CN1253286C - 静电吸附台和基底处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了ESC台的结构，其中的吸附电极夹在减速缓冲层和覆层之间。减速缓冲层和覆层的热膨胀系数位于介电板和吸附电极之间。本申请也公开了ESC台的最佳整个厚度，构成减速缓冲层的混合物的最佳比率，该混合物的热膨胀系数的最佳范围。本申请进一步公开了一种在基底上进行处理的基底处理装置，保持该基底的温度高于室温，该装置包括用于在处理过程中固定基底的静电吸附台。

Description

静电吸附台和基底处理装置

技术领域

本发明涉及一种固定诸如基底的板状物体的静电吸附台(electrostaticchucking stage)，并涉及一种包括ESC台的基底处理装置。

背景技术

使用静电力将吸附基底的ESC台在基底处理领域广泛使用。在生产诸如LSI(大规模集成电路)的电子设备以及诸如LCD(液晶显示器)的显示设备中，例如，有很多处理作为产品基础的基底的步骤。在这些步骤中，ESC台用于保证处理的均匀性和处理的再现性。以等离子体蚀刻为例，使用在等离子体中产生的离子和激活粒子的功能蚀刻一个基底。在此，ESC台用于在相对于等离子体的最佳位置固定基底。

一般来说，ESC台包括施加有用于吸附的电压的吸附电极吸附电极，以及被施加到吸附电极上的电压极化的介电板。固定基底与介电板相连，并被介电板表面感应的静电所吸附。

要求ESC台吸附基底以使其稳固。当执行处理时，如果在ESC台的基底移位或改变状态，可能导致使处理的均匀性和处理的再现性恶化的问题产生。就处理的均匀性和处理的再现性而言，在ESC台的热交换和热膨胀成为基底处理的关键问题。在处理过程中基底的温度经常高于室内温度。这通常来源于处理的条件，而不是因为进行处理的处理室内的环境。然而，当基底温度上升时，ESC台的温度同样也上升。如果由于基底温度的上升而发生ESC台的热交换或热膨胀，固定基底可能变形或移位。

发明内容

本申请的发明将解决上述的问题，并具有提供高性能的能够防止固定基底变形和移位的ESC台的优点。具体而言，本发明提供了ESC台的结构，其中吸附电极夹在减速缓冲层和覆层之间。减速缓冲层和覆层的热膨胀系数位于介电板和吸附电极之间。本发明也提供了ESC台的最佳整体厚度，组成减速缓冲层的合成物的最佳数量比率，以及合成物的热膨胀系数的最佳范围。本发明进一步提供了用于在基底上进行处理且包括有在处理过程中固定基底的ESC台的基底处理装置，该基底保持温度高于室温。

附图说明

图1是本发明实施方案的ESC台的前横断面示意图。

图2示意性地说明了图1所示的ESC台的优点。

图3是本发明实施方案的基底处理装置的前横断面示意图。

图4，图5，图6和图7示意性地示出了用于确定由实施方案的结构得到的效果的实验结果。

图8是本发明另一个实施方案的ESC台的前横断面示意图。

具体实施方式

在下面将描述本发明的优选实施方案。首先，将描述实施方案的ESC台。图1是该实施方案的ESC台的前横断面示意图。ESC台包括一个主体41，在其上卡有物体9的介电板42，以及在其上施加有用于吸附的电压的吸附电极43。

ESC台整体为桌形，在其上表面固定有盘形物体9。主体41由诸如铝或不锈钢的金属制成。主体41形成低圆柱形。吸附电极43固定在主体41上。如图1所示，吸附电极43在其底部具有凸缘形状部分431。该部分431以后称为“电极凸缘”。吸附电极43通过在电极凸缘的螺栓连接固定在主体41上。吸附电极43与主体41电气地缩小。

