DE102006056813A1

DE102006056813A1 - Elektrodenmuster für Widerstandsheizelement und Substratbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006056813A1
Application number: DE102006056813A
Authority: DE
Inventors: Zhong-Hao Chagrin Falls Lu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-01-10
Also published as: US8168050B2; US20080029195A1; JP2008016796A; KR20080004328A

Abstract

Es wird eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung offenbart, die ein optimiertes Elektrodenmuster für ein Widerstandsheizelement aufweist. Das optimierte Elektrodenmuster ist so entworfen, dass es den Wärmeverlust um die Kontaktflächen, die elektrischen Verbindungen und die Durchlöcher etc. herum kompensiert, indem in der Nähe dieses Bereichs oder um diese Bereiche herum mehr Wärme erzeugt wird, was eine maximale Temperaturgleichförmigkeit bereitstellt. In einer anderen Ausführungsform des optimierten Entwurfs der Erfindung ist der Widerstand des Heizelements für eine höhere Effizienz dicht an die Impedanz der Leistungsversorgung angepasst, insbesondere wenn eine höhere Betriebstemperatur oder eine höhere elektrische Leistung erforderlich ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der US 60/806620 , eingereicht am 5. Juli 2006, welche Patentanmeldung hierin durch Verweis vollständig aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung, ein Verfahren zur Verwendung derselben und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schaltkreismuster für Widerstandsheizelemente, die in einer Wafer-Verarbeitungsvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitern eingebettet sind.
Wafer-Verarbeitungsvorrichtungen werden eingesetzt zum Behandeln von Wafer in Film- bzw. Schichtherstellungssystemen, wie etwa Systemen für Plasma CVD (Anmerkung des Übersetzers: CVD = Englisch: Chemical Vapor Deposition, chemische Gasphasenabscheidung), Niederdruck CVD, optische CVD oder PVD (Anmerkung des Übersetzers: PVD = Englisch: Physical Vapor Deposition, physikalische Abscheidung aus der Dampfphase) oder in Ätzsystemen, die auf Plasma-Ätzen oder optischen Ätztechniken beruhen, insbesondere zur Herstellung von Halbleitergeräten. Keramische Heizgeräte, die Heizelemente enthalten, sind eingesetzt worden, um die Wafer und Substrate zu tragen und um sie auf eine spezifizierte Behandlungstemperatur zu erhitzen. Der Entwurf des Elektrodenmusters der Heizelemente beeinflusst direkt die Leistungsfähigkeit der Heizeinheit, die über die Rampenrate, die Betriebstemperatur und am wichtigsten die Temperaturgleichförmigkeit definiert ist.
Eine schlechte Gleichförmigkeit der Heizelemente in der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung führt zu signifikanter Unebenheit bzw. Ungleichförmigkeit beim Aufheizen der Trageoberfläche als Ganzes, und somit zu einem Versagen darin, den Wafer gleichförmig aufzuheizen. Folglich kann, wenn eine Schicht durch Verwendung der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung ausgebildet wird, die Schicht auf dem Wafer nicht mit einer gleichförmigen Dicke ausgebildet werden, und im Fall von Ätzprozessen gab es Probleme, wie signifikante Variationen in der Prozessgenauigkeit, die zu einer schlechten Produktausbeute führen.
Im Stand der Technik sind Ansätze gemacht worden, um das Schaltkreismuster, d.h. das Elektrodenmuster von keramischen Heizvorrichtungen, besser zu entwerfen. Die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 11-317283 offenbart ein Schaltkreismuster, das aus mindestens zwei linearen, parallel miteinander verbundenen Widerstandsheizelementen besteht, um die Temperaturgleichförmigkeit einer keramischen Heizvorrichtung zu verbessern. Die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-146570 offenbart eine keramische Heizvorrichtung, bei der die Widerstandsheizelemente miteinander verdrahtet sind und wobei der Abstand zwischen jeweils benachbarten Heizelementen 1–5 mm beträgt. Die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-373846 offenbart eine keramische Heizvorrichtung, bei der die Heizelemente verschiedene Schaltkreismusterintervalle aufweisen zum Ausbilden einer breiten Fläche zum Verhindern von Wärmeakkumulation. In einer anderen Fundstelle, der US Patentveröffentlichung Nr. 2002-185488 , wird eine keramische Heizvorrichtung offenbart, die alternierende Anordnungen von Widerstandsheizelementen, die aus mittleren und äußeren Bereichen des isolierenden Substrats ausgebildet sind, aufweist.
Die Probleme im Stand der Technik werden mindestens teilweise gelöst durch die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 11, das Verfahren zum Herstellen der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 13, das Verfahren zum Verarbeiten eines Wafers nach Anspruch 14 und die Verwendung einer Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 15.
Weitere Vorteile, Aspekte und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen offensichtlich.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Ansatz zum Entwerfen und Optimalisieren des Schaltkreismusters der Heizelemente in Waferheizvorrichtungen gerichtet. In einer Ausführungsform eines optimierten Schaltkreisentwurfs ist die durch die Elektrode erzeugte Leistungsdichte eng an den Wärmeverlust, der durch die Wärmeübertragungsrandbedingungen der Heizvorrichtung definiert wird, angepasst. Zusätzlich in einer anderen Ausführungsform ist der Widerstand des Heizelements eng an die Impedanz des Netzteils angepasst, um eine höhere Effizienz zu erzielen, insbesondere unter Verarbeitungsbedingungen, bei denen eine höhere Betriebstemperatur oder eine höhere elektrische Leistung erforderlich ist.
