组成。在一些实施例中,板210包括陶瓷材料。例如,板210能够包括下述各者或由下述各者组成:氮化铝(例如AlN)、氧化铝(例如Al2O3)和/或另一种陶瓷。在一些实施例中,板210是加热器板,该加热器板包括加热器的一个或多个加热电极。在这样的实施例中,板210可以是金属板,诸如铝板。在一个实施例中,加热器板是一个大的加热器电极。在一些实施例中,板210是吸盘(诸如静电吸盘)的陶瓷板。在这样的实施例中,板210可包括一个或多个吸附电极、一个或多个用于保持等离子体工艺的RF场的RF电极、和/或一个或多个加热器电极。
板210附装轴杆主体215。更特别来讲,板210能够焊接或铜焊至轴杆主体215(例如,至轴杆主体215的腿部或侧壁217)。在实施例中,轴杆主体215(例如,轴杆主体215的腿部或侧壁217)能够焊接或铜焊至凸缘(该凸缘可形成轴杆主体215的基底部分219)。例如,轴杆主体215能够具有从上向下的视角观察呈圆形的形状。轴杆主体215能够由任何合适的材料形成。例如,轴杆主体215能够由金属材料(例如Al或Al合金)形成。
轴杆主体215的底部接触插塞220,该插塞220形成在轴杆主体215的侧壁或腿部217与轴杆主体215的基底部分219之间。替代地,帽盖可以形成在轴杆主体215的侧壁或腿部217上方。插塞220(或帽盖)能够铜焊或焊接至轴杆主体215的腿部或侧壁217。在一个实施例中,插塞220(或帽盖)接合(例如,铜焊或焊接)至基底部分219。板210、轴杆主体215和插塞220(或帽盖)一起形成具有其自身隔离环境的内部轴杆区域230。如将在下面进一步详细描述,插塞220或帽盖将内部轴杆区域230与周围大气隔开,使内部轴杆区域230成为隔离环境。
在内部轴杆区域230内,数个电连接器240-1和240-2和/或热电偶250可附装至板210并且形成为穿过插塞220或帽盖。在多个实施例中,电连接器240-1、240-2和/或热电偶250可以连接到板210内的电极。电连接器240-1和240-2可提供电力至板210(例如,嵌入式加热器)和/或提供电力至板210内的电极。热电偶250可实现用于测量板210的温度的反馈回路,以控制板210的温度。电连接器240-1和240-2能够由导电(例如金属)棒或管形成,该导电棒或管能够由绝缘材料(例如陶瓷材料)所包覆。电连接器240-1和240-2以及热电偶250各自能够由实心或非空心棒或管形成。电连接器240-1和240-2以及热电偶250能够通过使用合适的铜焊材料(例如,铜焊合金)铜焊至板210。
电连接器240-1和240-2和/或热电偶250中的至少一者能够形成为具有可挠连接,以实现可调整的长度。如在内部轴杆区域230内进一步所示,提供数个连接件260-1至260-3,每一连接件对应于电连接器240-1和240-2以及热电偶250中的相应一个。例如,连接件260-1至260-3能够是类似弹簧的物体,以接收电连接器240-1和240-2以及热电偶250,并且相对于基板支撑组件200的运动而膨胀和收缩。一些实施例中,连接件260-1至260-3是多点式(multilam)连接件。
在基板支撑组件200的操作期间,操作温度可能非常高(例如,超过400℃)。假如板210是由在这种较高温度下易于变形的材料(例如,诸如Al的金属)形成,则在内部轴杆区域230内和/或在内部轴杆区域230与外部轴杆区域(和/或包括基板支撑组件200的处理腔室内部)之间的压力差和/或温度差能够引起板210变形。为了解决这种情况,内部轴杆区域230能够保持在足够低的压力环境中(称为真空环境),以防止板210在操作期间变形。内部轴杆区域230的压力可保持在与其中安装有基板支撑组件200的处理腔室内所保持的压力相同或相似的压力。这可以减缓在内部轴杆区域和处理腔室内部之间的压力差。例如,如下文将参照图3更详细地描述,基板支撑组件200能够操作性地耦接至真空泵以保持内部轴杆区域230内的真空。插塞220或帽盖可包括经由导管耦接至真空泵的通道或泵送端口。经由泵送端口,真空泵可将内部轴杆区域230泵抽降压(pump down)至目标压力(例如,目标真空压力)。替代地,内部轴杆区域230可由插塞220或帽盖气密式密封,并且可在气密式密封之前已被泵抽降压至真空或接近真空的压力级别。在一些实施例中,内部轴杆区域230内的压力能够是从约0毫托耳(mTorr)到约3mTorr。
此外,在基板支撑组件200的操作期间,由于内部轴杆区域230内存在大气气体而造成的氧化作用能腐蚀内部轴杆区域230内的一个或多个部件。例如,针对用于将电连接器240-1和240-2和/或热电偶250连接到板210的铜焊连接,可能会发生铜焊氧化。上文所述将内部轴杆区域230保持在足够低的压力环境(例如,真空环境)能够进一步防止氧化,这是通过从内部轴杆区域230移除大量的大气气体,以防止这些气体与内部轴杆区域230上的铜焊相互作用。
替代地,不在内部轴杆区域230内保持足够低的压力环境,而是使内部轴杆区域230能够填充有至少一种不会随时间腐蚀铜焊连接的惰性气体。例如,至少一种惰性气体能够是包括多种惰性气体的惰性气体混合物。更特别来讲,惰性气体能够是缺乏氧气和/或卤素的气体。惰性气体的示例包括氮气(N2)、稀有气体如氩气(Ar)、氖气(Ne)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氡气(Rn)等。使用惰性气体或惰性气体混合物而不是保持足够低的压力环境可在板变形非受关注的情况下(诸如,较低温的环境)或是对于在高温下不易变形的板材料(例如,如果板210由陶瓷材料形成)而言是特别有用的。在一些实施例中,在内部轴杆区域230内产生低压或真空环境之后(例如,在抽真空之后),内部轴杆区域230以惰性气体混合物回填。