在螺栓连接的电极凸缘431周围提供防护圈49。防护圈49由诸如硅氧化物的绝缘体制成。防护圈49通过覆盖吸附电极43和电极凸缘431的边来保护它们。

介电板42位于吸附电极43的上部。如图1所示，吸附电极43由向上的凸面部分和凸面部分周围的类似凸缘的部分形成。介电板42几乎与吸附电极43的直径相同。

吸附电源40与上述的ESC台相连接。吸附电源40的类型取决于静电吸附的类型。本实施方案的ESC台是单电极类型。采用正DC电源作为吸附电源40。吸附电源40与主体41相连接，并通过主体41为吸附电极43施加正DC电压。施加到吸附电极43的电压产生介电极化使其可以吸附物体9。在本实施方案中，由于施加了正的DC电压，在介电板42的表面感应产生正电荷，籍此用静电吸附物体9。

已经公开了静电吸附的两种机制。一种是通过库仑力，另一种是通过约翰逊拉别克(Johnson Rahbeck)力。约翰逊拉别克力是通过在微区域内的电流集中而产生的夹力。介电板42和物体9的表面微观上看是不均匀的。两个表面的微突出相互接触。当吸附电源40感应产生静电电荷时，流动电流集中到相互接触的突出部分，籍此产生了约翰逊拉别克力。约翰逊拉别克力在作为本实施方案的这样一个ESC台中起主导作用。然而，本发明并不限制于约翰逊拉别克力占主导的情形。

本实施方案的ESC台最大一点的特征就是在该结构中，有效地防止了物体9的热移位和热变形。这一点将在下面描述。该实施方案的ESC台按照推测在热温度环境中使用。在这种情形下将可能发生例如，物体9在热温度环境下经受测试，而不是发生物体9是以后描述的将被处理基底的情形。在该实施方案的ESC台中，即使将其在高温度环境中使用，也可防止热移位和热变形。

具体而言，如图1所示，在介电板42和吸附电极43之间提供减速缓冲层44。减速缓冲层44缓和了介电板42和吸附电极43之间的热膨胀系数，因此可以防止物体9的热移位和热变形。更加具体而言，减速缓冲层44具有介电板42和吸附电极43的热膨胀系数的中间值。“热膨胀系数的中间值”仅仅意味着：如果吸附电极43的热膨胀系数高于介电板42的热膨胀系数，那么该值将低于吸附电极43并高于介电板42的热膨胀系数；如果介电板42的热膨胀系数高于吸附电极43的热膨胀系数，那么该值将低于介电板42并高于吸附电极43的热膨胀系数。

在本实施方案中，具体而言，吸附电极43由铝制成，以及介电板42由氧化铝(AL2O3)制成。减速缓冲层44由陶瓷和金属的混合物制成。作为热膨胀系数位于铝和氧化镁之间的混合物，我们可以命名碳化硅和铝的混合物，其以后被称为“SiC-Al混合物”。铝的热膨胀系数是0.237×10^-4/K，氧化镁的热膨胀系数是14×10^-6/K。在本例中，优选热膨胀系数大约为10×10^-6/K的SiC-Al混合物作为减速缓冲层44的材料。通过这种向多孔硅衬底浇铸融化的铝并填满它来生产SiC-Al混合物。通过硅粉的热温度高压烧结-制模来预备多孔硅衬底。在将浇铸的铝冷却后，通过这样的切割机获得如图1中形状的减速缓冲层44。通过选择烧结-模制中的足够温度和足够压力来调整多孔SiC-Al衬底的容积口径比率，这能够调整填充铝的体积。通过将多孔衬底的强度与相同大小的非多孔衬底的强度相比较来获得容积口径比率。按照上述方式生产的SiC-Al混合物的热膨胀系数取决于铝与碳化硅的成分比率。所述10×10^-6/K的热膨胀系数是通过调整成分比率获得的。

