TW202310123A - 具有金屬基複合材料的高溫基座 - Google Patents
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Abstract
一種基板支撐組件包括經構造為支撐處理腔室中的基板的金屬基複合材料(MMC)基座主體。MMC基座主體形成經構造為接收熱傳遞流體的一或多個通道。熱傳遞流體可操作為在處理腔室的閒置狀態期間加熱基板。熱傳遞流體可操作為在處理腔室的活動狀態期間冷卻基板。
Description
本揭示的實施例係關於基座,諸如與基板處理系統結合使用的彼等,並且特定而言係關於在高溫應用中使用的基座。
在基板處理及其他電子裝置處理中,處理腔室用於執行基板處理操作。將控制處理腔室中的基板的溫度以避免缺陷。
下文係本揭示的簡要概述以便提供對本揭示的一些態樣的基本理解。此概述不係本揭示的詳盡綜述。其既不意欲標識本揭示的重要或關鍵元素,亦不意欲描繪本揭示的特定實施方式的任何範疇或申請專利範圍的任何範疇。其唯一目的係以簡要形式呈現本揭示的一些概念,作為稍後呈現的更詳細描述的序言。
在本揭示的一態樣中,一種基板支撐組件包括經構造為支撐處理腔室中的基板的金屬基複合材料(metal matrix composite; MMC)基座主體。MMC基座主體形成經構造為接收熱傳遞流體的一或多個通道。熱傳遞流體可操作為在處理腔室的閒置狀態期間加熱基板。熱傳遞流體可操作為在處理腔室的活動狀態期間冷卻基板。
在本揭示的另一態樣中,一種系統包括經構造為支撐處理腔室中的基板的金屬基複合材料(MMC)基座主體。MMC基座主體形成一或多個通道。系統進一步包括經構造為調節熱傳遞流體的溫度的一或多個流體溫度調節裝置。系統進一步包括耦接到一或多個流體溫度調節裝置及流動速率調節裝置的控制器。回應於決定處理腔室處於閒置狀態,控制器用於經由一或多個流體溫度調節裝置的至少一者導致對穿過一或多個通道流動的熱傳遞流體的第一溫度調節以將基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的第一溫度。回應於決定處理腔室處於活動狀態,控制器經由一或多個流體溫度調節裝置的一或多個導致對穿過一或多個通道流動的熱傳遞流體的第二溫度調節以將基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的第二溫度。
在本揭示的另一態樣中,一種方法包括導致熱傳遞流體穿過藉由金屬基複合材料(MMC)基座主體形成的一或多個通道流動。方法進一步包括,回應於處理腔室處於閒置狀態,導致對穿過一或多個通道流動的熱傳遞流體的第一溫度調節以將在MMC基座主體上設置的基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的第一溫度。方法進一步包括,回應於處理腔室處於活動狀態,導致對穿過一或多個通道流動的熱傳遞流體的第二溫度調節以將在MMC基座主體上設置的基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的第二溫度。
本文描述的實施例係關於具有金屬基複合材料(MMC)的高溫基座。
基板處理系統用於處理基板。經由機器人(例如,傳遞腔室機器人)將基板傳遞到處理腔室中。處理腔室經密封並且基板處理操作(例如,化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition; ALD)、電漿增強CVD(plasma-enhanced CVD; PECVD)、電漿增強ALD(PEALD)、蝕刻等)在基板上執行。基板的溫度將在基板處理操作之前、期間、及之後控制。未能控制基板的溫度導致基板缺陷、不一致的基板效能、降低的良率等。
在一些習知系統中,電阻加熱器在基座中用於加熱基板。在可以導致基板缺陷的基板處理操作期間,電阻加熱器不從基板移除過量熱量。
本文揭示的部件、系統、及方法提供了具有MMC的高溫基座。
基板支撐組件包括經構造為支撐處理腔室中的基板的MMC基座主體。MMC基座主體形成經構造為接收熱傳遞流體的通道。在一些實施例中,MMC基座主體包括第一板及第二板。第一板的下表面形成通道並且第二板的上表面結合到第一板的下表面的一部分。在一些實施例中,MMC基座主體(例如,高溫基座,由高導熱率材料MMC製成的基座)及熱傳遞流體(例如,高溫熱傳遞流體)可操作為經加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的溫度。
通道中的熱傳遞流體可操作為在處理腔室的閒置狀態(例如,不執行基板處理操作)期間加熱在MMC基座主體上設置的基板(例如,加熱到約攝氏350度)。通道中的熱傳遞流體可操作為在處理腔室的活動狀態(例如,執行基板處理操作)期間冷卻在MMC基座主體上設置的基板(例如,冷卻到約攝氏350度)。熱傳遞流體可移除藉由基板處理操作向基板提供的過量熱量(例如,將基板加熱到高於約攝氏350度的溫度)。