插塞220(或帽盖)能够形成为封住内部轴杆区域230以防止大气气体进入内部轴杆区域230和/或防止惰性气体混合物离开内部轴杆区域230。此外,将穿孔(对应于穿过插塞220(或帽盖)形成电连接器240-1和240-2及热电偶250)封住,以防止大气气体进入内部轴杆区域230和/或防止惰性气体混合物离开内部轴杆区域230。例如,能够将内部轴杆区域230制造成包括永久性的真空。
图3是根据一些实施例的用于保持真空的系统300。如图所示,系统300包括基板支撑组件200,该基板支撑组件200具有图2的内部轴杆区域230。如进一步所示,系统包括真空泵320。真空泵320能够包括耦接至基板支撑组件200的泵送端口的软管,以在内部轴杆区域230内保持足够低的压力环境。在一些实施例中,如图进一步所示,系统300能够进一步包括压力传感器330,该压力传感器330能够操作性地耦接至基板支撑组件200和真空泵320。压力传感器330能够获得内部轴杆区域230内的压力测量值,确定压力测量值是否超过阈值压力测量值,并且响应于确定压力测量值超过阈值压力测量值而触发真空泵将空气泵送出内部轴杆区域230。能够将阈值压力测量值选择为用于防止氧化和/或板变形的最大容许压力。在一些实施例中,阈值压力测量值在约0mTorr至约3mTorr的范围内选择。例如,阈值压力测量值能够是1mTorr,使得响应于压力传感器330确定测量值超过1mTorr而触发(例如,开启)真空。
图4描绘根据一些实施例的用于保持真空的示例方法400的流程图。例如,方法400能够由压力传感器执行,诸如上文参照图3描述的压力传感器330。
在方框410,获得内部轴杆区域内的压力测量值。更特别来讲,能够通过压力传感器监测内部轴杆区域内的压力以获得压力测量值。
在方框420,确定压力测量值是否超过阈值压力测量值。能够将阈值压力测量值选择为用于防止氧化和/或板变形的最大容许压力。在一些实施例中,阈值压力测量值在约0mTorr至约3mTorr的范围内选择。例如,阈值压力测量值能够是1mTorr。
如果压力测量值没有超过阈值压力测量值(例如,压力测量值小于或等于阈值压力测量值),这意味着压力测量值没有超过用于防止氧化和/或板变形的最大容许压力。因此,该过程能够返回方框410,以继续监测内部轴杆区域内的压力。
否则,如果压力测量值超过阈值压力测量值(例如,压力测量值大于阈值压力测量值),这意味着存在氧化和/或板变形的风险。为了降低内部轴杆区域内的压力,在方框430,能够触发真空泵以将空气泵送出内部轴杆区域。真空泵能够包括耦接至基板支撑组件的泵送端口的软管,以在内部轴杆区域内保持足够低的压力环境。更特别来讲,真空泵能够将内部轴杆区域的压力降低到目标压力(例如,目标真空压力)。在内部轴杆区域中的压力降低之后,压力监测过程能够在方框410处重新开始。
前文的描述阐述了许多特定细节,诸如特定系统、部件、方法等的示例,以便提供对本发明的若干实施例的良好理解。然而,对于本领域中熟悉技术者而言显而易见的是,可在没有这些特定细节的情况下实施本发明的至少一些实施例。在其他情况下,已知的部件或方法未被详细地描述或是以简单的方框图格式呈现,以避免非必要地混淆了本发明。因此,所提出的特定细节仅仅是示范性的。特定的实施方式可与这些示范性细节有所不同,且仍被认为在本发明的范畴内。
此说明书全文中对“一个实施例”或“一实施例”的参照意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性是包括在至少一个实施例中。因此,此说明书全文各处出现的词汇“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都是指相同的实施例。此外,希望术语“或”意味包含性的“或”而不是排他性的“或”。当本文使用术语“约”或“近似”时,旨在意味着所表示的标称值精确到±25%以内。
尽管本文的方法的操作是以特定的顺序显示及描述,但是每一方法的操作的顺序可改变而使得某些操作可以依照相反的顺序执行,或者使得某些操作可至少部分地与其他操作同步执行。在另一个实施例中,不同操作的指令或子操作可以是间歇和/或交替的方式。
应理解,希望上文的描述是例示性的,而不是限制性的。在阅读和理解上文的描述后,许多其他实施例对于本领域中熟悉技术者而言是显而易见的。因此,本发明的范畴应参照所附的权利要求所赋予的等效例的全部范畴来决定。
Claims (20)
1.一种基板支撑组件,包括:
轴杆主体;
板,所述板附装至所述轴杆主体的上部;以及
插塞或帽盖,所述插塞或帽盖附装至所述轴杆主体的下部;
其中所述轴杆主体、所述板和所述插塞或帽盖限定内部轴杆区域,所述内部轴杆区域具有隔离环境;以及
其中所述隔离环境为真空环境。
2.根据权利要求1所述的基板支撑组件,其中所述板是静电吸盘。
3.根据权利要求1所述的基板支撑组件,其中所述板是加热器板。
4.根据权利要求1所述的基板支撑组件,其中所述板包括金属材料或陶瓷材料中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的基板支撑组件,进一步包括:
电连接器,所述电连接器被铜焊至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;以及
热电偶,所述热电偶被铜焊至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;
其中所述真空环境减少铜焊氧化。
6.根据权利要求1所述的基板支撑组件,其中所述内部轴杆区域被气密式密封以保持所述真空环境。
7.根据权利要求1所述的基板支撑组件,其中所述内部轴杆区域被配置为连接至真空泵以保持所述真空环境。
8.一种基板支撑组件,包括:
轴杆主体;
板,所述板附装至所述轴杆主体的上部;以及