如果有什么不同的话，减速缓冲层44的热膨胀系数优选地更接近于介电板42的膨胀系数而不是更接近于吸附电极43。考虑到铝的热膨胀系数是0.237×10^-4/K以及氧化铝为7.3×10^-6/K，减速缓冲层44的热膨胀系数优选位于9.5×10^-6/K到10.5×10^-6/K的范围之间。这是通过使碳化硅50的体积与整个体积比率为50％到60％才使能达到的。“热膨胀系数更接近于介电板”意味着热膨胀系数比仅仅为介电板42和吸附电极43之间的中间值更接近于介电板42的热膨胀系数。

除了本实施方案中ESC台以外，在于减速缓冲层44相对侧的吸附电极43上提供覆层45。换言之，ESC台具有这样的结构即吸附电极43位于减速缓冲层44和覆层45之间。覆层45插入到吸附电极43和主体41之间。该覆层45也由热膨胀系数位于介电板42和吸附电极43之间的材料制成。这是通过采用与减速缓冲层44相同的材料实现的。然而，可能采用不同的材料用于覆层45。

吸附电极43位于减速缓冲层44和覆层45之间的结构具有中间的热膨胀系数，这种结构使得防止吸附物体9的移位和变形成为可能。这一点将在下面参考图2详细描述。图2示意性说明了图1所示的ESC台的优点。

一般而言，吸附电极的材料如金属与如电介质的介电板42的材料之间的热膨胀系数存在巨大差别。在介电板42固定在吸附电极43上的现有技术的结构中，当ESC台加热到很高温度时，由于吸附电极43热膨胀系数不同于介电板42而很容易发生吸附电极的大规模变形。结果是，介电板42也将变形为如图2(1)所示的凸面，或变形为如图2(2)所示的凸面。介电板42的这种变形将导致被吸附吸附物体9的移位或变形。

在具有中间热膨胀系数的减速缓冲层44插入到介电板42和吸附电极43之间的现有技术结构中，热膨胀系数的差别被缓解，籍此抑制了介电板42的变形。根据本发明者的研究得出，已经证实当另外在相对侧提供一个类似于减速缓冲层44的层时，介电板42的变形被进一步抑制，如图(4)所示。尽管其中的原因还没有被完全地澄清，但也认为，当该吸附电极位于具有中间热膨胀系数层之间时，在吸附电极43两侧的热膨胀将处于一种平衡状态。并进一步认为，吸附电极43的内部应力将通过具有相似热膨胀系数的两面层来平衡。

有关热应力方面，也考虑到，减速缓冲层44和覆层45内部的热应力对限制吸附电极43的变形将起到作用。例如，当吸附电极43将被变形为向上的凸面，减速缓冲层44和覆层45的内部热应力能够在相对方向将其变形，即使得其向下形成凸面。另外，当吸附电极43内部产生挤压应力时，可能会发生在减速缓冲层44和覆层45内部产生张力应力。相反地，当吸附电极43内部产生张力应力时，挤压应力能够在减速缓冲层44和覆层45内部产生。一般而言，可以理解减速缓冲层44和覆层45将会具有相对的与吸附电极43内部应力相抗衡的应力。这里的“相对”并不总是意味着应力完全地指向相反的方向。通过向量表示，在减速缓冲层44和覆层45内部的应力向量与吸附层43内部的应力向量成大于90度角。

无论如何，提供覆层45进一步限制了吸附电极43的变形和介电板42的相应变形。作为结果，可以同样地限制物体9的移位和变形。覆层45具有相似热膨胀系数这点并不意味着热膨胀系数的完全对应，而是仅仅意味着，就具有中间的热膨胀系数而言，覆层45类似于减速缓冲层44。尽管，作为减速缓冲层44的相同的陶瓷一金属混合物，例如SiC-Al混合物，可以应用作为覆层45的材料。覆层的混合物是可导电的，并具有足够的金属含量。这并不使吸附电极43与主体41相绝缘。