In einem Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Entwurfsregel für das Elektrodenmuster an den elektrischen Kontakten, wo die elektrischen Verbindungen zu den Netzteilen hergestellt werden. An den elektrischen Kontakten ist mehr Leistung erforderlich, um das Fehlen der in den Kontaktflächen erzeugten Wärme und möglicherweise zusätzliche Wärmeverluste durch die elektrischen Verbindungen zu kompensieren. In einer Ausführungsform einer Elektrode wird die Elektrode so entworfen, dass mehr Wärme erzeugt wird durch mindestens eine der folgenden (Maßnahmen): a) Verbinden der Kontakte von einer Seite und Umkreisen bzw. Wickeln um den Kontakt herum, wenn in der Nähe der Kontaktflächen angemessener Platz vorhanden ist; und b) Verringern der Breite bei der Verbindung auf einen Bereich von 0,45 bis 0,8-mal der Breite der Pfadbreite, wenn in der Nähe der Kontakte kein ausreichender Platz vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung mit optimierten Elektrodenmustern für ihr Widerstandsheizelement bereit. Das optimierte Elektrodenmuster ist entworfen zum Kompensieren der Wärmeverluste um die Kontaktflächen, elektrischen Verbindungen und Durchlöcher, etc. herum, indem in der Nähe dieser oder um diese Bereiche herum mehr Wärme erzeugt wird, was eine maximale Temperaturgleichförmigkeit bereitstellt. In einer anderen Ausführungsform des optimierten Entwurfs nach der Erfindung ist der Widerstand des Heizelements eng angepasst an die Impedanz des Netzteils, um eine höhere Effizienz zu erzielen, insbesondere wenn eine höhere Betriebstemperatur oder eine höhere elektrische Leistung erforderlich ist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird das Elektrodenmuster für eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung mit relativ großen Streifen optimiert. Aufgrund der Strukturbegrenzung eines Streifens erstrecken sich Elektroden typischerweise nicht, um die Oberfläche der Streifen abzudecken. In einer Ausführungsform wird die Breite des äußersten Elektrodenpfads auf einen Bereich von 0,5 bis 0,95 seiner ursprünglichen Breite verringert, für eine eingestellte Breitenverringerung, so dass die Hauptfläche der Heizvorrichtung von dem Wärmeverlust an den Streifen isoliert ist, was eine gleichförmige Oberflächentemperatur zum Aufheizen des Wafers ermöglicht.
Nach einem Aspekt wird das Elektrodenmuster um die Tragelöcher, Stift- bzw. Pinlöcher, etc. der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung herum optimiert. In diesen Entwürfen wird die Elektrodenbreite verringert, um in der Nähe der oder um die Löcher herum mehr Leistung zu erzeugen, wobei die Breitenverringerung von 0,30 bis 0,70 reicht, in Abhängigkeit von der Position der Löcher in Bezug auf die Position der Kurven des Pfads. In einer Ausführungsform, bei der die Löcher in der Nähe des Rands der Heizvorrichtung angeordnet sind (beispielsweise Tragelöcher), ist die Breite des Elektrodenpfads auf einen Bereich von 0,4 bis 0,75-mal der normalen Pfadbreite ohne Löcher verringert. In einer zweiten Ausführungsform für relativ große Löcher ist das Elektrodenmuster so angeordnet, dass die Pfade sich an den Löchern treffen und in entgegen gesetzten Richtungen zurücklaufen.
Nach noch einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung mit einem Heizungsmuster mit mehreren Zonen, mit verschiedenen Geometrien und Spezifikationen für jede Zone, die in einer Umgebung mit nicht gleichförmigen Grenzbedingungen betrieben werden, jedoch immer noch eine gleichförmige Heizertemperaturverteilung erzielen. In der Heizvorrichtung werden die zwei Heizzonen entworfen, um den zusätzlichen Wärmeverlust an dem äußeren Umkreisrand der Heizvorrichtung zu kompensieren, um eine radiale Temperaturgleichförmigkeit bereitzustellen, wobei der äußerste Pfad in der ersten Zone eine Breite aufweist, die von 0,6 bis 0,95-mal der Breite des inneren Pfads in der zweiten Zone der Elektrode reicht.
Die Erfindung ist auch auf eine Vorrichtung zum Ausführen der offenbarten Verfahren gerichtet und enthält Vorrichtungsteile zum Ausführen jedes beschriebenen Verfahrensschritts. Diese Verfahrensschritte können durch Hardwarekomponenten, einen durch geeignete Software programmierten Computer, durch jede beliebige Kombination der beiden oder in einer anderen Art und Weise ausgeführt werden. Des Weiteren ist die Erfindung auch auf Verfahren gerichtet, mit denen die beschriebene Vorrichtung betrieben wird. Sie enthält Verfahrensschritte zum Ausführen von jeder Funktion der Vorrichtung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den Zeichnungen veranschaulicht und werden im Folgenden ausführlicher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen das folgende:
1 ist ein schematisches Schaubild eines Schaltkreismuster eines Heizwiderstands, das die Konfiguration für eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Schaubild eines teilweisen Abschnitts der 1 und zeigt das Schaltkreismuster an dem Kontaktstreifen der inneren Zone.
3 ist ein schematisches Schaubild eines teilweisen anderen Bereichs der 1 und zeigt das Elektrodenmuster am Kontaktstreifen.
4 ist noch ein anderes schematisches Schaubild des teilweisen Abschnitts der 1 und zeigt das Kreismuster an einem Kontaktstreifen an einer äußeren Zone.
5A und 5B sind schematische Schaubilder von teilweisen Abschnitten der 1 und zeigen Elektrodenmuster an auf den Streifen der Heizvorrichtung angeordneten Tragelöchern.
6A und 6B sind schematische Schaubilder von teilweisen Abschnitten der 1 und zeigen den Entwurf des Elektrodenmusters um die Löcher für die Anhebestifte herum.
7 ist ein schematisches Schaubild, das eine Konfiguration einer zweiten Ausführungsform eines Schaltkreismusters zeigt, das in parallelen Pfaden einen elektrischen Widerstandsabgleich aufweist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Wafers oder einer Substratbehandlungsvorrichtung zeigt.
9A, 9B und 9C sind Querschnittsansichten von verschiedenen Ausführungsformen der Substratbehandlungsvorrichtungen der 8 mit verschiedenen geschichteten Konfigurationen.
Wie hierin verwendet kann eine näherungsweise Ausdrucksweise verwendet werden, um jedwede quantitative Darstellung zu modifizieren, die variieren kann, ohne zu einer Veränderung in der grundlegenden Funktion, auf die sie sich bezieht, zu führen. Dem entsprechend darf ein Wert, der durch einen Ausdruck oder Ausdrücke wie etwa "ungefähr" und "im wesentlichen" verändert wird, in einigen Fällen nicht auf den exakt angegebenen Wert beschränkt werden.
Wie hierin verwendet kann der Ausdruck "Substrat" und "Wafer" auswechselbar verwendet werden; und verweist auf das Halbleiterwafersubstrat, das durch die Vorrichtung nach der Erfindung getragen/geheizt wird. Wie ebenfalls hierin verwendet, kann die "Behandlungsvorrichtung" auswechselbar benutzt werden mit "Bearbeitungsvorrich tung", "Heizvorrichtung", "Heizer" oder "Verarbeitungsvorrichtung", die alle auf eine Vorrichtung verweisen, die mindestens ein Heizelement zum Heizen des darauf getragenen Wafers enthält.