在一些實施例中,在MMC基座主體上提供塗層(例如,一或多種介電材料、介電材料的混合物、氧化鋁等)。塗層及MMC基座主體具有類似的熱膨脹係數。
本文揭示的部件、系統、及方法具有優於習知解決方案的優點。與經構造為在較低溫度下使用的習知解決方案相比,本揭示的基板支撐組件經構造為在高溫(例如,約攝氏300度至約攝氏400度)下使用。與在基板處理操作期間不將基板加熱到高溫並且不將基板維持(例如,冷卻)在該溫度下的習知解決方案相比,本揭示的熱傳遞流體可操作為在基板處理操作期間將基板加熱到高溫(例如,約攝氏300度至約攝氏400度)並且將基板維持在高溫下(例如,將基板冷卻到實質上相同的溫度)。與習知解決方案相比,本揭示的基板支撐組件可以更精確地控制基板溫度(例如,在基板處理操作之前、期間、及之後在攝氏10度內、改進基板溫度均勻性及基板溫度控制)。與習知解決方案相比,本揭示的基板支撐組件具有較少基板缺陷、更一致的基板效能、增加的良率等。
第1圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件100。在一些實施例中,基板支撐組件100包括靜電夾盤、真空夾盤、基座、工件支撐表面、及/或類似者的一或多個。在一些實施例中,基板支撐組件100將基板夾持(例如,固定)到MMC基座主體110的上表面(例如,與MMC基座主體110進行固定接觸、進行均勻接觸等)。基板可指晶圓、半導體、玻璃、玻璃基板、電子裝置、玻璃裝置、顯示裝置、及/或類似者。
在一些實施例中,基板支撐組件110在處理腔室中設置,諸如電漿處理腔室、退火腔室、物理氣相沉積(physical vapor deposition; PVD)腔室、化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)腔室、離子佈植腔室、蝕刻腔室、沉積腔室(例如,原子層沉積(atomic layer deposition; ALD)腔室、化學氣相沉積(CVD)腔室、物理氣相沉積(PVD)腔室、及/或其電漿增強(PE)版本,諸如PEALD、PECVD、PEPVD等)、退火腔室、或類似者。在一些實施例中,處理腔室具有高密度電漿(high density plasma; HDP)源,該HDP源具有高溫(例如,高於攝氏350度)以向基板提供大量熱量。習知地,大量熱量增加基板溫度,此導致基板的問題(例如,導致玻璃上的裝置的問題)。為了精確地控制基板溫度,包括MMC基座主體110及熱傳遞流體(例如,高溫熱傳遞流體)的基板支撐組件100用於從電漿源移除大量熱量(例如,將基板維持在實質上恆定的溫度下)並且維持基板的設定溫度。
基板支撐組件100包括MMC基座主體110。基板支撐組件100可包括基座(例如,靜電夾盤(ESC或E夾盤)基座),該基座包括基座主體110。MMC基座主體110形成通道112(例如,加熱及/或冷卻通道)以接收熱傳遞流體。在一些實施例中,熱傳遞流體係合成的有機熱傳遞介質。在一些實施例中,熱傳遞流體可操作為以液相用於封閉、強制循環熱傳遞系統中。在一些實施例中,熱傳遞流體可操作為在工作範圍上使用(例如,從約攝氏-5度至約攝氏400度),同時保持在壓力下。在一些實施例中,熱傳遞流體具有在高於約攝氏350度至約攝氏400度的在大氣壓下的沸騰範圍。在一些實施例中,熱傳遞流體可操作為不在壁上留下沉積物。在一些實施例中,熱傳遞流體具有液體,在約攝氏20度下具有透明外觀。在一些實施例中,熱傳遞流體具有小於約百萬分之十的氯。在一些實施例中,熱傳遞流體在約攝氏20度下具有約1.0至約1.1(約1.04至約1.05)克每毫升密度的密度。在一些實施例中,熱傳遞流體在約攝氏20度下具有約42至約52平方毫米每秒的黏度。在一些實施例中,熱傳遞流體與石墨、聚四氟乙烯(PTFE)、及氟彈性體相容。在一些實施例中,熱傳遞流體可操作為加熱到約攝氏350度至約攝氏400度。在一些實施例中,熱傳遞流體可操作為加熱到在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度。在一些實施例中,在基板處理期間,熱傳遞流體經構造為將MMC基座主體維持在約攝氏10度的範圍內。在一些實施例中,基板支撐組件100(例如,MMC基座主體110)不包括電阻加熱器。在一些實施例中,基板支撐組件100(例如,MMC基座主體110)包括除了熱傳遞流體之外的一或多個電阻加熱器以控制基板的溫度。
在一些實施例中,將基板設置在(例如,固定到、靜電固定到)基板支撐組件100(例如,固定到MMC基座主體110)。在一些實施例中,回應於處理腔室處於閒置狀態(例如,不執行基板處理操作),基板支撐組件100將基板溫度維持在預定溫度(例如,在約攝氏200度至約攝氏350度之間的預定溫度)的正負10度內並且回應於處理腔室處於活動狀態(例如,執行基板處理操作、接通射頻(RF)、電漿處理等),基板支撐組件100將基板維持在預定溫度的正負10度內。基板支撐組件100經構造為在基板處理操作期間從電漿源排放熱量(例如,從基板排放熱量)。