就限制介电板42变形而言，固定介电板42的结构也是重要的。如果介电板42例如通过螺栓本地地固定，由于它处于在固定点被夹紧的状态并且在固定点的导热性本地地增强，介电板42的热变形将加重。在该实施方案中，介电板42与吸附电极43通过铝或铟这种作为主要成分之一的铜焊材料相连接。“主要成分”除去包含的一些附加的成分之外，这里意味着纯铝或纯铟。例如，连接是通过整个表面的铜焊来实施的。具体而言，将铟制成的细片插入到介电板42和减速缓冲层44之间。通过将其加入到大约120℃到130℃之后冷却它们，介电板42与减速缓冲层44相固定。在这种铜焊中，就增强热接触和机械强度而言，优选地为将1Mpa到2Mpa的压力与范围为570℃到590℃的加热温度一起机械地应用。这样通过铜焊的连接进一步有效地限制了介电板42的变形。将减速缓冲层44和吸附电极43以及将吸附电极43和覆层45以相同的方式进行铜焊接也是实用的。

介电板42，吸附电极43，减速缓冲层44和覆层45的整个厚度，以后简单称为范围优选为28mm到32mm的“整个厚度”。其中的原因如下。如果整个厚度低于28mm，正如所述的这种热变形将由于该厚度而容易地发生。另外，在正如以后描述的为ESC台提供冷却空腔的情况下，低于28mm的整个厚度将带来以下的问题，即由于空间矮小和用于冷却的冷却剂接触面窄不可能充分地冷却。另一方面，如果整个厚度超过32mm，它将是毫无意义的，将带来有关占据空间和成本扩大的问题。而且，它带来需要更长的螺栓固定吸附电极43的问题，以及需要更大尺寸防护圈49的问题。所以，整个厚度优选位于28mm到32mm之间。

下面将描述本发明基底处理装置的实施方案。本发明的装置用于处理基底，在温度高于室温时保持它。在下面的描述中，采用等离子体蚀刻装置作为基底处理装置的一个实例。在下面的描述中也用下位概念的“基底”代替“物体”。

图3是本发明实施方案基底处理装置示意性的前横断面视图。图3所示的装置包括在其中基底9上进行等离子体蚀刻的处理室，处理气体导入管路2用于将处理气体导入到处理室1中，等离子体发生器3用于通过在导入处理气体上施加能量来产生处理室1中的等离子体，通过将其在基底9可以通过等离子体的功能来蚀刻的位置上用静电吸附来固定基底9的ESC台4。该ESC台4几乎与上述的实施方案中的相同。

处理室是密封的真空容器，其通过泵管路11抽吸。处理室1由诸如不锈钢的金属制成并电气接地。泵管路11包括诸如干式泵的真空泵111和抽吸加速控制器112，籍此能够在处理室1中保持10^-3到10pa的压力。

处理气体导入管路2能够按照需要的流量导入用于等离子体蚀刻的处理气体。在该实施方案中，将诸如CHF₃的活性气体导入到处理室1中作为处理气体。处理气体导入管路2包括填充有处理气体的毒气炸弹，以及互连毒气炸弹和处理室1的馈管。

等离子体发生器3通过给导入处理气体施加射频(RF)能量来产生等离子体。等离子体发生器3包括面对ESC台4的不同极性的电极30，为不同极性的电极30施加射频电压的射频能量源31。射频能量源31这里称为“等离子体发生源”。等离子体发生源31的频率范围为100KHz到几十MHz。等离子体发生源31与插入匹配回路(未示出)的不同极性电极30连接。等离子体发生源31的输出范围可能从300W到2500W。插入绝缘体32的不同极性电极30密封安装于处理室1。

当等离子体发生源31为不同极性电极30施加射频电压时，通过在处理室1中提供的射频场引发了对导入处理气体射频放电。通过该放电，处理气体转换为等离子体状态。在处理气体是氟化物的情形下，在等离子体中产生丰富的氟或氟化物的离子和激活粒子。这些离子或粒子到达基底9，籍此蚀刻基底9的表面。

另一个射频能量源6与插入电容器的ESC台4连接。该射频能量源6将使得离子有效地入射到基底9上。这种射频能量源6以后称为“离子-入射源”。当离子-入射源6在自偏置电压提供给基底9的这种状态操作时产生等离子体。自偏置电压是通过等离子体和射频波的相互作用产生负的DC电压。自偏置电压使得离子有效地入射到基底9上，因此可以增强蚀刻率。

在本实施方案中，在ESC台4上提供有校正圈46。校正圈46安装在与基底9相平的介电板42的凸缘部分。校正圈46由与基底9相同或相似的材料制成，例如硅单晶体。校正圈46用于防止基底9边缘上处理的非均匀性或非单一性。基底9的边缘的温度与中心相比趋向较低，这是因为基底9边缘的热耗散产生的。为了解决这个问题，在基底9周围提供由与基底9相同或相似材料制成的校正圈46以补偿热耗散。同样在蚀刻过程中等离子体是由基底9释放的离子和电子支持的。在面对基底9边缘空间的等离子体强度与中心相比趋向较低，这是由于释放了较少数量的离子和电子。当在基底周围提供由基底9相同或相似材料制成的校正圈46时，在面对基底9边缘的空间提供的离子和电子量增加，因此使得等离子体更加均匀和更加单一性。

如上所述，ESC台4包括防护圈49。防护圈49保护吸附电极43和电极凸缘的面被等离子体或放电所破坏。在基底9由硅制成的情形中，即使蚀刻基底时，硅-氧化物制成的防护圈49将减少污染基底9的可能性。

插入绝缘体47的ESC台4与处理室1安装。绝缘体47由诸如氧化铝的材料制成，将主体41与处理室1相绝缘并保护主体41被等离子体破坏。为防止处理室1的真空泄漏，在ESC台4和绝缘体47之间以及处理室1和绝缘体47之间提供诸如O-环的真空密封。

本实施方案的装置包括用于在处理过程中控制基底9温度的温度控制器5。正如所述，在处理过程中保持基底的温度经常高于室温，以后称之为“最佳温度”。但是在等离子体蚀刻中，基底的温度由于吸收等离子体的热量很容易超过最佳温度。为了解决该问题，温度控制器5在蚀刻过程中冷却基底9并控制基底温度在最佳值上。

如图3所示，吸附电极43本身具有空腔。温度控制器5通过该空腔来循环冷却剂以冷却该吸附电极43，因此间接地冷却基底9。温度控制器51包括冷却剂馈管51以将冷却剂馈送到空腔中，冷却剂排泄管52用于从空腔中排泄冷却剂，循环器53用于循环控制在所需低温的冷却剂。作为冷却剂，例如应用Fluorinate(3M公司的商标)。温度控制器51通过循环30℃到40℃的冷却剂将基底9冷却到温度为80℃到90℃的范围内。

基底处理装置包括热交换气体导入管路(未示出)以在被吸附基底9和介电板42之间导入气体。热交换气体导入将增强被吸附基底9和介电板42之间的热交换效率。基底9的背面和介电板42的上表面不完全是平面的，而在微观上是粗糙的。热交换效率在表面由微粗糙度形成的空间上很差，因为这些空间是真空压力的。热交换气体导入管路向该空间中导入例如氦的高传热性气体，因此改善了热交换效率。

ESC台4包括位于内部的上升引线48用于接收和释放基底9。上升引线48通过提升机制(未示出)来提升。尽管在图3中仅仅出现了一个上升引线48，而实际上提供三个上升引线48。

下面将描述该实施方案的基底处理装置的操作。在交换机制(未示出)从基底9将热交换到处理室1之后，基底9通过操作上升引线48放置在ESC台4上。通过操作吸附电源40，基底被吸附在ESC台4上。处理室1已经被提前抽吸到所需的真空压力。在这种状态中，操作处理气体导入管路2以所需流量率导入处理气体。然后，操作等离子体发生源31，因此产生等离子体。使用所述的等离子体进行蚀刻。温度控制器5冷却基底9到最佳温度。在蚀刻过程中，操作用于增强蚀刻效率的离子入射源6。在蚀刻进行所需周期以后，停止处理气体导入管路2，等离子体发生源31和离子入射源6的操作。然后，停止吸附电源40的操作，以取消基底9的吸附。在再次用泵抽吸处理室1之后，基底9被通过转移机制从处理室1中转移出来。

在基底处理装置中，尽管吸附电极43被加热到高于室温，吸附电极的变形被所述的减速缓冲层44和覆层所限制。所以，介电板42的变形，因此导致的基底移位和变形同样地被限制，相应地，增强了处理的均匀性和处理的单一性。

限制变形的减速缓冲层44和覆层45的优点在提供校正圈46的结构中非常显著。这点将在下面详细描述。校正圈46具有本质上等同于将基底9向外扩展的构造。校正圈46的材料与基底9的相同或相似。在介电板42的凸缘部分上提供校正圈46，并如基底9一样被吸附在上面。介电板42的变形量的可能性相比之下将会大于凸缘部分的，这是因为凸缘部分是窄的和位于周边的。如果发生由介电部分42的变形而引起的校正圈46的移位或变形，那么补偿基底9边缘的热耗散的功能将会变得不均匀。而且，校正圈46与介电板42的热接触将由于移位或变形而恶化，这将导致校正圈46的温度升高到高于基底9的温度。特别严重的是校正圈46与介电板的热接触恶化任意地发生。校正圈46加热基底9的功能当校正圈46的热接触恶化变得任意时也补偿地变得任意。这导致了在处理过程中更多的在基底9上温度条件恶化的再现。

但是在该实施方案中，校正圈46难以变形或移位，因为介电板42的变形和移位通过抑制吸附电极43的变形而限制。因为，该实施方案免于基底温度的诸如非均匀性和非再现性的问题。

下面将描述用于确认该实施方案结构获得的效果的实验结果。图4到7示意性示出了该实验的结果。在该实验中，介电板42表面的变形和移位是在ESC台上不同温度或不同温度历史的条件下测量。变形和移位通过远距离仪表来测量。在ESC台上设置一个参考平面，介电板42表面上的每一个点与参考平面的距离通过检测每一点高度的远距离仪表来测量。

图4和图5都示出了介电板42凸出部分表面上各点的高度。凸4示出了以现有技术的不具备减速缓冲层44和覆层45的ESC台为例情形下的高度。图5示出了以具有减速缓冲层44和覆层45的所述实施方案的ESC台为例的高度。图6和图7都示出了介电板42凸面部分表面上各点的高度。图6示出了以现有技术中不具备减速缓冲层44和覆层45的ESC台为例情形下的高度。图7示出了以具有减速缓冲层44和覆层45的所述实施方案的ESC台为例的高度。在图6和图7中用①，②，③，④指定的凸面部分上每一个点的位置在图1分别地用相同的①，②，③，④示出。

进行实验，变化ESC台的温度。ESC台的温度以后称为“级温度”。在图4到7中，“A”指定在使ESC台整夜在20℃之后，在级温度为20℃被测的数据、“B”指定保持级温度为5℃时的被测数据。“C”指定在5℃将ESC台冷却之后在级温度20℃的被测数据。“D”指定保持级温度为50℃的被测数据。“E”指定在使级温度50℃之后在20℃强制冷却ESC台时的被测数据。尽管ESC台4包括用于诸如上升引线48的内部元件的开口，在图4到7中省略了这些开口的日期。

一般地在图4到7中，介电板42的电平当级温度升高时也升高。这种结果来自于整个ESC台4的热膨胀，在某种意义上是本质上的。介电板42的移位或变形的问题取决于级温度的值或级温度的历史。