Wie hierin verwendet kann der Ausdruck "Schaltkreis" auswechselbar verwendet werden mit "Elektrode", und der Ausdruck "Widerstandsheizelement" kann auswechselbar verwendet werden mit "Widerstand", "Heizwiderstand" oder "Heizvorrichtung". Der Ausdruck "Schaltkreis" kann entweder in der Einzahl oder in der Mehrzahlform verwendet werden, was andeutet, dass mindestens eine Einheit vorhanden ist.
Wie hierin verwendet, bedeutet eine Komponente, die einen eng angepassten, thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten (CTE, Englisch: Coefficient of Thermal Expansion) aufweist, dass die CTE der Komponente zwischen 0,75 bis 1,25-mal die der CTE von benachbarten Schichten oder anderen in seiner Nähe ist.
Ausführungen der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung, die Heizwiderstandselemente mit dem optimierten Schaltkreisentwurf nach der Erfindung einsetzen, werden mittels einer Beschreibung der eingesetzten Materialien, der Herstellungsprozesse davon und auch mit Verweis auf die Figuren wie folgt veranschaulicht.
Allgemeine Ausführungsform der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung: In einer Ausführungsform wie in 8 veranschaulicht bezieht sich eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung auf ein scheibenförmiges, dichtes, keramisches Substrat 12, dessen obere Oberfläche 13 als eine Trageoberfläche für einen Wafer W dient, und die einen darin verdeckten Heizwiderstand 16 (nicht gezeigt) aufweist. Am Mittelpunkt der unteren Oberfläche des keramischen Substrats können elektrische Anschlüsse 15 zum Zuführen von Elektrizität an den Heizwiderstand können befestigt werden, oder in einer Ausführungsform an den Seiten des keramischen Substrats. Der auf der oberen Oberfläche 13 des Heizers platzierte Wafer W wird durch Anlegen einer Spannung an die Versor gungsanschlüsse 15 gleichförmig erhitzt, wodurch bewirkt wird, dass der Heizwiderstand Wärme erzeugt.
In Bezug auf das Basissubstrat der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach der Erfindung, in einer Ausführungsform wie in 9A veranschaulicht, umfasst das Basissubstrat eine Scheibe oder Substrat 18, die ein elektrisch leitfähiges Material mit einer elektrisch isolierenden Überzugsschicht 19 umfasst. Das elektrisch leitfähige Material der Scheibe 18 wird ausgewählt aus der Gruppe von Graphit; hochschmelzenden Metallen, wie etwa W und Mo, Übergangsmetallen, Seltenerd-Metallen und Legierungen; und Mischungen davon. In Bezug auf die Überzugsschicht 19 der elektrisch leitfähigen Scheibe 18 umfasst die Schicht 19 mindestens eines der folgenden: ein Oxid, Nitrid, Carbid, Carbonitrid oder Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus B, Al, Si, Ga, Y, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht; Oxid, Oxinitrid von Aluminium; und Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform wie in 9B veranschaulicht, wobei das Basissubstrat 18 ein elektrisch isolierendes Material (d.h. ein gesintertes Substrat) umfasst, ist das Material ausgewählt aus der Gruppe von Oxiden, Nitriden, Carbiden, Carbonitriden oder Oxinitriden von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus B, Al, Si, Ga, Y, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht; Oxiden, Oxinitriden von Aluminium; und Kombinationen davon, mit einer hohen Abriebfestigkeit und hohen Wärmewiderstandseigenschaften. In einer Ausführungsform umfasst das Basissubstrat 18 AlN mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit von >50 W/mK (oder manchmal >100 W/mK), hoher Beständigkeit gegenüber Korrosion durch korrosive Gase, wie etwa Fluor und Chlorgase, und insbesondere hoher Beständigkeit gegenüber Plasma aufweist. In einer Ausführungsform umfasst das Basissubstrat ein Aluminiumnitrid mit hoher Reinheit von >99,7% Reinheit und ein gesintertes Agens, das aus Y₂O₃, Er₂O₃ und Kombinationen davon ausgewählt ist.
In einer Ausführungsform wie in 9C veranschaulicht, ist das Heizelement 16 mit einem optimierten Schaltkreisentwurf in dem keramischen Substrat 12"verdeckt". Das Heizelement 16 umfasst ein Material, das ausgewählt ist aus Metallen mit einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram, Molybdän, Rhenium und Platin oder Legierungen davon; Carbiden und Nitriden von Metallen, die zu den Gruppen IVa, Va und Via der Periodentafel gehören, und Kombinationen davon. In einer Ausführungsform umfasst das Heizelement 16 ein Material mit einem CTE, der eng angepasst ist an den CTE des Substrats (oder seiner Abdeckschicht).
In den in den 9A–9B veranschaulichten Ausführungsformen umfasst das Heizelement eine Schichtelektrode 16 mit einer von etwa 5 Mikron bis etwa 250 μm reichenden Dicke, und die auf dem elektrisch isolierenden Basissubstrat 18 (der 9B) oder der Abdeckschicht 19 (der 9A) durch einen im Stand der Technik bekannten Prozess ausgebildet ist, einschließlich Siebdruck, Rotationsbeschichten, Plasmasprühen, Sprühpyrolyse, reaktive Sprühabscheidung, Sol-Gel, Verbrennungslampe (Englisch: Combustion Torch), Lichtbogen, Ionenplattieren, Ionenimplantation, Sputter-Abscheidung, Laser-Ablation, Verdampfung, Elektroplattieren und Oberflächenlegieren mit einem Laser. In einer Ausführungsform umfasst die Schichtelektrode 16 ein Metall mit einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram, Molybdän, Rhenium und Platin oder Legierungen davon. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Filmelektrode 16 ein Edelmetall oder eine Edelmetall-Legierung. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst die Elektrode 16 pyrolytisches Graphit.
In einer Ausführungsform wird der Schichtwiderstand der Elektrode innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 0,03 Ω/Quadrat, um das Erfordernis für den elektrischen Widerstand für die Elektrode zu erreichen, während die optimale Pfadbreite und der Zwischenraum zwischen den Pfaden des Elektrodenmusters aufrecht erhalten wird. Der Schichtwiderstand ist definiert als das Verhältnis von elektrischem Widerstand zur Schichtdicke.