在一些實施例中,MMC基座主體110包括上板114及下板116(例如,其等彼此結合)。在一些實例中,通道112藉由上板114的下表面形成,並且將下板116的上表面(例如,平坦上表面)固定(例如,結合、緊固、焊接等)到上板114的下表面的至少一部分。在一些實例中,通道112藉由下板116的上表面形成,並且將上板114的下表面(例如,平坦下表面)固定(例如,結合、緊固、焊接等)到下板116的上表面的至少一部分。在一些實例中,通道112藉由上板114的下表面並且藉由下板116的上表面形成。
MMC基座主體110的至少一部分(例如,上板114、下板)由MMC材料製成。在一些實施例中,上板114及下板116包括MMC材料。在一些實施例中,上板114及下板116由MMC材料製成。在一些實施例中,MMC材料(例如,基座主體110、上板114、下板116等)由金屬基質及陶瓷製成。金屬基質可以係鋁基質、鎂基質、鈦基質、鈷基質、鈷鎳合金基質的一或多個。陶瓷可以係碳化矽、碳纖維、硼絲、氧化鋁等的一或多個。陶瓷可係顆粒、纖維、長絲、及/或類似者。在一些實施例中,MMC基座主體110係約70%體積的陶瓷及約30%體積的金屬。在一些實施例中,MMC基座主體110係至少約40%體積的陶瓷(例如,至少約50%體積的陶瓷顆粒)。在一些實施例中,MMC基座主體110藉由將增強材料(例如,陶瓷顆粒)分散到金屬基質中來製成。在一些實施例中,增強材料經塗佈(例如,用鎳或鈦化硼塗佈的碳纖維)以防止與金屬基質的化學反應。金屬基質可係增強材料嵌入其中的整塊材料。
在一些實施例中,基板支撐組件100包括在MMC基板主體110上(例如,在上板114的上表面上)的塗層118(例如,電漿噴塗塗層、電子夾持層、氧化鋁、一或多種介電材料等)。塗層118可係MMC基板主體110的上表面(例如,上板114的上表面)。塗層118可保護MMC基板主體110不受基板處理操作的影響。塗層118可具有第一熱膨脹係數並且基板主體可具有實質上與第一熱膨脹係數相同的第二熱膨脹係數。
在一些實施例中,基板支撐組件100包括氣體分配板120(例如,氦氣分配板)。將氣體分配板120固定(例如,經由諸如螺釘、螺栓等的緊固件緊固)到MMC基座主體110(例如,到下板116)。氣體分配板120包括通道122。氣體(例如,氦氣、氬氣等)穿過通道122流動。在MMC基板主體110中的孔洞119(例如,在塗層118中的孔洞119A、在上板114中的孔洞119B、及在下板116中的孔洞119C)與通道122的一或多個部分對準。氣體穿過通道122及孔洞119流動到在MMC基座主體110之上的位置(例如,在基板之下的位置)。氣體分配板120可穿過孔洞119將氣體實質上均勻地分配到基板下方的不同位置。基板支撐組件100可係使用電壓來將基板固定到MMC基座主體110的靜電夾盤。藉由穿過通道112及孔洞119流動的氣體提供的壓力可小於藉由將基板固定到MMC基座主體110的靜電夾盤的電壓提供的壓力。在一些實施例中,氣體分配板120的至少一部分包括塗層(例如,電漿旋塗塗層、氧化鋁、一或多種介電材料等)以在基板處理期間防止腐蝕。
在一些實施例中,基板支撐組件100包括基座軸件130。基座軸件130設置在氣體分配板120之下。在一些實施例中,基座軸件130的至少一部分包括塗層(例如,電漿旋塗塗層、氧化鋁、一或多種介電材料等)以在基板處理期間防止腐蝕。
熱傳遞流體經構造為穿過基座軸件130中的供應通道132流動到MMC基座主體110中的通道112,並且從MMC基座主體110中的通道112流動到基座軸件130中的返回通道134。熱傳遞流體可以約50至約150升每分鐘穿過供應通道132、通道112、及返回通道134流動。熱傳遞流體可在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度下。在一些實施例中,供應通道132及返回通道134藉由基座軸件130形成。在一些實施例中,供應管形成供應通道132,並且返回管形成返回通道134。供應及返回管穿過基座軸件130的內部體積投送。
在一些實施例中,基板支撐組件100包括歧管138(例如,高溫熱傳遞流體歧管)。熱傳遞流體可從熱傳遞流體供應器(例如,熱傳遞流體源、泵、閥等),穿過供應通道132,穿過歧管138中的第一通道,穿過通道112,穿過歧管138中的第二通道,並且穿過返回通道134流動。來自返回通道134的熱傳遞流體可經處理(例如,加熱、冷卻、過濾、增加流動速率、泵送等)並且提供到供應通道132。歧管138可固定(例如,緊固、結合等)到MMC基座主體110(例如,到下板116)。在一些實施例中,將歧管固定到下板116、氣體分配板120、及/或基座軸件130的一或多個。
氣體(例如,氦氣、氬氣等)經構造為穿過基座軸件130中的氣體通道136流動到氣體分配板120中的通道122,並且穿過基座主體110中的孔洞119流動到基板之下的位置。在一些實施例中,氣體通道136藉由基座軸件130形成。在一些實施例中,氣體管形成氣體通道136。氣體管穿過基座軸件130的內部體積投送。
在一些實施例中,供應通道132及返回通道134各自具有約0.5至1.5吋(例如,約1吋)的內徑,並且氣體通道136具有約0.2至約0.3吋(例如,約0.25吋)的內徑。
處理腔室可用於執行增加處理腔室內的溫度的基板處理操作。基板支撐組件100可將MMC基座主體110加熱到高於室溫並且低於基板處理操作的溫度的溫度。在一些實例中,基板處理操作係在高於MMC基座主體110的溫度的溫度。例如,基板處理操作可係高於攝氏350度並且熱傳遞流體可將MMC基座主體110加熱到約攝氏350度。在處理腔室的閒置狀態(例如,不執行基板處理操作)期間,通道112中的熱傳遞流體可操作為將基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度的溫度(例如,約攝氏350度)。在處理腔室的活動狀態(例如,執行基板處理操作)期間,通道112中的熱傳遞流體可操作為將基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的溫度(例如,約攝氏350度)。
在一些實施例中,熱傳遞流體係在較低溫度(例如,約攝氏300度至約攝氏340度)下以冷卻基板(例如,在基板處理操作期間)並且熱傳遞流體係在較高溫度(例如,約攝氏350度至約攝氏400度)下以加熱基板(例如,在處理腔室的閒置狀態期間)。
在一些實施例中,控制器109控制基板支撐組件100、處理腔室、機器人、及/或基板處理系統的各個態樣。控制器109係及/或包括計算裝置,諸如個人電腦、伺服器電腦、可程式設計邏輯控制器(programmable logic controller; PLC)、微控制器等等。控制器109包括一或多個處理裝置,該等處理裝置在一些實施例中係通用處理裝置,諸如微處理器、中央處理單元、或類似者。更特定地,在一些實施例中,處理裝置係複雜指令集計算(complex instruction set computing; CISC)微處理器、精簡指令集計算(reduced instruction set computing; RISC)微處理器、極長指令詞(very long instruction word; VLIW)微處理器、或實施其他指令集的處理器或實施指令集組合的處理器。在一些實施例中,處理裝置係一或多個專用處理裝置,諸如特殊應用積體電路(application specific integrated circuit; ASIC)、現場可程式設計閘陣列(field programmable gate array; FPGA)、數位信號處理器(digital signal processor; DSP)、網路處理器、或類似者。在一些實施例中,控制器109包括資料儲存裝置(例如,一或多個磁碟驅動器及/或固態驅動器)、主記憶體、靜態記憶體、網路介面、及/或其他部件。在一些實施例中,控制器109執行指令以執行本文描述的方法或過程的任何一或多個。指令儲存在電腦可讀取儲存媒體上,該電腦可讀取儲存媒體包括主記憶體、靜態記憶體、二次儲存器及/或處理裝置(在執行指令期間)的一或多個。在一些實施例中,控制器109用於控制基板支撐組件100的一或多個參數(例如,溫度、壓力、流動速率、電壓等)。控制器109從與基板支撐組件100相關聯的一或多個感測器接收感測器資料。
在一些實施例中,一或多個感測器向控制器109提供感測器資料。感測器可包括熱電偶感測器、熱感測器、溫度感測器、壓力感測器、流動速率感測器、電壓感測器、及/或類似者的一或多個。
在一些實施例中,控制器109從感測器(例如,熱電偶、熱感測器、溫度感測器)接收與基板的溫度(例如,MMC基座主體110的溫度)相關聯的感測器資料。回應於基板的溫度滿足第一閾值溫度(例如,大於約攝氏350度),控制器109導致熱傳遞流體在較低溫度(例如,攝氏300度至攝氏340度)下穿過通道112流動以冷卻基板。回應於溫度滿足第二閾值溫度(例如,小於約攝氏350度),控制器109導致熱傳遞流體在較高溫度(例如,攝氏350度至攝氏400度)下穿過通道112流動以加熱基板。
在一些實施例中,控制器109從感測器(例如,壓力感測器、流動速率感測器等)接收與氣體分配板120相關聯的氣體壓力相關聯的感測器資料。在一些實施例中,感測器資料與(例如,氣體通道136的)氣體入口相關聯。在一些實施例中,感測器資料與通道122相關聯。在一些實施例中,感測器資料與在MMC基座主體110上設置的基板下方的位置相關聯。控制器109可將氣體控制為處於閾值壓力值下。在一些實施例中,控制器109接收與將基板固定到MMC基座主體110的靜電夾持力相關聯的電壓資料。在一些實施例中,基於電壓資料(例如,靜電夾持力)來決定氣體的閾值壓力值。
在一些實施例中,系統包括基板支撐組件100、控制器109、一或多個感測器、一或多個流體溫度調節裝置(例如,流體加熱器、流體冷卻器等)、及一或多個流動速率調節裝置(例如,泵、閥、再循環泵等)。回應於致動(例如,接通,藉由控制器109致動)基板處理設備,控制器109導致第一流動速率調節裝置(例如,泵、再循環泵等)以導致熱傳遞流體穿過供應通道132、通道112、及返回通道134流動。控制器109進一步導致流體溫度調節裝置以導致對熱傳遞流體的溫度調節(例如,導致加熱器將再循環熱傳遞流體加熱到約攝氏300度至約攝氏400度)。控制器109導致流動速率調節裝置(例如,閥、泵)以導致氣體(例如,氦氣)穿過氣體通道136、穿過通道122、並且穿過孔洞119流動到基板支撐組件100的上表面(例如,在基板下方)。控制器109決定處理腔室滿足第一閾值溫度(例如,處於閒置狀態,低於攝氏350度)並且導致流體溫度調節裝置(例如,加熱器)調節熱傳遞流體的溫度(例如,到約攝氏350度至約攝氏400度)以將基板加熱到約攝氏350度。控制器109決定處理腔室滿足第二閾值溫度(例如,處於活動狀態,高於約攝氏350度)並且導致流體溫度調節裝置(例如,冷卻器、冷凝器等)調節熱傳遞流體的溫度(例如,到約攝氏300度至約攝氏350度)以將基板冷卻到約攝氏350度。控制器109藉由控制熱傳遞流體的溫度來控制基板的溫度以在閒置狀態期間加熱基板並且在活動狀態期間冷卻基板。控制器109可將基板的溫度控制在正負10度內(例如,到約攝氏340度至約攝氏360度)。
第2A圖至第2C圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件200(例如,第1圖的基板支撐組件100)的MMC基座主體210(例如,第1圖的MMC基座主體110)的板(例如,第1圖的上板114)的視圖。第2A圖係俯視圖,第2B圖係側視圖,並且第2C圖係仰視圖。與其他圖式中的特徵相比,具有類似元件符號的特徵可包括相同或類似的結構及/或功能。
MMC基座主體210包括在MMC基座主體220的上表面上的塗層218(例如,第1圖的塗層118)。用於氣體(例如,氦氣)的孔洞219(例如,第1圖的孔洞119)藉由塗層218形成(例如,孔洞219A)並且藉由MMC基座主體形成(例如,上板214中的孔洞219B)。MMC基座主體210的上板214的下表面形成通道212(例如,第1圖的通道112)以接收熱傳遞流體,用於加熱MMC基座主體210及在MMC基座主體210上設置的基板。
第3A圖至第3C圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件300(例如,第1圖的基板支撐組件100)的氣體分配板320(例如,第1圖的氣體分配板120)的視圖。第3A圖係俯視圖,第3B圖係側視圖,並且第3C圖係仰視圖。與其他圖式中的特徵相比,具有類似元件符號的特徵可包括相同或類似的結構及/或功能。
氣體分配板320的上表面可形成通道322以接收氣體(例如,氦氣、氬氣等),氣體分配板320可固定(例如,緊固)到板(例如,第1圖的MMC基座主體110的下板116)以提供通道322的上表面。一或多個配接器324(例如,氣體羽流入口)可經構造為將通道322經由氣體入口孔洞326耦接到基座軸件(例如,第1圖的基座軸件130)的氣體通道(例如,第1圖的氣體通道136)。通道322與MMC基座主體中的孔洞(例如,第1圖的孔洞119、第2A圖及第2C圖的孔洞219)對準以向基板下方的位置提供氣體。
第4A圖至第4C示出了根據某些實施例的基板支撐組件400(例如,第1圖的基板支撐組件100)的部分的視圖。第4A圖係基座軸件430(例如,第1圖的基座軸件130)的側視圖,第4B圖係基座軸件430的仰視圖,並且第4C圖係不具有基座軸件430的基板支撐組件410(例如,第1圖的基板支撐組件100)的側視圖。與其他圖式中的特徵相比,具有類似元件符號的特徵可包括相同或類似的結構及/或功能。
基座軸件130包括細長的下部及帶凸緣的上部。帶凸緣的上部經構造為固定(例如,緊固)到氣體分配板420(例如,第1圖的氣體分配板120、第3A圖至第3C圖的氣體分配板320等)。
供應通道432(例如,第1圖的供應通道132)、返回通道434(例如,第1圖的返回通道134)、及氣體通道436(例如,第1圖的氣體通道436)在基座軸件130中設置。在一些實施例中,供應通道432、返回通道434、及氣體通道436藉由穿過基座軸件430投送的管形成。
第5圖示出了根據某些實施例的使用基板支撐組件的方法。在一些實施例中,方法500的一或多個操作藉由控制器(例如,第1圖的控制器109)執行。儘管以特定序列或次序圖示,除非另外聲明,否則可以修改製程次序。因此,所示出的實施例應當僅理解為實例,並且可以不同次序執行所示出的製程,且一些製程可以並行執行。此外,可以在各個實施例中省去一或多個製程。因此,在每一個實施例中不一定需要所有製程。
參見第5圖的方法500,於方塊502,導致熱傳遞流體穿過藉由MMC基座主體形成的通道流動以加熱MMC基座主體。控制器可導致流體溫度調節裝置(例如,加熱器)將熱傳遞流體加熱到在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度(例如,約攝氏350度)並且控制器可經由流動速率調節裝置(例如,泵、再循環泵、及/或閥)導致熱傳遞流體穿過MMC基座主體流動(例如,以約50至約150公升每分鐘)以將MMC基座主體加熱到在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度(例如,約攝氏350度)。在將基板放置在MMC基座主體上之前,MMC基座主體可經加熱(例如,經由熱傳遞流體)到在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度(例如,約攝氏350度)。回應於將基板放置在MMC基座主體上,將基板加熱到在約攝氏300度與約攝氏400度之間的溫度(例如,約攝氏350度)(例如,經由從MMC基座主體的熱傳導)。
於方塊504,導致氣體(例如,氦氣、氬氣等)穿過基座軸件中的氣體通道,穿過氣體分配板的通道,並且穿過MMC基座主體中的孔洞流動到基板下方的位置。控制器可經由流動速率調節裝置(例如,泵、閥等)提供氣體流動。氣體在基板的下表面上提供壓力。在一些實施例中,將基板的周邊部分實質上密封到MMC基座主體,使得氣體實質上封閉在基板下方。控制器可基於感測器資料(例如,壓力感測器資料、流動速率資料等)來提供氣體流動。控制器可導致在基板下方的氣體的壓力小於MMC基座主體的夾持電壓(例如,靜電夾持電壓)。
於方塊506,決定處理腔室處於閒置狀態。在一些實施例中,控制器接收與基板及/或MMC基座主體的溫度相關聯的感測器資料。回應於決定溫度滿足第一閾值溫度(例如,約攝氏350度或更低),控制器可決定處理腔室處於閒置狀態(例如,不執行基板處理操作)。在一些實施例中,控制器接收指示處理腔室不執行基板處理操作的資料。在一些實施例中,控制器控制處理腔室。
於方塊508,回應於處理腔室處於閒置狀態,導致熱傳遞流體穿過藉由MMC基座主體形成的通道流動以加熱基板。控制器可經由流體溫度調節裝置(例如,加熱器)導致對穿過MMC基座主體的通道流動的熱傳遞流體的第一溫度調節以加熱基板。在閒置狀態期間,熱傳遞流體在低於基板處理操作溫度(例如,在約攝氏350度與約攝氏400度之間)的溫度(例如,約攝氏350度)下以將基板加熱及維持在與室溫相比更接近基板處理操作溫度的溫度(例如,約攝氏350度)下。
於方塊510,決定處理腔室處於活動狀態。基於與基板及/或MMC基座主體的溫度相關聯的感測器資料,控制器可決定處理腔室處於活動狀態。控制器可接收指示處理腔室正執行基板處理操作的資料。控制器可具有指示處理腔室何時執行基板處理操作的排程。控制器可導致處理腔室執行基板處理操作。
於方塊512,回應於處理腔室處於活動狀態,導致熱傳遞流體穿過藉由MMC基座主體形成的通道流動以冷卻基板。控制器可經由流體溫度調節裝置(例如,冷卻器、冷凝器)導致對穿過MMC基座主體的通道流動的熱傳遞流體的第二溫度調節以冷卻基板。控制器可導致熱傳遞流體在與方塊508相比較低的溫度(例如,約攝氏300度至約攝氏350度)下以穿過MMC基座主體流動。熱傳遞流體可從基板處理操作吸收額外熱量以將基板(例如,及MMC基座主體)維持在MMC基座主體上的基板的閒置溫度(例如,約攝氏350度)的閾值溫度內(例如,正或負攝氏10度)。
在一些實施例中,執行方法500的操作的每一者,同時維持處理腔室中的密封環境。在一些實施例中,基於基板處理操作的溫度來調節熱傳遞流體、MMC基座主體、及/或基板的預定溫度。在一些實施例中,對於與對應基板處理操作相關聯的熱傳遞流體、MMC基座主體、及/或基板的每個預定溫度,在對應基板處理操作之前、期間、及之後將熱傳遞流體、MMC基座主體、及/或基板的溫度維持在閾值溫度內(例如,正或負攝氏10度)。
除非另外具體聲明,否則術語諸如「導致」、「決定」、「加熱」、「冷卻」、「流動」、「接收」、「發送」、「產生」、或類似者指將表示為電腦系統的暫存器及記憶體中的物理(電子)量的資料操控及變換為類似地表示為電腦系統的記憶體或暫存器或其他此種資訊儲存、傳輸、或顯示裝置內的物理量的其他資料的電腦系統執行或實施的動作及製程。此外,如本文使用,術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等意味著在不同元件之中進行區分的標記並且根據其數字命名不具有序數意義。
本文描述的實例亦關於一種用於執行本文描述的方法的設備。在一些實施例中,此設備經專門構造用於執行本文描述的方法,或包括藉由儲存在電腦系統中的電腦程式選擇性程式設計的通用電腦系統。在一些實施例中,此種電腦程式儲存在電腦可讀取有形儲存媒體中。
本文描述的方法及說明性實例並非固有地關於任何特定電腦或其他設備。各種通用系統可以根據本文描述的教示使用,或更專用的設備可以經構造以執行本文描述的方法及/或其獨立功能、常式、子常式、或操作的每一者。用於各種此等系統的結構的實例在上文描述中闡述。
前述描述闡述了數個具體細節,諸如具體系統、部件、方法等等的實例,以便提供對本揭示的若干實施例的良好理解。然而,本領域的技藝人士將顯而易見,本揭示的至少一些實施例可以在沒有此等具體細節的情況下實踐。在其他情況中,熟知的部件或方法未詳細描述並且以簡單的方塊圖格式提供,以便避免不必要地混淆本揭示。因此,闡述的具體細節僅係示例性的。特定實施方式可以從此等示例性細節改變並且仍預期在本揭示的範疇內。
如本文使用的術語「上方」、「下方」、「之間」、「在…上設置」、「支撐」、及「上」指一個材料層或部件相對於其他層或部件的相對位置。例如,在另一層上、上方、或下方設置的一個層可直接與其他層接觸或可具有一或多個插入層。此外,在兩個層之間設置的一個層可直接與兩個層接觸或可具有一或多個插入層。類似地,除非另外明確聲明,否則在兩個特徵之間設置的一個特徵可與相鄰特徵直接接觸或可具有一或多個插入層。
在整個此說明書中提及「一個實施例」或「一實施例」意指結合實施例描述的特定特徵、結構、或特性包括在至少一個實施例中。因此,在整個此說明書的各個位置中出現片語「在一個實施例中」或「在一實施例中」不一定皆指相同實施例。此外,術語「或」意欲意味著包括性「或」而非排除性「或」。當在本文中使用術語「約」或「近似」時,這意欲意味著所提供的標稱值在±10%內為精確的。
儘管以特定次序圖示及描述本文的方法的操作,可以改變每個方法的操作次序,使得某些操作逆向次序執行,使得某些操作至少部分與其他操作同時執行。在另一實施例中,不同操作的指令或子操作為間歇及/或交替方式。
將理解,以上描述意欲為說明性而非限制性的。在讀取及理解以上描述之後,眾多其他實施例將對本領域的技藝人士顯而易見。由此,本揭示的範疇應當參考隨附申請專利範圍連同此種申請專利範圍所賦予的等效物的全部範疇來決定。
100:基板支撐組件
109:控制器
110:MMC基座主體
112:通道
114:上板
116:下板
118:塗層
119A:孔洞
119B:孔洞
119C:孔洞
120:氣體分配板
122:通道
130:基座軸件
132:供應通道
134:返回通道
136:氣體通道
138:歧管
210:MMC基座主體
212:通道
214:上板
218:塗層
219A:孔洞
219B:孔洞
320:氣體分配板
322:通道
324:配接器
326:氣體入口孔洞
410:基板支撐組件
420:氣體分配板
430:基座軸件
432:供應通道
434:返回通道
436:氣體通道
500:方法
502:方塊
504:方塊
506:方塊
508:方塊
510:方塊
512:方塊
本揭示在附圖的圖式中藉由實例示出並且不作限制,在附圖中相同參考指示類似元件。應當注意,在本揭示中,對「一(an)」或「一個(one)」實施例的不同參考並非必須係相同實施例,並且此種參考意味著至少一個。
第1圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件。
第2A圖至第2C圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件的基座主體的板的視圖。
第3A圖至第3C圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件的氣體分配板的視圖。
第4A圖至第4C圖示出了根據某些實施例的基板支撐組件的部分的視圖。
第5圖示出了根據某些實施例的使用基板支撐組件的方法。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:基板支撐組件
109:控制器
110:MMC基座主體
112:通道
114:上板
116:下板
118:塗層
119A:孔洞
119B:孔洞
119C:孔洞
120:氣體分配板
122:通道
130:基座軸件
132:供應通道
134:返回通道
136:氣體通道
138:歧管
Claims (20)
- 一種基板支撐組件,包含: 一金屬基複合材料(MMC)基座主體,經構造為支撐一處理腔室中的一基板,該MMC基座主體形成經構造為接收熱傳遞流體的一或多個通道,其中該熱傳遞流體可操作為在該處理腔室的一閒置狀態期間加熱該基板,並且其中該熱傳遞流體可操作為在該處理腔室的一活動狀態期間冷卻該基板。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該熱傳遞流體可操作為在該處理腔室的該閒置狀態期間將該基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第一溫度,並且其中該熱傳遞流體可操作為在該處理腔室的該活動狀態期間將該基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第二溫度。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,進一步包含在該MMC基座主體上設置的一塗層,該塗層具有類似於該MMC基座主體的一第二熱膨脹係數的一第一熱膨脹係數。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,進一步包含在該MMC基座主體下方設置的一氣體分配板,該氣體分配板形成複數個通道,其中氣體可操作為穿過該氣體分配板的該一或多個通道,穿過該MMC基座主體中的孔洞流動,並且流動到藉由該MMC基座主體支撐的該基板下方的一位置。
- 如請求項4所述的基板支撐組件,其中該MMC基座主體包含一第一板及一第二板,其中該第一板的一下表面形成該一或多個通道,其中該第二板結合到該第一板的該下表面的至少一部分,其中該氣體分配板的一上表面形成該複數個通道,並且其中將該氣體分配板的該上表面的的至少一部分緊固到該第二板。
- 如請求項4所述的基板支撐組件,進一步包含在該氣體分配板下方設置的一基座軸件,其中該熱傳遞流體可操作為穿過該基座軸件中的一供應通道流動到該MMC基座主體並且從該MMC基座主體穿過該基座軸件中的一返回通道,其中氣體可操作為穿過該基座軸件中的一氣體通道流動到該氣體分配板,穿過在該氣體分配板中形成的該複數個通道,並且穿過穿過該MMC基座主體的該等孔洞流動到藉由該MMC基座主體支撐的該基板下方的該位置。
- 如請求項6所述的基板支撐組件,進一步包含在該氣體分配板的至少一部分及該基座軸件的至少一部分上的一電漿噴塗塗層以在基板處理期間防止腐蝕。
- 如請求項6所述的基板支撐組件,其中該供應通道藉由一第一管形成並且該返回通道藉由一第二管形成,該第一管及該第二管在該基座軸件中設置。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該基板支撐組件係一靜電夾盤。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該熱傳遞流體在一第三溫度下以在該閒置狀態期間加熱該基板,其中該熱傳遞流體在一第四溫度下以在該活動狀態期間冷卻該基板,並且其中該第四溫度低於該第三溫度。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該熱傳遞流體可操作為以約50至約150升每分鐘穿過該MMC基座主體的該一或多個通道流動。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該熱傳遞流體係可操作為加熱到約攝氏350度至約攝氏400度的一合成的有機熱傳遞介質。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該熱傳遞流體可操作為在該處理腔室的該閒置狀態及該處理腔室的該活動狀態期間將該基板維持在約一攝氏10度範圍內。
- 如請求項1所述的基板支撐組件,其中該MMC基座主體包含一金屬基複合材料,該金屬基複合材料包含一金屬基質及陶瓷顆粒。
- 一種系統,包含: 一金屬基複合材料(MMC)基座主體,經構造為支撐一處理腔室中的一基板,該MMC基座主體形成一或多個通道; 一或多個流體溫度調節裝置,經構造為調節一熱傳遞流體的溫度; 一控制器,耦接到該一或多個流體溫度調節裝置及該流動速率調節裝置,其中該控制器用於: 回應於決定該處理腔室處於一閒置狀態,經由該一或多個流體溫度調節裝置的至少一者導致對穿過該一或多個通道流動的該熱傳遞流體的第一溫度調節以將該基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第一溫度;以及 回應於決定該處理腔室處於一活動狀態,經由該一或多個流體溫度調節裝置的一或多個導致對穿過該一或多個通道流動的該熱傳遞流體的第二溫度調節以將該基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第二溫度。
- 如請求項15所述的系統,其中為了決定該處理腔室處於該閒置狀態,該控制器用於下列的一或多個: 從一感測器接收感測器資料並且基於該感測器資料決定與該基板相關聯的一第三溫度滿足一第一閾值溫度;或 接收指示該處理腔室未執行一基板處理操作的資訊。
- 如請求項15所述的系統,其中為了決定該處理腔室處於該活動狀態,該控制器用於下列的一或多個: 從一感測器接收感測器資料並且基於該感測器資料決定與該基板相關聯的一第四溫度滿足一第二閾值溫度;或 接收指示該處理腔室正執行一基板處理操作的資訊。
- 如請求項15所述的系統,進一步包含一流動速率調節裝置,其中該控制器進一步經由該流動速率調節裝置導致該流體穿過藉由該MMC基座主體形成的該一或多個通道流動。
- 一種方法,包含以下步驟: 導致熱傳遞流體穿過藉由一金屬基複合材料(MMC)基座主體形成的一或多個通道流動; 回應於一處理腔室處於一閒置狀態,導致對穿過該一或多個通道流動的該熱傳遞流體的第一溫度調節以將在該MMC基座主體上設置的一基板加熱到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第一溫度;以及 回應於該處理腔室處於一活動狀態,導致對穿過該一或多個通道流動的該熱傳遞流體的第二溫度調節以將在MMC基座主體上設置的該基板冷卻到在約攝氏300度至約攝氏400度之間的一第二溫度。
- 如請求項18所述的方法,進一步包含以下步驟:導致氣體穿過一基座軸件中的一氣體通道,穿過一氣體分配板的複數個通道、並且穿過該MMC基座主體中的孔洞流動到該基板下方的一位置。
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