具体而言，每一个在图5中出现的管路通过介电板42表面的各个点来绘制，以后称为“表面水平分布”。如图5所示，表面水平分布被上下提升，这决定于级温度或级温度的历史，如其保持了相同的图。总之，它被平行地移位。这种按照推测显示出介电板42还未变形并进行了均匀的热膨胀。在图4中，与此相反，表面水平分布随着它改变图而被上行提升，这取决于级温度或级温度的历史。总之，它不被平行地移位。这种按照推测显示出介电板42发生了变形。特别是表面水平分布改变图的问题，取决于级温度的历史。如图4所示，即使在相同级温度20℃测量中，在它被整夜放置在20℃和被从50℃强制冷却而降低温度的情形中，表面水平分布绘制不同的曲线。

相同的分析可应用到凸面部分上的结果。如图6所示，在提供减速缓冲层44和覆层45的情况下，表面水平分布被上下提升，保持相同的图。相反地，如图7所示，在不提供减速缓冲层44和覆层45的情况下，表面水平分布被提升，改变了图。在级温度的每一个不同的历史，水平表面分布也在图7中绘制了不同的曲线。

取决于温度历史的水平表面分布的点将带来一个严重的问题，即基底处理的再现性。在制造工厂中生产的基底处理装置安装到生产线上并在作为传输检测工作之后使用。但是，直到实际基底处理初始开启为止该装置的温度历史在装置中是不同的。即使执行相同处理的装置几乎总是通过在生产工厂中作为传输检测工作和在用户线上作为测试操作而提交的不同温度历史。而且，考虑到每一个基底的分片处理，直到基底执行处理为止ESC台提交的温度历史可能不同于直到另一个基底执行处理为止ESC台提交的另一个温度历史。例如，当连续地进行分片处理时ESC台已经提交的温度历史不同于初始用于第一基底处理的ESC台的另一个温度历史。发生这样的一种情形，例如当装置处理在保持暂停之后重新开始。

表面水平分布的点取决于级温度的历史，这意味着基底9将根据历史来变形或移位，即使ESC台4通过温度控制器5以恒定的温度来控制。这将是与处理再现有关的严重问题。在提供减速缓冲层44和覆层45的情况下，然而，不具有基底9变形和移位的表面水平分布并不取决于级温度的历史。所以，仅仅通过将ESC台4保持在所需温度，来进行具有高再现性的处理。

下面将描述本发明ESC台的另一个实施方案。图8是作为本发明另一个实施方案的ESC台的示意性的前横断面视图。在该实施方案中，吸附电极43的结构不同于所述实施方案。吸附电极43包括一对冷却散热片431，432。每一个散热片431，432与每一个交错的散热片彼此面对。

具体而言，在较低侧冷却散热片431上提供许多向上突出的散热片。另一方面，在较高侧冷却散热片432上提供许多向上突出的散热片。在散热片431，432上的每一个散热片成圆弧形或圆形，并与ESC台4同轴。在较低侧冷却散热片431上的每个散热片插入到每对位于较高侧冷却散热片432上的散热片之间。每个较高侧冷却散热片432上的每一个散热片插入到每对较低侧冷却散热片431之间。

如图8示出的具有复杂结构的空腔430由冷却散热片431，432形成。ESC台包括温度控制器，其通过用于冷却吸附电极43的空腔430来循环冷却剂，因此间接地冷却基底9。温度控制器包括冷却剂馈送管道51，用于将冷却剂馈送到空腔430，冷却剂排泄管道52用于从空腔430中排泄冷却剂，用于循环控制在所需低温的冷却剂的循环器(未在图8中示出)。

该实施方案具有更高冷却效率的优点，因为冷却剂与吸附电极43在更大范围的接触。因此，即使在等离子体输入能量被扩大以增强等离子体密度的情况下，基底9很容易保持在所需的低温，其中等离子体密度增加有助于保持更高的处理速度。

更多属于该实施方案的详细实例将在下面描述。

吸附电极43的材料：铝

介电板42材料：氧化铝

介电板42的固定：通过铟焊

减速缓冲层44的材料：SiC-Al混合物

减速缓冲层44的厚度：12mm

覆层45的材料：SiC-Al混合物

覆层45的厚度：12mm

吸附电压：500V

被上述实例固定的基底9的大小，例如是直径300mm。

减速缓冲层44和覆层45的材料并不限制于所述的SiC-Al混合物。它可能是其他陶瓷和金属的混合物。例如，它可能是碳化硅和铜的混合物，碳化硅和镍的混合物，碳化硅和铁-镍-钴合金的混合物，碳化硅和铁-镍合金的混合物，硅氮化物(Si₃N₄)和镍的混合物，或硅氮化物和铁-镍合金的混合物。而且，减速缓冲层44和覆层45的材料并不限制于陶瓷和金属的混合物。仅仅所需的是材料具有的热膨胀系数位于吸附电极43和介电板42之间。

除了所述的单电极类型以外，有诸如双电极类型和多电极类型的不同类型的静电吸附。双电极类型包括一对施加有彼此相反极性的电压的吸附电极。多电极类型包括多对吸附电极，将彼此相反极性的电压施加到每一对电极上。在这些类型中，吸附电极可能埋在介电板42内部。在单一电极类型的情况中，可能为了吸附而施加负DC电压。本发明在这些类型中也将使能。尽管所述的ESC台在底部表面吸附物体或基底9。而且，ESC台可能在侧面吸附物体或基底9，并使其直立。

尽管在上面说明中采用等离子体蚀刻装置作为基底处理装置的实例，本发明可以用其他诸如等离子体化学气相淀积(CVD)装置和反应溅射装置来实现。温度控制器5可加热基底9并将其保持在所需的温度。ESC台除了基底处理以外还有许多其他的应用，例如应用于诸如环境测试装置的物体测试中。

Claims (7)

1.一种用于静电吸附物体的静电吸附台，其特征在于；包括：

介电板，物体被吸附在其上；

施加有用于电介质极化介电板电压的吸附电极；

减速缓冲层，提供在介电板和吸附电极之间，该减速缓冲层具有的热膨胀系数位于介电板和吸附电极之间；和

覆层，提供在吸附电极上与介电板相对的一侧上，该覆层的热膨胀系数位于介电板和吸附电极之间；

进一步包括将吸附电极夹在减速缓冲层和覆层之间的结构；

其中：

介电板由氧化铝制成，

吸附电极由铝制成，

减速缓冲层由碳化硅和铝的混合物制成，以及

介电板和减速缓冲层用主成分为铟的铜焊材料来焊接。

2.如权利要求1中所述的用于静电吸附物体的静电吸附台，其特征在于：

介电板，吸附电极，减速缓冲层和覆层的整个厚度位于28mm到32mm的范围中。

3.如权利要求1中所述的用于静电吸附物体的静电吸附台，其特征在于：

碳化硅与整个混合物的体积比率范围是50％到60％。

4、如权利要求1中所述的用于静电吸附物体的静电吸附台，其特征在于；

该混合物的热膨胀系数位于9.5×10^-6/K到10.5×10^-6/K的范围内。

5、一种用于对基底进行处理的基底处理装置，处理过程中保持基底的温度高于室温，该装置包括如权利要求1所述的静电吸附台用于在处理过程中固定基底。

6、如权利要求5中所述的基底处理装置，其特征在于；

包括等离子体发生器，用于在基底面对的空间产生等离子体，其中该处理使用该等离子体。

7、如权利要求5中所示的基底处理装置，其特征在于；

介电板的外围具有较低的台阶，

在该台阶上围绕基底来提供校正圈，和

校正圈将防止基底周围的处理发生非均匀性。

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