In den 9A und 9B ist die Vorrichtung 10 ferner beschichtet mit einer schützenden Abdeckschicht 25, die ätzbeständig ist oder die in einer Halogene umfassenden Umgebung oder wenn sie Plasma-Ätzen, reaktivem Ionen-Ätzen, Plasma-Reinigen und Gasreinigen ausgesetzt ist, eine niedrige Ätzrate aufweist. In einer Ausführungsform weist die schützende Abdeckschicht 25 eine Ätzrate von weniger als 1000 Angström pro Minute (Å/min) in einer Halogen enthaltenden Umgebung auf. In einer zweiten Ausführungsform ist diese Rate geringer als 500 Angstrom pro Minute (Å/min). In einer dritten Ausführungsform ist die Rate geringer als 100 Angstrom pro Minute (Å/min).
In einer Ausführungsform umfasst die schützende Abdeckschicht 25 mindestens ein Nitrid, Carbid, Carbonitrid oder Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus B, Al, Si, Ga, Y, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht und Kombinationen davon, mit einem CTE, der von 2,0 × 10^–6/K bis 10 × 10^–6/K in einem Temperaturbereich von 25 bis 1000°C reicht.
In einer zweiten Ausführungsform umfasst die schützende Abdeckschicht 25 Zirkoniumphosphate, die NZP Struktur mit hoher thermischer Stabilität aufweisen. Der Ausdruck NZP verweist auf NaZr₂(PO₄)₃, ebenso wie zugehörige, isostrukturelle Phosphate und Silikophosphate mit einer ähnlichen Kristallstruktur. In einer Ausführungsform werden diese Materialien hergestellt, indem eine Mischung aus Alkalimetallphosphaten oder Carbonaten, Ammoniumdihydrogenphosphat (oder Diammoniumphosphat) und tetravalenten Metalloxiden erhitzt wird.
In einer Ausführungsform weist die Abdeckschicht 25 vom NZP Typ eine allgemeine Formel auf:
(L,M1,M2,Zn,Ag,Ga,In,Ln,Y,Sc)_l(Zr,V,Ta,Nb,Hf,Ti,Al,Cr,Ln)_m(P,Si,V,Al)_n(O,C,N)₁₂,
wobei L = Alkali, M1 = Erdalkali, M2 = Übergangsmetall, Ln = Seltenerden und die Werte von l, m, n sind so gewählt, dass ein Ladungsgleichgewicht aufrecht erhalten wird. In einer Ausführungsform enthält die schützende Abdeckschicht 25 vom NZP Typ mindestens einen Stabilisierungsstoff, der aus der Gruppe der Alkalierdoxide, Seltenerdoxide und Mischungen davon ausgewählt ist. Beispiele umfassen Yttriumoxid (Y₂O₃) und Calciumoxid (CaO).
In einer Ausführungsform enthält die schützende Abdeckschicht 25 eine Glas-Keramik-Zusammensetzung, die mindestens ein Element enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Elementen der Gruppe 2a, Gruppe 3a und Gruppe 4a der Periodentafel der Elemente besteht. Die Gruppe 2a wie hierin bezeichnet bedeutet ein Erdalkalimetall einschließlich Be, Mg, Ca, Sr und Ba. Die Gruppe 3a, wie hierin bezeichnet, bedeutet Sc, Y oder ein Lanthanoid-Element. Die Gruppe 4a, wie hierin bezeichnet, bedeutet Ti, Zr oder Hf. Beispiele von geeigneten Glas-Keramik-Zusammensetzungen zur Verwendung als die Abdeckschicht 25 enthalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Lanthan-Alumosilikate (LAS), Magnesium-Alumosilikate (MAS), Kalzium-Alumosilikate (CAS) und Yttrium-Alumosilikate (YAS).
In einem Beispiel enthält die schützende Abdeckschicht 25 eine Mischung aus SiO₂ und einem plasmabeständigen Material umfassend ein Oxid von Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy oder dergleichen oder ein Fluorid von einem dieser Metalle, oder Yttrium-Aluminium-Granat (YAG). Es können Kombinationen der Oxide von derartigen Metallen und/oder Kombinationen der Metalloxide mit Aluminiumoxid verwendet werden. In einer dritten Ausführungsform umfasst die schützende Abdeckschicht 25 von 1 bis 30 Atom% der Elemente der Gruppe 2a, Gruppe 3a oder Gruppe 4a und von 20 bis 99 Atom% des Si Elements bezüglich eines atomaren Verhältnisses von Metallatomen ausgenommen Sauerstoff. In einem Beispiel umfasst die Schicht 25 Alumosilikat-Gläser, die von 20 bis 98 Atom% des Si Elements, von 1 bis 30 Atom% der Y, La oder Ce Elemente und von 1 bis 50 Atom% des Al Elements umfasst, und Zirkoniumsilikat-Gläser, die von 20 bis 98 Atom% des Si Elements, von 1 bis 30 Atom% des Y, La oder Ce Elements und von 1 bis 50 Atom% des Zr Elements umfassen.
In einer anderen Ausführungsform ist die schützende Abdeckschicht 25 basiert auf Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂ (YAS), wobei der Yttriumoxid-Gehalt von 25–55 Gewichtsprozent variiert für einen Schmelzpunkt von niedriger als 1600°C und eine Glasübergangstemperatur (Tg) in einem schmalen Bereich von 884 bis 895°C, mit zugefügten optionalen Dotierstoffen, um den CTE einzustellen, so dass er an den des benachbarten Substrats angepasst ist. Beispiele von Dotierung umfassen BaO, La₂O₃ oder NiO, um den CTE des Glases zu vergrößern, und ZrO₂ um den CTE des Glases zu verringern. In noch einer anderen Ausführungsform ist die schützende Abdeckschicht 25 auf Bao-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂ Gläser basiert, wobei La₂O₃, ZrO₂ oder NiO optional hinzugefügt werden, um den CTE des Glases ungefähr an den CTE des Substrats anzupassen. In einem Beispiel umfasst die Überzugsschicht 25 30–40 mol% BaO, 5–15 mol% Al₂O₃; 10–25 mol% B₂O₃, 25–40 mol% SiO₂; 0–10 mol% La₂O₃; 0–10 mol% ZrO₂; 0–10 mol% NiO mit einem Molarverhältnis von B₂O₃/SiO₂, das von 0,25 bis 0,75 reicht.
Die schützende Abdeckschicht 25 kann kleine Konzentrationen von anderen, nichtmetallischen Elementen, wie etwa Stickstoff, Sauerstoff und/oder Wasserstoff aufnehmen, ohne jedwede Einflüsse auf die Korrosionsbeständigkeit oder Ätzbeständigkeit. In einer Ausführungsform enthält die Abdeckschicht bis zu etwa 20 Atomprozent (Atom%) Wasserstoff und/oder Sauerstoff. In einer anderen Ausführungsform umfasst die schützende Schicht 25 Wasserstoff und/oder Sauerstoff bis zu etwa 10 Atom%.
Die schützende Abdeckschicht 25 wird auf der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung durch im Stand der Technik bekannte Prozesse abgeschieden, einschließlich Thermo/Flammensprühen, Plasmaentladungssprühen, Sputtern (insbesondere für glasbasierte Zusammensetzungen), expandierendes thermisches Plasma (ETP, Englisch: Expanding Thermal Plasma), Ionenplattieren, chemische Gasphasenabscheidung (CVD, Englisch: Chemical Vapor Deposition), plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) (ebenfalls organo-metallische chemische Gasphasenabscheidung (OMCVD) genannt)), metallorganische Gasphasenepitaxie (MOVPE), physikalische Abscheidungsverfahren aus der Dampfphase, wie etwa Sputtern, reaktive Elektronenstrahl (E-Strahl) Abscheidung und Plasmasprühen. Beispielhafte Prozesse sind thermisches Sprühen, ETP, CVD und Ionenplattieren.
Die Dicke der schützenden Abdeckschicht 25 variiert in Abhängigkeit von der Anwendung und des verwendeten Prozesses, beispielsweise CVD, Ionenplattieren, ETP, etc., und variiert von 1 μm bis zu einigen hundert μm, abhängig von der Anwendung. Länge re Lebensdauern werden allgemein erwartet, wenn dickere schützende Schichten verwendet werden.
Optimierter Elektrodenmusterentwurf Der Elektrodenmusterentwurf des Heizelements in einer Wafer-Verarbeitungsvorrichtung beeinflusst direkt die Leistungsfähigkeit der Heizeinheit, die über die Rampenrate, die Betriebstemperatur und am wichtigsten die Temperaturgleichförmigkeit definiert ist. In einer Ausführungsform ist die Elektrode der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung für hochgleichförmiges Erhitzen und minimale, lokalisierte, nicht-gleichförmige Bedingungen entworfen, wobei Entwurfsvariablen, wie etwa Streifen und Durchlöcher, Stiftlöcher, Trägerlöcher, etc. aufgenommen werden. Mit gleichförmigem Erhitzen wird gemeint, dass die Temperaturvariation auf der Oberflächenfläche, wo der Wafer angeordnet werden würde, auf <=5°C begrenzt ist für einen Heizer in einer Ausführungsform mit einer Betriebstemperatur von >=600°C und in einer zweiten Ausführungsform von <=3°C. Temperaturvariation bedeutet die Differenz zwischen einem maximalen Temperaturpunkt und einem minimalen Temperaturpunkt auf der Fläche der Waferoberfläche.
In einer typischen Wafer-Verarbeitungsvorrichtung können auf der Heizeroberfläche, beispielsweise um Kontaktbereiche, aufgrund des Fehlens der von der Elektrode erzeugten Hitze lokal kalte Bereiche auftreten, elektrische Verbindungen und Durchlöcher herum,. In einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist die Elektrode entworfen, um die Wärmeverluste zu kompensieren, indem in der Nähe oder um diese Bereiche herum mehr Wärme erzeugt wird, wodurch eine maximale Temperaturgleichförmigkeit bereitgestellt wird ohne die typischen lokalen Erhitzungspunkte (Englisch: Hot Spots) aufgrund der Überkompensation und Konzentration des elektrischen Stroms an Positionen, wo starke Krümmungen oder scharfe Kurven in den Heizelementmustern aus dem Stand der Technik auftreten. In einer anderen Ausführungsform des optimierten Entwurfs ist der Widerstand des Heizelements eng an die Impedanz des Netzgeräts angepasst, um eine hohe Effizienz zu erzielen, insbesondere wenn eine höhere Betriebstemperatur oder eine höhere elektrische Leistung erforderlich ist.
In einer Ausführungsform, um die erforderliche Temperaturgleichförmigkeit zu erzielen, wird das Elektrodenmuster so entworfen, dass die durch die Elektrode erzeugte Leistungsdichte den Wärmeverlust, der durch die Wärmeübertragungsrandbedingungen der Heizvorrichtung definiert werden, angeglichen sind. Ein Beispiel einer typischen Wärmeübertragsrandbedingung ist der zusätzliche Randwärmeverlust der Heizvorrichtung. In der vorliegenden Erfindung wird der Wärmeverlust behandelt, indem eine hohe Leistungsdichte in der Nähe des Rands der Heizvorrichtung bereitgestellt wird, wodurch Wärmeverluste durch funktionelle Elemente einer Heizvorrichtung, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, Löcher, Streifen am Rand der Heizvorrichtung, Kontakte an der Elektrode oder Einfügungen in dem Substrat berücksichtigt werden, um anderen funktionellen Erfordernissen der Heizvorrichtung zu entsprechen.
Neben dem Gesichtspunkt des Wärmeverlusts wird die Spannungskonzentration in den Bereichen in der Nähe der funktionellen Elemente, wie etwa Streifen, Durchlöchern, etc. erhöht, wo die Pfadbreiten des Elektrodenmusters sich verändern und bei scharfen Kurven für eine besser gleichförmige Temperatur. Die Spannungskonzentration wird auch durch einen lokal höheren Temperaturgradienten in diesen Bereichen und um diese Bereiche herum verschärft. In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Elektrodenmuster optimiert, indem der Radius der oberen Ecken des Elektrodenmusters in Herstellungsprozessen vergrößert wird, so dass die Spannungskonzentration vermindert wird, um mögliche Betriebsausfälle stromabwärts im Betrieb aufgrund von Rissen und Abschälen der Überzugsschicht 25 zu vermeiden.
Ausführungsformen des optimierten Elektrodendesigns nach der Erfindung werden wie folgt mit Verweis auf die Figuren weiter veranschaulicht.