插塞或帽盖,所述插塞或帽盖附装至所述轴杆主体的下部;
其中所述轴杆主体、所述板和所述插塞或帽盖限定内部轴杆区域,所述内部轴杆区域具有隔离环境;以及
其中所述隔离环境包括惰性气体。
9.根据权利要求8所述的基板支撑组件,其中所述板是静电吸盘。
10.根据权利要求8所述的基板支撑组件,其中所述板是加热器板。
11.根据权利要求8所述的基板支撑组件,其中所述板包括金属材料或陶瓷材料中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的基板支撑组件,其中所述内部轴杆区域被气密式密封以保持所述隔离环境内的所述惰性气体。
13.根据权利要求8所述的基板支撑组件,进一步包括:
电连接器,所述电连接器被铜焊至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;以及
热电偶,所述热电偶被铜焊至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;
其中所述惰性气体减少铜焊氧化。
14.根据权利要求13所述的基板支撑组件,进一步包括:
第一连接件,所述第一连接件位于所述内部轴杆区域内,连接至所述电连接器;以及
第二连接件,所述第二连接件位于所述内部轴杆区域内,连接至所述热电偶。
15.一种处理腔室,包括:
基板支撑组件,所述基板支撑组件包括:
轴杆主体;
板,所述板附装至所述轴杆主体的上部;以及
插塞或帽盖,所述插塞或帽盖附装至所述轴杆主体的下部;
其中所述轴杆主体、所述板和所述插塞或帽盖限定内部轴杆区域,所述内部轴杆区域具有隔离环境;以及
其中所述隔离环境为真空环境。
16.根据权利要求15所述的处理腔室,其中所述板是静电吸盘或加热器板。
17.根据权利要求15所述的处理腔室,其中所述板包括金属材料或陶瓷材料中的至少一种。
18.根据权利要求15所述的处理腔室,进一步包括:
电连接器,所述电连接器附装至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;以及
热电偶,所述热电偶附装至所述板且形成为穿过所述插塞或帽盖;
其中所述惰性气体或真空环境减少铜焊氧化。
19.根据权利要求15所述的处理腔室,其中所述内部轴杆区域被气密式密封以保持所述真空环境。
20.根据权利要求15所述的处理腔室,进一步包括:
真空泵,所述真空泵操作性地耦接至所述基板支撑组件;以及
压力传感器,所述压力传感器操作性地耦接至所述真空泵与所述基板支撑组件,其中所述压力传感器进行:
获得所述内部轴杆区域内的压力测量值;
确定所述压力测量值是否超过阈值压力测量值;以及
响应于确定所述压力测量值超过所述阈值压力测量值,触发所述真空泵以将空气泵送出所述内部轴杆区域。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163254809P | 2021-10-12 | 2021-10-12 | |
US63/254,809 | 2021-10-12 | ||
US17/954,423 | 2022-09-28 | ||
US17/954,423 US20230113486A1 (en) | 2021-10-12 | 2022-09-28 | Substrate support assemblies having internal shaft areas with isolated environments that mitigate oxidation |
PCT/US2022/046313 WO2023064299A1 (en) | 2021-10-12 | 2022-10-11 | Substrate support assemblies having internal shaft areas with isolated environments that mitigate oxidation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117321753A true CN117321753A (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=85798075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280034646.4A Pending CN117321753A (zh) | 2021-10-12 | 2022-10-11 | 具有减缓氧化的隔离环境的内部轴杆区域的基板支撑组件 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230113486A1 (zh) |
KR (1) | KR20240072966A (zh) |
CN (1) | CN117321753A (zh) |
TW (1) | TW202331885A (zh) |
WO (1) | WO2023064299A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4736564B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2011-07-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台装置の取付構造及び処理装置 |
US20100184290A1 (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with gas introduction openings |