1 ist ein schematisches Schaubild, das die Konfiguration für eine Ausführungsform nach der Erfindung zeigt, in einer Draufsicht auf einer Heizvorrichtung mit einem optimierten Elektrodenmuster 1. Wie gezeigt, gibt es in dem Heizwiderstand zwei Bereiche, eine innere Zone 2 und eine äußere Zone 3. Die mehrfache Zone des Elektrodenmusters trägt dazu bei, die Wärmeverluste am Umkreisrand zu kompensieren und eine bessere Steuerung der Temperaturgleichförmigkeit in der radialen Richtung des Heizers bereitzustellen. Elektrische Netzteile werden jeweils mit der Elektrode für die innere Zone 2 über zwei innere Zonenkontakte 4 und zwei äußere Zonenkontakte 5 verbunden. Zusätzlich enthält die Heizplatte auch sechs Tragelöcher 8 in den Streifen 8 und 9 und drei Anhebestiftlöcher 7 für das Erfordernis der Waferverarbeitung.
In den Figuren sind die funktionellen Elemente in der Form der Kontakte 4 und 5 und der Durchlöcher 6 und 7 in ihrer Form kreisförmig. Jedoch können sie in Abhängigkeit von ihrer Funktion, Position und der Anwendung des Heizers jede geeignete Geometrie aufweisen. Die kürzeste Abmessung von jedem der funktionellen Elemente wird definiert als "X", was der Durchmesser des kreisförmigen funktionellen Elements oder die Breite der Streifen ist, wie in den Figuren veranschaulicht. Ein Segment bedeutet eine Position auf dem Elektrodenpfad.
2 ist ein schematisches Schaubild eines teilweisen Abschnitts der 1 und zeigt das Schaltkreismuster am Umkreisrand des Kontaktstreifens der inneren Zone, wobei die elektrische Leistung durch den Kontaktbereich 4 der inneren Zone zugeführt wird. Wie veranschaulicht, weist der äußerste Pfad D eine verringerte Breite von 0,6 bis 0,95-mal der Breite H weiter entfernt vom Rand der Heizvorrichtung auf, um die zusätzlichen Wärmeverluste am Umkreisrand zu kompensieren. In den Kontaktbereichen 4 wird wenig Wärme erzeugt, und tritt mehr Wärmeverlust auf wegen der Wärmesenke durch die Kontaktanschlüsse. Um die geringere Wärmeerzeugung und den höheren Wärmeverlust zu kompensieren, wird mehr Wärme bereitgestellt durch das optimierte Schaltkreismuster, bei dem die Pfadbreite A der Elektrode, da wo die Elektrode mit den Kontaktbereichen verbunden ist, verringert wird. In einer Ausführungsform der Erfindung weist mindestens ein Segment des Elektrodenpfads A eine Breitengröße von 0,45 bis 0,80-mal der Breite des Elektrodenpfads B auf, wobei B die Breite des zu den Kontakten führenden Pfads ist an einer Position, die in einer Ausführungsform von mindestens 1X entfernt vom Rand des Kontaktlochs 4 und in einer anderen Ausführungsform mindestens 3X entfernt ist. Wie hierin verwendet, bezeichnet mindestens ein Segment des Elektrodenpfads A eine beliebige Position, die sich in einer Ausführungsform inner halb von 2X vom Rand des Kontaktlochs 4 und in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 1X vom Rand des Kontaktlochs 4 ist.
3 ist ein schematisches Schaubild eines anderen Teilabschnitts von einer Ausführungsform des optimierten Elektrodenmusters in 1, und zeigt das Elektrodenmuster für relativ große Kontaktstreifen. Streifen sind funktionelle Komponenten einer Heizvorrichtung, die sich von einem Umkreisrand der Heizvorrichtung erstrecken. Wie veranschaulicht und um den zusätzlichen Wärmeverlust durch den Kontaktstreifen 9 zu kompensieren, wird die Pfadbreite C der äußersten Elektrode der Elektrode an dem Kontaktstreifen 9 verengt für eine größere lokale Wärmeerzeugung. In einer Ausführungsform reicht das Verhältnis der Breite C zu einer Normal-Pfadbreite D von 0,50 bis 0,95. In einer zweiten Ausführungsform liegt das Verhältnis C:D im Bereich von 0,60 bis 0,75. D ist die Breite des zu dem Streifen führenden Elektrodenpfads in einem Abstand von mindestens 3X vom Rand des Streifens, wobei X die Breite des Streifens ist. Die Verschmalerung des Elektrodenpfads ermöglicht, dass mehr Wärme erzeugt wird, um die Wärmeverluste aufgrund der Wärmesenke an den Kontaktstreifen zu kompensieren.
4 ist noch ein anderes schematisches Schaubild eines teilweisen Abschnitts der 1 und zeigt das Schaltkreismuster an einem Kontaktstreifen an einer äußeren Zone. In der Figur wird elektrische Leistung durch Kontaktbereiche 5 zu der äußeren Zone geleitet. Wie in dem optimierten Entwurfveranschaulicht, läuft der Elektrodenpfad (schattierter Bereich) 10 in Richtung auf den Mittelpunkt der beiden Kontakte und dann um die Kontakte herum, um mehr Wärme, die für die Kontaktbereiche erforderlich sind, zu erzeugen.
Die 5A und 5B sind schematische Schaubilder von teilweisen Bereichen der 1 und zeigen das Elektrodenmuster an in den Streifen der Heizvorrichtung angeordneten Tragelöchern. In den Figuren sind die Pfadbreiten F an den Löchern 6 in dem Kontaktstreifen 8 und die Pfadbreite E beide von ihrer entsprechenden normalen Pfadbreite C und D verringert, für eine vergrößerte Wärmeerzeugung. C und D werden je weils in einem Abstand von mindestens 3X in Richtung auf den Rand des Tragelochs 6 gemessen.
In einer Ausführungsform reicht das Verhältnis F:C und E:D von 0,40 bis. 0,75. In einer zweiten Ausführungsform ist das Verhältnis F:C oder E:D in dem Bereich von 0,50 bis 0,65. Mit dem optimierten Entwurf nach der Erfindung werden so die kalten Punkte an den Löchern durch Wärmeleitung zu den Lochbereichen und thermische Diffusion durch die Dicke der Heizvorrichtung eliminiert.
Die von E oder F verwendeten Breiten bezeichnen hierin die Breite von einem beliebigen Segment von E oder F, wobei mit Segment jede beliebige Position des Elektrodenpfads E oder F gemeint ist, die sich innerhalb von 2X vom Rand des Lochs in einer Ausführungsform und innerhalb von 1X in einer anderen Ausführungsform befindet.
Die 6A und 6B sind schematische Schaubilder von noch teilweiseren Bereichen der 1, und zeigen den Entwurf des Elektronenmusters um die Anhebestiftlöcher 7. 6A zeigt ein Anhebeloch 7 in der Mitte des Elektrodenmusters. Wenn in der Mitte des Elektrodenmusters Löcher 7 sind, werden die Elektrodenpfade optimiert, so dass sie sich treffen und an den Löchern in umgekehrte Richtungen zurückkehren, um die folgenden Vorteile zu erzielen: a) Vermeiden von Erhitzungspunkten um größere Löcher herum, so wie das durch die sehr schmale Elektrodenpfadbreite aufgrund der Platzbegrenzung für den Elektrodenpfad, um da hindurchzulaufen, verursacht wird; und b) Gewährleisten der Flexibilität, um die Pfadbreite oder Leistungsdichte um die Löcher herum einzustellen, so dass die optimale Temperaturgleichförmigkeit erzielt werden kann. Wie in den Figuren gezeigt, sind die Elektrodenpfade so angeordnet, dass die Flexibilität sich an die Pfadbreiten G in 6A und I in 6B anpassen kann, wobei die Breitenverringerungsverhältnisse von der Position und der Größe der Löcher abhängen.
In einer Ausführungsform, wo das Anhebeloch 7 in der Nähe der Ecke der Pfadkrümmung angeordnet ist, reicht das Verhältnis der verringerten Breite G zur normalen Pfad breite H von 0,35 bis 0,70. H ist die Breite des zu dem Anhebeloch 7 führenden Elektrodenpfads in einem Abstand von mindestens 3X vom Rand des Anhebelochs 7. In einer zweiten Ausführungsform reicht das Verhältnis G:H von 0,45 bis 0,65.
In einer Ausführungsform, in der das Anhebeloch 7 mehr in Richtung auf den Mittelpunkt der Pfadkrümmung liegt, reicht das Verhältnis der verringerten Pfadbreite I zu der normalen Breite H von 0,30 bis 0,60. In einer zweiten Ausführungsform reicht das Verhältnis I:H von 0,40 bis 0,50.
Die Breite von G oder I bezeichnet hierin die Breite eines beliebigen Segments von G oder I, das eine beliebige Position des Elektrodenpfads G oder I bedeutet, die in einer Ausführungsform innerhalb von 2X von dem Rand des Lochs und in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 1X von dem Rand des Lochs liegt.
7 ist ein schematisches Schaubild, das eine Konfiguration einer zweiten Ausführungsform eines Schaltkreismusters zeigt, die einen Abgleich des elektrischen Widerstands auf parallelen Pfaden aufweist. In der Figur weist die innere Elektrode 2 Pfade 21 und 22 parallel zueinander auf, um die Entwurfserfordernisse für den gesamten elektrischen Widerstand zu erfüllen. Beide parallelen Pfade weisen annähernd gleichen Widerstand auf, um eine gleiche Leistungseinbringungsdichte in beiden abgedeckten Bereichen zu ermöglichen, und dadurch eine Temperaturgleichförmigkeit zu erzielen. Der gleiche Widerstand von beiden Pfaden wird dadurch realisiert, dass mindestens zwei der benachbarten Positionen der zwei parallelen Pfade, wo diese sich treffen, eingestellt werden, was in der Figur die Leitung 23 ist. In einer Ausführungsform, bei der der durch den Pfad 21 überdeckte obere rechte Bereich heißer wird als der durch den Pfad 22 überdeckte Bereich, ist die Leitung 23 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um den elektrischen Widerstand des Pfads 21 zu vergrößern und um den elektrischen Widerstand des Pfads 22 zu verringern, bis eine gleichförmige Temperatur erreicht wird.
In einer typischen Heizvorrichtung sind die parallelen Pfade der Elektrode aufgrund der Positionen ihrer elektrischen Kontakte nicht symmetrisch oder nicht identisch miteinander. In einer Ausführungsform einer Heizvorrichtung mit parallelem Pfadentwurf mit abgeglichenem elektrischen Widerstand in den parallelen Pfaden wird der elektrische Widerstand der Elektrode optimiert, um sich an die Impedanz eines typischen Netzteils anzugleichen, um eine höhere Effizienz zu erzielen. Des Weiteren ermöglichen die relativ abgeglichenen Widerstände (oder gleichen Widerstände) der zwei parallelen Pfade durch Einstellen von mindestens einer Position, wo die zwei Pfade aus entgegen gesetzten Richtungen aufeinander treffen, eine gleichförmige Temperatur und Aufheizung des Wafer-Substrats.
In Computersimulationen, d.h. in einer thermischen Modellierung mit einer Finiten Elemente Analyse (FEA), der oberen Oberfläche der keramischen Heizvorrichtung mit dem optimierten Elektrodenmuster auf der Rückseite ist die Temperaturvariation auf der Oberflächenfläche, wo der Wafer angeordnet werden würde, für ein Heizvorrichtung mit einer Betriebstemperatur von 600°C auf <= 2°C begrenzt.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, einschließlich den besten Modus, um die Erfindung zu offenbaren, und auch um es jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu benutzen. Der patentierbare Umfang der Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert und kann andere Beispiele als diejenigen, die dem Fachmann erscheinen, mit umfassen. Es ist beabsichtigt, dass derartige andere Beispiele innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche sind, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortlaut der Patentansprüche nicht unterscheiden oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit nicht wesentlichen Unterschieden vom Wortlaut der Patentansprüche enthalten.
Alle hierin zitierten Fundstellen werden hierin durch Verweis ausdrücklich mit aufgenommen.

Claims

Eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung umfassend ein scheibenförmiges Substrat, dessen obere Oberfläche als eine Wafer-Trageoberfläche dient, und eine leitfähige Elektrode, die innerhalb des scheibenförmigen Substrats enthalten ist, wobei die obere Oberfläche mindestens ein funktionelles Element mit einer kürzesten Abmessung X enthält, wobei das funktionelle Element eines der folgenden ist: elektrische Kontakte, Streifen, Einsetzungen und Durchlöcher; die leitfähige Elektrode einen konfigurierten Pfad mit einem vorbestimmten Muster aufweist, die Elektrode mit einer externen Leistungsquelle zum Heizen eines auf der Wafer-Trageoberfläche angeordneten Wafers verbunden ist; und innerhalb eines Abstands von 1X von dem mindestens einen funktionellen Element mindestens ein Segment der leitfähigen Elektrode eine verringerte Pfadbreite von 0,2 bis 0,95-mal der Elektrodenpfadbreite eines Segments der leitfähigen Elektrode in einem Abstand von mindestens 3X von dem funktionalen Element aufweist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Elektrode mindestens zwei Heizzonen definiert, einen inneren Pfad und einen äußeren Pfad, und wobei die Elektrode in dem äußeren Pfad eine gemittelte Breite von 0,60 bis 0,95-mal der gemittelten Breite der Elektrode in dem inneren Pfad aufweist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–2, wobei die obere Oberfläche mindestens einen elektrischen Kontakt enthält, und wobei die leitfähige Elektrode innerhalb eines Abstands von 1X von dem elektrischen Kontakt mit dem Kontakt von einer Seite des Kontakts verbunden ist und um den Kontakt herum kreist, wenn in der Nähe der Kontaktflächen angemessener Platz vorhanden ist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die obere Oberfläche mindestens einen elektrischen Kontakt enthält und wobei mindestens ein Segment der leitfähigen Elektrode in einem Abstand von innerhalb 1X von dem elektrischen Kontakt eine verringerte Pfadbreite von 0,45 bis 0,8-mal der Breite eines Segments der Elektrode in einem Abstand von mindestens 3X von dem elektrischen Kontakt aufweist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die obere Oberfläche mindestens einen Streifen enthält, der sich von einem Umkreisrand des scheibenförmigen Substrats erstreckt, und wobei mindestens ein Segment der leitfähigen Elektrode in einem Abstand innerhalb von 1X von dem Streifen eine verringerte Pfadbreite von 0,5 bis 0,95-mal der Breite eines Segments des Elektrodenpfads in einem Abstand von mindestens 3X von dem Streifen aufweist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die obere Oberfläche mindestens ein Durchloch enthält, und wobei mindestens ein Segment der leitfähigen Elektrode in einem Abstand von innerhalb 1X von dem Durchloch eine verringerte Pfadbreite von 0,4 bis 0,75-mal der Breite eines Segments des Elektrodenpfads in einem Abstand von mindestens 3X von dem Durchloch aufweist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Differenz zwischen einem maximalen Temperaturpunkt und einem minimalen Temperaturpunkt auf der Fläche der Waferoberfläche weniger als 5°C beträgt für einen Heizer mit einer Betriebstemperatur von mindestens 600°C.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das scheibenförmige Substrat ein mehrfach geschichtetes Substrat ist, das folgendes umfasst: a) ein Basissubstrat mit mindestens einem der folgenden: Graphit, hochschmelzende Metalle, Übergangsmetalle, Seltenerdmetalle und Legierungen davon; b) eine auf dem Basissubstrat angeordnete, elektrisch isolierende Schicht, wobei die Schicht mindestens eines der folgenden umfasst: Oxide, Nitride, Oxinitride von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus Al, B, Si, Ga, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht, und Kombinationen davon; und c) mindestens eine Überzugsschicht, die mindestens eines der folgenden umfasst: ein Nitrid, Carbid, Carbonitrid, Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus B, Al, Si, Ga, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht, und Kombinationen davon; wobei die leitfähige Elektrode auf der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet ist und wobei die leitfähige Elektrode einen thermischen Ausdehnungskoeffizient (CTE, Englisch: Coefficient of Thermal Expansion) in einem Bereich von 0,75 bis 1,25-mal von dem der elektrisch isolierenden Schicht bzw. dem der mindestens einen Überzugsschicht aufweist; und wobei die leitfähige Elektrode eines der folgenden umfasst: Graphit, eine Metalllegierung mit hohem Schmelzpunkt, ein Edelmetall und eine Edelmetall-Legierung.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das mehrfach geschichtete Substrat ferner einen Haftvermittler umfasst, der mindestens eines der folgenden umfasst: ein Nitrid, Carbid, Oxid, Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus Al, Si, hochschmelzenden Metalle, Übergangsmetallen und Kombinationen davon; wobei der Haftvermittler auf dem Basissubstrat angeordnet ist und zwischen dem Basissubstrat und der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet ist.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das scheibenförmige Substrat ein mehrfach geschichtetes Substrat ist, das folgendes umfasst: a) ein Basissubstrat mit mindestens einem der folgenden: ein Oxid, Nitrid, Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus Al, B, Si, Ga, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht, und Kombinationen davon; b) eine auf dem Basissubstrat angeordnete, elektrisch isolierende Schicht, wobei die Schicht mindestens eines der folgenden umfasst: ein Oxid, Nitrid, Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus Al, B, Si, Ga, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht, und Kombinationen davon; und c) mindestens eine Überzugsschicht, die mindestens eines der folgenden umfasst: ein Nitrid, Carbid, Carbonitrid, Oxinitrid von Elementen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus B, Al, Si, Ga, hochschmelzenden Hartmetallen, Übergangsmetallen besteht, und Kombinationen davon; wobei die leitfähige Elektrode auf der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet ist und wobei die leitfähige Elektrode einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) in einem Bereich von 0,75 bis 1,25-mal von dem der elektrisch leitfähigen Schicht bzw. der mindestens einen Überzugsschicht aufweist, und wobei die leitfähige Elektrode eines der folgenden umfasst: Graphit, eine Metalllegierung mit einem hohen Schmelzpunkt, ein Edelmetall und eine Edelmetall-Legierung.
Eine Wafer-Verarbeitungsvorrichtung mit einem scheibenförmigen Substrat, dessen obere Oberfläche als eine Wafer-Verarbeitungsoberfläche dient, und einer leitfähigen Elektrode, die innerhalb des scheibenförmigen Substrats enthalten ist, wobei die obere Oberfläche mindestens ein funktionelles Element enthält mit einer längsten Abmessung X, wobei das funktionelle Element eines der folgenden ist: elektrische Kontakte, Streifen, Einsetzungen und Durchlöcher; wobei die leitfähige Elektrode einen konfigurierten Pfad aus einem vorbestimmten Muster aufweist, welches Muster mindestens zwei parallele Pfade definiert, die jeweils eine Widerstandsmessung aufweisen, und wobei die Differenz des Widerstands der Pfade weniger als 1% beträgt.
Die Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Differenz des Widerstands der Pfade auf weniger als 1% aufrecht erhalten wird durch Einstellen von mindestens einer Position, wo die zwei Pfade sich aus entgegen gesetzten Richtungen treffen.
Verfahren zum Herstellen einer Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12.
Verfahren zum Verarbeiten eines Wafers unter Benutzung der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12.
Verwendung der Wafer-Verarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12 zum Verarbeiten eines Wafers.