KR20120019620A (ko) * | 2010-08-26 | 2012-03-07 | (주)티티에스 | 서셉터 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 |
US9644796B2 (en) * | 2011-09-29 | 2017-05-09 | Applied Materials, Inc. | Methods for in-situ calibration of a flow controller |
KR102446229B1 (ko) * | 2018-04-12 | 2022-09-22 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판처리장치 |
-
2022
- 2022-09-28 US US17/954,423 patent/US20230113486A1/en active Pending
- 2022-10-11 WO PCT/US2022/046313 patent/WO2023064299A1/en active Application Filing
- 2022-10-11 CN CN202280034646.4A patent/CN117321753A/zh active Pending
- 2022-10-11 KR KR1020237039598A patent/KR20240072966A/ko unknown
- 2022-10-12 TW TW111138547A patent/TW202331885A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202331885A (zh) | 2023-08-01 |
KR20240072966A (ko) | 2024-05-24 |
US20230113486A1 (en) | 2023-04-13 |
WO2023064299A1 (en) | 2023-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6490145B1 (en) | Substrate support pedestal | |
EP1439900B1 (en) | Method of etching high aspect ratio features | |
CN101223000B (zh) | 保护在适于在等离子体处理系统中使用的基片支撑件中的粘结层的方法 | |
KR102022110B1 (ko) | 분리가능한 고 저항률 가스 분배 플레이트를 갖는 샤워헤드 | |
TWI269351B (en) | Method and system for temperature control of a substrate | |
TWI375735B (en) | Methods and apparatus for tuning a set of plasma processing steps | |
KR100790765B1 (ko) | 프로세스 챔버에서 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 방법,및 프로세스 챔버 | |
US20030010292A1 (en) | Electrostatic chuck with dielectric coating | |
CN113853672A (zh) | 具有改良的接合层保护的基板支撑载体 | |
KR20190043645A (ko) | 넓은 범위의 온도 제어를 위한 히터 페디스털 어셈블리 | |
JP7381713B2 (ja) | プロセスキットのシース及び温度制御 | |
US20030217693A1 (en) | Substrate support assembly having an edge protector | |
EP3614423A1 (en) | Substrate placement platform, plasma processing device comprising same, and plasma processing method | |
CN117321753A (zh) | 具有减缓氧化的隔离环境的内部轴杆区域的基板支撑组件 | |
KR20020092394A (ko) | 적어도 하나의 고주파(hf) 피드스루를 구비한 반응실 | |
WO2022125824A1 (en) | Continuous liner for use in a processing chamber | |
CN104716077A (zh) | 可控温加热式传送腔及其工艺装置和控温加热方法 | |
KR20190086368A (ko) | 웨이퍼 유지체 | |
JPH10303185A (ja) | エッチング装置及びエッチング方法 | |
CN110911332A (zh) | 静电卡盘 | |
EP4071429A1 (en) | Stage for heating and cooling object | |
CN117242564A (zh) | 低温微区静电卡盘连接器组件 | |
JP2004119619A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
TW202333287A (zh) | 基板支撐件的間隙抽吸以防止輝光放電和點火 | |
CN117501425A (zh) | 对称半导体处理腔室 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |