TWI357629B - An electrostatic chuck for receiving a substrate i - Google Patents

Description

1357629 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種用於在基板處理腔室中保持基板 板支架。 【先前技術】 在諸如半導體和顯示器的基板處理中，靜電吸盤 以固持基板於一腔室中，以便處理該基板上的一層。 的靜電吸盤包括由諸如陶瓷或聚合物之類的介電質所 的電極。當對電極充電時，靜電電荷積累在電極和基相 其所引起的靜電力可固持基板在吸盤上。通常，通過 氦氣在基板背部的方式來控制基板的溫度，以增強在 背部和吸盤表面之間介面處所有微間隙的熱交換速率 以通過底座支撐該靜電吸盤，其中該底座具有用於在 流過流體從而冷卻或加熱吸盤的多個通道。當將基板 地保持在吸盤上後，將處理氣體引入到腔室中並且形 於處理基板的電漿。可以利用CVD、PVD、蝕刻、佈 氧化、氮化或其他製程來處理基板。 在處理期間，在整個基板表面的徑向方向上的的 速率通常不均勻，因而造成在整個基板表面上產生同 理帶。這類不均勻處理也可因腔室内氣體物質或者電 佈不均勻所造成《例如，整個腔室内氣體的分佈可能 腔室中進氣口和排氣口相對於基板表面的位置而改變 外，質傳機制也會改變氣態物質的消散速率與氣體到 整個基板表面不同區域的速率。在處理腔室中的非均 負載也可能引起非均勻處理速率。例如，由於從電漿 基板耦合的能量或者從腔室壁反射的輻射熱量都可能 的基

係用 典型 覆蓋 .上’ 保持 基板 o "〇J~ 其中 牢固 成用 植、 處理 心處 漿分 隨著 。此 達在 勻轨 4 I 鞘向 引起 5

1357629 不同的熱負載。由於主動和被動電子元件係在基板上 區域（例如，遇邊和中心基板區域）製造，因此不希 整個基板上出現處理偏差。 因此，在基板處理期間，人們希望減少整個基板 的處理速率和其他處理特性的變化。同時人們還希望 基板整個處理表面不同區域的溫度。此外還希望在處 間控制整個基板的溫度分佈。 【發明内容】 本發明目的在於提供一種靜電吸盤以及支撐可 基板的基板支架，其基本上能夠解決由於現有技術中 的缺點所産生一個或者多個問題。 如本發明一態樣，提供了一種在處理腔室中用於 基板的靜電吸盤，該靜電吸盤包括：（a)陶瓷圓盤， 括基板容納表面及包括多個隔開的臺面的相對的背面 多個熱傳送氣體導管，穿過陶瓷主體並在該基板容納 上的埠處終止，以向該基板容納表面提供熱傳送氣體 電極，該電極嵌入在該陶瓷圓盤中以產生用於容納放 該基板容納表面上的基板的靜電力；（d)嵌入在該陶 盤中的第一和第二加熱線圈，該加熱線圈徑向隔離並 繞彼此同心設置，該第一加熱線圈位於該陶瓷圓盤的 部分，而該第二加熱線圈位於該陶瓷圓盤的中心部分 樣使得該第一和第二加熱線圈允許對該陶瓷圓盤的中 分和週邊部分進行溫度獨立控制，並與該陶瓷圓盤的 不同 望在 表面 控制 理期 固持 存在 容納 '其包 ；(b) 表面 ；(c) 置在 瓷圓 且圍 週邊 ，這 心部 該背 1357629 面上的該臺面協同運作以允許調整放置在該陶瓷圓盤的 板容納表面上的基板的溫度分佈。 如本發明一態樣，提供了一種用於減少在通過基板 理腔室中的底座支撐的靜電吸盤上製程沉積物的形成以 * 保護其不受侵蝕的環組件，該靜電吸盤包括陶瓷圓盤， 陶瓷圓盤具有包括第一和第二階的週邊壁架，以及該底 包括頂表面，該頂表面具有吸盤容納部分和延伸超過該 φ 盤的週邊部分，該環組件包括：（a )能固定到該底座頂 面週邊部分的鎖緊環，該鎖緊環具有唇緣、頂表面和外 表面，其中該唇緣徑向向内延伸以放置在該陶瓷圓盤週 壁架該第一階上從而在該陶瓷圓盤和該底座的頂表面之 形成氣密封；以及（b )邊緣環，包括具有放置在該鎖緊 頂表面上的基腳的帶、圍繞該鎖緊環外側的環形外牆， 及覆蓋該陶瓷圓盤週邊壁架該第二階的凸緣，由此該鎖 環和該邊緣環協同運作以在基板處理腔室中處理基板期 φ 減少支撐在該底座上之該靜電吸盤上的製程沉積物的 成，並保護其不受侵蝕。 如本發明另一態樣，提供了一種在基板處理腔室中 於支撐靜電吸盤的底座，其中，該靜電吸盤包括（i)具 '基板容納表面和相對背面的陶瓷圓盤，（i i )穿過該陶瓷 盤並終止在該基板容納表面上的埠處的多個熱傳送氣體 管，以向該基板容納表面提供熱傳送氣體，（iii)嵌入 該陶瓷圓盤中以産生靜電力的電極，以及（iv)嵌入在 基 處 及 該 座 吸 表 側 邊 間 環 以 緊 間 形 用 有 圓 導 在 該 1357629

陶瓷圓盤中的第一和第二加熱線圈，該底座包括：（a)具 有頂表面的金屬主體，其中該頂表面包括吸盤容納部分以 容納該陶瓷圓盤的背面和徑向向外延伸超過該陶瓷圓盤的 週邊部分，該吸盤容納表面包括週邊凹槽以容納在該陶瓷 圓盤的背面周圍的空氣；（b)用於向該陶瓷圓盤中的熱傳 送氣體導管供應熱傳送氣體的熱傳送通路；（c)在該金屬 主體中用於迴圈其中的流體的多個流體通道；（d)用於傳 導電功率到該靜電吸盤的該電極的電接頭組件，該電接頭組 件包括具有在其中嵌入用於供應電功率到該電極的多個接 線柱的陶瓷絕缘套和該靜電吸盤的加熱線圈，由接觸帶環繞 的每個接線柱包括金屬並具有多個熱傳送窗。 如本發明另一態樣，提供了一種在處理腔室中用於容 納基板的基板支架，該元件包括：（a)靜電吸盤包括：（i) 包括基板容納表面和相對的背面的陶瓷圓盤，以及具有階的 週邊壁架；（ii )穿過該陶瓷主體並且在該基板容納表面上 的埠處終止以向該基板容納表面提供熱傳送氣體的多個熱 傳送氣體導管；（ii〇嵌入在該陶瓷圓盤中的電極，該電極 可充電以産生用於容納放置在該基板容納表面上的基板的 靜電力；（b)底座，包括金屬主體，該金屬主體具有包括 吸盤容納部分以容納該陶瓷圓盤的該背面的頂表面和徑向 向外延伸超過該陶瓷圓盤的週邊部分；（c )邊緣環，設置 在該陶瓷圓盤的該週邊壁架的階上以與容納在該陶瓷圓盤 的容納表面上的基板的上部邊緣形成密封；以及（d )鎖緊 環，固定到該底座上的該週邊部分，該鎖緊環具有徑向向外 1357629 延伸以放置在該陶瓷圓盤的該週邊壁架上從而與該陶瓷圓 盤形成氣密封的唇緣。 本發明可實現包括以下的一個或多個優點。本發明可 以減小基板表面的處理速率和其他處理特性的變化，同時可 以實現控制基板的整個處理表面的不同區域的溫度。此外還 可以在處理期間控制整個基板的溫度分佈。

以下將結合附圖詳細描述本發明的一個或多個實施方式。本 發明的其他目的、特徵、方面和優點在以下描述並結合附圖 和請求項書中將變得更加明顯可見。 【實施方式】 如第1圖所示，在靜電吸盤20的一個實施方式中，其 包括具有基板容納表面26的陶瓷圓盤24，其中基板容納表 面26是圓盤24的頂表面並係用以固持基板25。陶瓷圓盤 24還具有與基板容納表面26相對的背面28。陶瓷圓盤24 具有包括第一階31和第二階33的週邊壁架29。陶瓷圓盤至 少包括一種下列物質：氧化鋁、氮化鋁、氧化矽、碳化矽、 氮化矽、氧化鈦、氧化锆及其混合物。陶瓷圓盤24可以是 由熱壓和燒結陶瓷粉末製成的整體單一陶瓷，然後將此加工 燒結形態研磨形成圓盤24的最終形狀。 陶瓷圓盤24的背面28包括多個隔開的臺面30。在一 個方案中，該些臺面3 0是利用多個間隙3 2而彼此分開的柱 狀凸起。在使用中，由諸如空氣的氣體填充間隙3 2以調節 從背面28到其他下表面的熱傳速率。在一個實施方式中， (S ') 9 1357629 該些臺面包括狀凸起(其甚至可 面28向上延伸，該此杈 马杈子）並從表 二柱子具有矩形或圓采 臺面30的高度可以是從 面形狀。該些 疋处約10微水到約5〇微 30的寬度（或者直徑）則從約5〇〇 該二臺面 而，該些臺面30也可以具有其他形狀和二5。。。微米。然 + ^ 4， 4, ^ \ T ’ 例如，圓錐 或矩形塊，或者甚至不同尺寸的凸緣。— 個方幸Φ，<4^；· 臺面30係利用具有適宜小的珠子尺寸（例如幾：微米;二 珠子A擊背面28來形成以利用㈣方法钱刻掉背面^的材 料以形成具有介於其中之間隙32的成型臺面Μ。 陶€圓盤24還包括嵌人在其中的電極％以產生用於 固持放置在基板容納表面26上的基板的靜電力。電極“是 諸=金屬的㈣，並且成形料極或雙極電極。單極電極包 :單-的導體，並具有與外部電源的單_電連接，並與在腔 至令形成的上方電聚中的讲f私义+Λ η 电I Τ的何電粒子協同作用以施加偏壓橫 越固持在吸盤20上的整個基板。雙極電極具有兩個或多個 導體，其中每一個導體相對於其他導體施加偏壓以產生可用 來固持基板的靜電力。電極36可以成形爲金屬絲網或者具 有適g開口區域的金屬盤。例如，包括單極電.極的電極％ 可以是如圖所示的嵌入在陶瓷圓盤中的單一連續金屬絲 網。包括雙極電極的電極36的一個實施方式可以橫越c形 垂直腳之一對可完成c形狀之彼此相對的c形板。電極36 可以由鋁、銅、鐵、鉬'鈦、鎢或者其合金組成。電極36 的一個方案包括鉬網。電極36與接線柱58 (terminai p〇st 58) 相連，其中接線柱5 8將來自外部電源的電功率供應到電極 C S ) 10 1357629 3 6 〇

陶瓷圓盤24還具有多個熱傳送氣體導管3 8a、3 8b，其 通過陶瓷主體並终止在基板容納表面26的埠40a、40b内以 向基板容納表面26提供熱傳送氣體。將諸如氦的熱傳送氣 體供應到基板背面34的下部以傳導熱使其遠離覆蓋基板25 並到達陶瓷圓盤24的容納表面26。例如，可以定位第一氣 體導管38a以向基板容納表面26的中心加熱區42a供應熱 傳送氣體，以及可以定位第二氣體導管38b以向基板容納表 面26的週邊加熱區42b供應熱傳送氣體。陶瓷圓盤24的基 板容納表面26的中心加熱區42a和週邊加熱區42b允許基 板處理表面44的相應部分分別保持不同的溫度，例如，基 板25的上部中心加熱區42a和週邊加熱區42b。 使用多個加熱線圈5 0、52，例如嵌入在陶瓷圓盤24 中的第一加熱線圈5 0和第二加熱線圈5 2，可以進一步控制 在陶瓷圓盤24的基板容納表面26的中心加熱區42a和週邊 加熱區42b處的溫度。例如，加熱線圈50、52可以徑向隔 開並且關於彼此呈同心圓設置。在一個方案中，第一加熱線 圈50位於陶瓷圓盤24的中心部分54a，而第二加熱線圈52 位於陶瓷圓盤24的週邊部分54b處。第一和第二加熱線圈 5 0、5 2允許獨立控制陶瓷圓盤2 4的中心部分5 4 a和週邊部 分54b的溫度，並且進一步與在陶瓷圓盤24的背面28上的 該些臺面30協同運作以允許調節放置在陶瓷圓盤24的容納 表面26上的基板25的溫度分佈。 每個加熱線圈50、52均具有獨立控制加熱區42a、42b 1357629

的溫度的能力以在整個基板25的處理表面44的徑向方向實 現不同的處理速率或者特性。同樣地，可以在兩個加熱區 42a、b保持不同的溫度以影響基板25的上部中心和週邊區 域4 6a、b的溫度，從而抵消在基板25的處理期間發生的任 何改變的氣體物質分佈或熱負載。例如，當在基板25的處 理表面44的週邊部分46b處的氣體物質沒有在中心部分46a 的氣體物質活曜時，將週邊加熱區42b的溫度提高到高於中 心加熱區42a的溫度以在基板25的整個處理表面44提供更 一致的處理速率或處理特性。 在一個方案中，第一和第二加熱線圈50、52都包括電 阻加熱元件的圓形環，其中電阻加熱元件並排設置，並且甚 至可以實質位在相同平面上。例如，加熱線圈5 0、5 2都可 以是在陶瓷圓盤24的主體中的徑向向内逐漸盤旋的連續同 心環。加熱線圈5 0、5 2還可以是在圍繞經過線圈中心的轴 盤旋的螺旋形的線圈，例如類似於電燈燈絲，其設置在陶瓷 圓盤24的整個體内的同心圓中。電阻加熱元件可以由不同 的電阻材料組成，例如鉬。在一個方案中，加熱線圈5 0、5 2 都包括足夠高的電阻以維持陶瓷圓盤24的基板容納表面26 在從約8 0到約2 5 0 ° C的溫度。在一個方案中，線圈的電阻 是從約4到約12歐姆。在一個例子中，第一加熱線圈5 0具 有6.5歐姆的電阻而第二加熱線圈52具有8.5歐姆的電阻。 經由通過陶瓷圓盤24延伸的獨立接線柱58a-d向加熱線圈 5 0、5 2提供能量。 結合加熱線圈5 0、5 2，也可以兩個區4 2 a、b中控制熱 < S ) 12 1357629

傳 勻 下 速 兩 個 過 的 於 分 邊 度 觸 面 基 • 盤 60 和 70 70 感 圓 送氣體的壓力以使整個基板25上的基板處理速率更均 。例如，兩個區 42a、b都可以設置爲在不同的平衡壓力 保持熱傳送氣體，以從基板25背部34提供不同的熱傳送 率。此係經由以下方式完成：分別通過導管 38a、38b在 不同壓力下供應熱傳送氣體，並從基板容納表面26的兩 不同位置處離開。 靜電吸盤20還可以包括光學溫度感測器60a、b，其穿 在陶瓷圓盤24中的孔62a、b以接觸並準確測量基板25 上部中心和週邊部分46a ' b的溫度。第一感測器60a位 陶曼圓盤24的中心加熱區42a處以Ί買取基板2 5的中心部 46a的溫度，並且第二感測器60b位於陶瓷圓盤24的週 加熱區42b處以相對地讀取基板25的週邊部分46b的溫 。光學溫度感測器60a、b位於吸盤20中，使得感測器的 頭64a、b和陶瓷圓盤24的基板容納表面26位於同一平 中，從而感測器觸頭64a、b可以接觸保持在吸盤20上的 板25的背面34。感測器60a、b的臂66a、b通過陶曼圓 24的主體垂直延伸。 如第3圖所示，在一個方案中，每個光學溫度感測器 包括熱感測器探針68，該探針68包括成形爲具有側壁72 用作觸頭的圓頂狀頂部74的封閉圓柱體的銅帽70。銅帽 可以由無氧銅材料組成。磷塞76嵌入内部，並且與銅帽 的頂部74直接接觸。嵌入在銅帽70中的磷塞76對熱傳 探針68提供更快及更敏感熱回應。銅帽76的觸頭64是 頂狀的頂部74以允許與不同基板25的重復接觸而不會侵 13 1357629 蝕或破壞基板。銅帽7〇具有用於容納環氧樹脂79的凹槽78 以在感測器探針68中黏貼銅帽7〇。 磷塞76以紅外線形式將熱量轉化爲穿過光學纖維束 80的光子。光學纖維束80可以由硼矽酸鹽玻璃纖維組成。 • 通過套管82包圍光學纖維束80,反過來通過隔溫套84部分 環繞套管82，隔溫套84用作將溫度感測器與支撐陶瓷圓盤 的底座的熱絕緣。套管82可以是玻璃管以提供與周圍構造 ^ 的更好的熱絕緣，但是還可以由諸如銅的金屬製成。隔溫套 84可以由peek(—種聚醚醚酮）組成，而且還可以是由 Delaware 的 Dupont de Nemours 公司製造的 Teflon® (聚四 氟乙稀）。 如第4A、4B及5圖所示，基板支架9〇包括固定到底

座91的靜電吸盤20,其中底座91用於支撐和固定吸盤2〇。 底座91包括具有頂表面94的金屬主體92,其中頂表面％ 具有吸盤容納部分96和週邊部分98。頂表面94的吸盤容納 部分96適於容納靜電吸盤2〇的陶兗圓盤24的背面μ。底 座91的週邊部分98徑向向外延伸超過陶究圓盤μ。底座 91的週邊部分98可以適於容納鎖緊環⑽其可以固定到 底座週邊部分的頂表面上。底座91的金屬主體”具有從底 座的底表® !〇4到底座91的頂表面94的多個通路M2 ,用 於：如，容納終端58“或者送入氣體到陶㈣盤Μ的氣體 底座的頂表® 94的〇及盤容納部* %包括一個或多 個凹槽1〇“、觀，以保持並流動空氣於陶竞圓…整

(S 14 1357629 個背面。在—個實施方式中，吸盤容納部分96包括週邊凹 槽i〇6a，該週邊凹槽丨06a與陶瓷圓盤24背面28上的多個 臺面30協同運作，以控制來自陶瓷圓盤24的週邊部分$牡 的熱傳送速率。在另-實施方式中’結合週邊凹槽106a使 用中心凹槽106b以調節來自陶瓷圓盤24的中心部分54a的 熱傳送。 在底座91頂表面94中的凹槽106a '丨〇6b與在陶瓷圓 盤24背面28上的臺面3〇協同運作以進一步調節整個基板 處理表面44的溫度。例如，臺面3〇的形狀、尺寸和間距控 制與底座91的頂表面94接觸的臺& 3〇的接觸表面總量， 從而控制交界面的總熱傳導面積。例如，可以設計臺面 的形狀和大小，使得實際上陶究圓盤24的背面28僅有總面 積的50%或更少，例如3〇%與底座”的頂表面μ接觸。接 觸面積越小’整個基板處理表面44的溫度越高。同樣，在 臺面3 0和整個背面2 8夕μ m a , 節。 牙面8之間提供空氣以用_進一步的溫度調 陶究圓盤2"面28上的臺面3〇， 模式分佈在整個背面2R μ非均勻 徊月面28上。在均勻模式中臺 距離（以間隙32表示）基太 〇之間的 )丞本上相同，但以非均勻隔 離在整個表面2 8上變彳t 的縫隙距 變化。還可以在整個表面28 30的形狀和尺寸《例如，叮 變化臺面 丁坍如’可以設置非均勻的臺 以在陶瓷圓盤24整個背 ·^的Μ式 牙面28上在不同的區域提 觸表面量’以分別控制來自圓盤24的中心和週邊部八二 ⑽的熱傳送速率，並且因此控制在基板25的上部中刀心和3週 15 1357629 邊部分46a、46b處的溫度。 底座91還包括多個通道"ο，用於迴流諸如水之類的 机體的。具有迴流冷卻流體的底座91用作熱交換器以控制 吸盤20#姐度從而在基& 25 #整個處理纟& 44上達到所 需皿度。可以加熱或冷卻穿過通道的流體以提高或者降 低吸盤2〇的溫度及在吸盤20上保持的基板25的溫度。在 個方案中，没S十通道！ 1 〇的形狀和大小以允許流體從其中 流過從而將底座91的溫度保持在從約〇到12〇〇c。 底座91還包括用於將電源傳導到靜電吸盤20的電極 36的電接頭組件。電接頭組# ! 2q包括n絕緣纟t 。陶 瓷絕緣套124可以是氧化鋁。多個接線柱58嵌入在陶瓷絕 緣套124 β。接線柱58、58a-b向靜電吸盤20的電極36和 加熱線圈5〇、52提供電功率。例如，接線枉58可以包括鋼 枉。 H钱觸帶140使其以圍繞電接頭組 件的接線柱58、58a-d。每個接觸帶14〇包括金屬，例如銅 合金。接觸帶140的結構主體包括適於圍燒接線柱μ安裝 的外殼142»外殼142的形狀依賴於柱58的形狀，並且優選 地，應該模仿柱58的形狀。外殼M2的部分或者條146包 括具有多個缝148和多個熱交換窗15〇的 —^ 以一疋圖 案設計該縫148從而與該缝交替設置窗15〇。在一個實施方 式中，多個縫M8和窗150從條146的頂邊緣152延伸到條 146的底邊緣！54或者外殼142的部分。多個縫i48和窗 形成減少外殼142硬度並允許其符合在接線柱58或者終端 (S ·) 16 1357629 的外表面形狀的彈簧貼姑η 坪黄狀特徵。在外殼142的條 缝148的構造，通過 、 上的多個 殼142的内暴露表面M 接線柱58與外 的主要區域接觸。這依撂户 140和終端之間實現最佳熱傳送。 I侍在接觸帶 第5A 5B圖所示，還可以設置環組件 包括由底座91支撐的靜 以減少在 电吸盤20的基板支架 域形成製程沉積物， 的週邊區 从及保護其不受侵蝕。環

鎖緊環1 〇〇，丈通讲咕L ，'且件1 70包括 '、通過諸如螺釘或螺栓（未示出）的固… 固疋到底座91的頂类品0/f 疋裝置 直… 頂表面94的週邊部分⑼上。鎖緊環1〇〇 具有橫向並徑向向内延伸的唇緣m、頂表面PA和外側表 面176。唇緣172具有設置在陶瓷圓Μ 24的週邊壁架29的 第：階31上的下表面173，以和陶瓷圓盤24形成氣密封。 在 方案中下表面173包括聚合物層，例如包括聚醢亞 胺’以形成良好的氣密封。鎖緊環1〇〇由可以抵抗等離子侵 蝕的材料製成，例如諸如不銹鋼 '鈦或鋁的金屬材料，或者 諸如氧化鋁的陶瓷材料。 環組件還包括璋緣環丨80 ,邊緣環丨8〇包括具有設置在 鎖緊％ 100的頂表面174上的基腳184的帶182。邊緣環還 具有圍繞鎖緊環1 〇 〇的外側表面1 7 6的環形外壁1 8 6以減少 或甚至完全阻止濺射沈積物在鎖緊環1〇〇上的沈積，否則該 外側表面1 76將暴露於工藝環境。邊緣環丨8〇還包括遮蓋陶 曼圓盤24的週邊壁架29的第二階33的凸緣190。巴緣I90 包括在基板25的懸臂邊緣196下面終止的突出物；(94。凸緣 190限定環1〇〇的内周界’其中環1〇〇圍繞基板25的遇邊以 17

(S 1357629 f處理期間保護沒有被基板2S覆蓋的 *組件17。的鎖緊環，邊緣環18。協同運作:在= 的虛ϊ® #日日％ ^从在基板2 5 積減…在底座91上的靜電吸盤2。上的製程沉 架90 I二以及保護其不受侵姓。邊緣環180保護基板支 /' 0的暴路的側表面’以減少高能電漿物質的侵蝕。可以

:易卸下環組件170’以清洗來自環100、18。之暴露表面上 7沈積物，使得不必拆除待被清洗的整個基板支架90。邊緣 環1 8 0包括陶瓷，例如石英。 在基板處理裝置200中可以採用包括靜電吸盤2〇和底 座91的基板支架90，其示例性方法在第8圖中示出。裝置 200包括具有圍牆202的腔室201，以及在一個方案中，腔 室201是Dps Advantage腔室。氣源204通過氣孔203向腔 室提供處理氣體’該處理氣體爲能處理基板25的氣體，諸 如钱刻氣體’例如’諸如氣或者氯化氫的含鹵氣體；或者諸 如CVD或PVD氣體的沈積氣體，例如，用於沈積介電或半 導體材料的氣體。設置氣體激發器208用於分別向處理氣體 施加電容或電感耦合RF能量，或者向處理氣體（未示出） 中傳輸微波能量，從而形成高能氣體以處理基板25。例如， 經由電極電源230和腔室201的電接地牆202 ’可以通過向 靜電吸盤20的電極36施加RF電壓向處理氣體施加電容性 能量。電極電源230還提供DC吸引電壓以充電吸盤20的電 極36，從而靜電保持基板25。經由感應線圈205，還可以通 過向處理氣體耦合電感能量對處理氣體施加能量。可選地， 經由遠端腔室（未示出）中的微波導管，通過向處理氣體施 18 丄妁7629 加的輕合微波能_ 重向處理氣體供給能量。在腔室201中將基 板2 5保持在靜雷j1 盤20的容納表面26上，而靜電吸盤2〇 位於底座91上。 通過控制益·2 12控制腔室，其中控制器212通常包括 〇有，、記隐體和週邊的電腦元件連接的中央處理器（CP。） 的電腦308，CPU诖如* ώ 1 如來自加州Santa Clara市英特爾公司製 化的商用灯騰處理器。記憶體可以包括諸如CD或者軟碟的 移動記憶體、諸如硬碟的不可移動記憶體和隨機記憶體 (RAM)。控制器212還可以包括硬體介面，其包括類比或 數位輸入和輸出板和電動機控制器板。操作員可以經由顯示 器或者資料登錄器件與腔室控制器212通信。爲了選擇具體 的螢幕或功能’操作員使用諸如鍵盤或光筆的資料登錄器件 輸入選擇。 控制器212還包括存儲在記憶體中的電腦可讀取程 ^ U括祀控制和監視在腔室201中執行工藝的處理編碼。 可以以任何傳統的電腦可讀取程式語言編寫電腦可讀取程 式採用傳統的文本編輯器將適當的程式編碼輸入到的單一 或夕個文件’以及存儲或收錄在記憶體的電腦可使用媒體 中如果輸入的編碼文本是高階語言，編輯編碼，並且然後 產生的編輯器編碼與預編輯的庫應用程式的目標編碼連 接爲了執行連接、編輯的目標編碼，使用者調用目標編碼， 使得CPU讀取並執行編碼以完成在程式中識别的任務。程式 可以包括溫度控制指令集以控制基板25的不同區域處的溫 度’例如通過向吸盤20的陶瓷圓盤24的第—和第二加熱線 19 (S ) 1357629 圈50、52獨立施加不同的電功率，調整通過導體38a b的 熱傳送氡體的流動並控制通過底座91的通道11〇的流體的 流速。工藝反饋控制指令集可以用作溫度監控指令集之間的 & 反饋控制環路以調整施加給諸如加熱線圈5〇、52的腔室元 •.件的功率、經過導管38a ' b的熱傳輪氣體流以及經過底座 91的通道1 10的流體流動，溫度監控指令集從光學溫度感測 窃6〇a、b接收溫度信號。當描述爲用於製成—系列任務的 鲁單獨指令集時’每個指令集都可以與其他指令集結合或者交 錯；因此，腔室控制器212和在此描述的電腦可讀取程式不 應該局限於在此描述的功能性程式的具體方案。 “ 雖然參照一些優選方案描述了本發明，然而， 存在其他方案。例如’除了此處描述的，基板支架可以用二 其他腔室及其他工藝。因此，所附的請求項書； 此包括的優選方案的描述。 ’一^於在

I圆式間皁說明J 通過以下的說明書、請炎 曰.。月衣項以及不出本發明竇故γ 附圖可以使本發明的所述特糌古安4成 耳施例的 符徵' 方案和優點更加顯“ 但是，應該理解在本發明中所採用的各個特徵 易見。 具體示圖，並且本發明包括這些特徵的任意4且八不應僅限於 第i圖爲靜電吸盤的〇,其中： 通的貫施^式的截面側视 第2圖爲第1圖的吸盤的仰視示意圖；"圖； 第3圖爲光學溫度感測器的側視示意圖； 第4A圖和第 圖爲包括底座和靜電吸 忽坂支架 (S) 20 1357629 的實施方式的俯視（第3A圖）和仰視（第3B圖）的透視示 意圖； 第5A圖爲在第4A圖和第4B圖的基板支架上的環组 件的截面側視示意圖； 第5B圖爲第5A圖的環組件的局部放大圖； 第6圖爲底座的電連接器元件的實施方式的截面側視 示意圖；

第7圖爲接觸帶的實施方式的截面側視示意圖；以及 第8圖爲具有基板支架的基板處理腔室的實施方式的 截面側視示意圖。 【主要元件符號說明】 20 靜電吸盤 24 陶瓷圓盤 25 基板 26 基板容納表面 28 陶瓷圓盤背面 29 週邊壁架 30 臺面 3 1 第一階 32 間隙 33 第二階 34 基板背面 36 電極 38a、38b 氣體導管 40a 、 40b 埠 42a 中心加熱區 42b 周邊加熱區 44 基板處理表面 4 6a 基板上部中心 域 46b 基板上部週邊區域 50、52 加熱線圈 5 4a 陶瓷圓盤中心部分 54b 陶瓷圓盤週邊 (S ) 21 1357629

份 58、 58a ' 58b ' 58c ' 58d 接線柱 60a 、60b 光學溫度感測器 62a ' 62b 孔 64a ' 64b 感測器觸頭 66a、 66b 感測器臂 68 熱感測器探針 70 銅帽 72 側壁 74 圓頂狀頂部 76 磷塞 78 凹槽 79 環氧樹脂 80 光學纖維束 82 套管 84 隔溫套 90 基板支架 91 底座 92 金屬主體 94 頂表面 96 吸盤容納部分 98 週邊部分 100 鎖緊環 102 通路 104 底表面 10 6a 、 106b 凹槽 110 通道 120 電接頭組件 124 陶瓷絕緣套 140 接觸帶 142 外殼 143 内暴露表面 144 接觸帶 146 條 148 縫 150 熱交換窗 152 頂邊緣 154 底邊緣 170 環組件 172 唇緣 173 下表面 174 頂表面 176 外側表面 180 邊緣環 22 帶 184 基腳 環形外壁 190 Λ緣 突出物 196 懸臂邊緣 基板處理裝置 20 1 腔室 圍牆 203 氣孔 氣源 205 感應線圈 氣體激發器 212 控制器 傳送基板 2 18 廢氣幫浦 熱傳流體供應源 222 熱傳氣體供應源 其他加熱器電源 228 内部加熱器電源 電極電源 23 (S )

Claims (1)

1357629 w年7月斤日修(更)正本 )月修正 十、申請專利範圍： 1. 一種在一處理腔室中用於容納一基板的靜電吸 盤，該靜電吸盤包括： (a) —陶瓷圓盤，其包括一基板容納表面及一相對的 背面，該相對的背面包括多個隔開的臺面； (b) 多個熱傳送氣體導管，穿過該陶瓷主體並终止在 該基板容納表面上的埠處，以提供熱傳送氣體予該基板容 納表面；

(c) 一電極，其嵌入在該陶瓷圓盤中以產生可用於固 持放置在該基板容納表面上之一基板的靜電力；以及 (d) 第一和第二加熱線圈，其嵌入在該陶瓷圓盤中， 該些加熱線圈徑向間隔並且圍繞彼此同心設置，該第一加 熱線圈位於該陶瓷圓盤的週邊部分，而該第二加熱線圈位 於該陶瓷圓盤的中心部分， 藉此使得該第一和第二加熱線圈可對該陶瓷圓盤的中 心部分和週邊部分進行溫度獨立控制，並與該陶瓷圓盤背 面上的該些臺面協同運作以允許調整放置在該陶瓷圓盤之 基板容納表面上的基板的溫度分佈。

2.如請求項1所述的靜電吸盤，其中該第一和第二加 熱線圈包括至少一個下列特徵： (i )該些加熱線圈係並排排列； (ii) 該些加熱線圈基本上在相同的平面上； (iii) 每一該些加熱線圈都包括含有鉬的電阻加熱元 件；以及 (i v )每一該些加熱線圈都包括足夠高的電阻以保持 該陶瓷圓盤的基板容納表面處溫度在約80°C到約250°C 24 1357629 間。 3.如請求項1所述的靜電吸盤，其中該陶瓷圓盤包括 至少一種下列物質：氧化鋁、氮化鋁、氧化矽、碳化矽、 氮化矽、氧化鈦、氧化锆及其混合物。 4.如請求項1所述的靜電吸盤，其令該陶瓷圓盤背面 上的該些臺面包括多個柱狀凸起。

5.如請求項1所述的靜電吸盤，其中該陶瓷圓盤包括 一週邊壁架，用以容納在該陶瓷圓盤周圍形成密封的鎖緊 環。 6.如請求項1所述的靜電吸盤，更包括嵌入在該陶竞 圓盤中的第一和第二光學溫度感測器，該些光學溫度傳感 器具有至少一個下列特徵： (i )該第一感測器位於該陶瓷圓盤的中心部分，而該 第二感測器位於該陶瓷圓盤的週邊部分；

(ii)該些光學溫度感測器包括嵌入在一銅尖端中之 一光學纖維前面的填層.； (iii )每一該些光學溫度感測器包括一隔溫套，該隔 溫套可隔絕該溫度感測器使不接觸來自可支撐該陶瓷圓盤 之底座上的熱量。 7. —種在一處理腔室中用於容納一基板的靜電吸盤，該靜 電吸盤包括： (a) —陶瓷圓盤，其包括（i) 一基板容納表面，（ii) 25 1357629

一相對的背面，其包括多個隔開的臺面，以及（iii) 一 壁架，其具有第一階及第二階； (b) 多個熱傳送氣體導管，穿過該陶瓷主體並终 該基板容納表面上的埠處，以提供熱傳送氣體予該基 納表面； (c) 一電極，其嵌入在該陶瓷圓盤中以産生可用 持放置在該基板容納表面上之一基板的靜電力； (d )第一和第二獨立可控制加熱線圈，其徑向間隔、 彼此同心設置，並嵌入在該陶瓷圓盤中，該第一加熱 位於該陶瓷圓盤的週邊部分，而該第二加熱線圈位於 瓷圓盤的中心部分。 8 .如請求項7所述的靜電吸盤，其中該第二階係徑向 並低於該第一階。 9. 如請求項7所述的靜電吸盤，其中該等第一及第二 線圈係並排設置且實質上係在同一平面上。 10. 如請求項7所述的靜電吸盤，其中該等第一及第_ 熱線圈包含一電阻加熱元件，該電阻加熱元件包含鉬 11.如請求項7所述的靜電吸盤，其中該陶瓷圓盤包 化鋁、氮化鋁、氧化矽、碳化矽、氮化矽、氧化鈦、 锆及其混合物。 周邊 止在 板容 於固 圍繞 線圈 該陶 朝外 加熱 二加 〇 舌氧 氧化 26 1357629 12.如請求項7所述的靜電吸盤，更包括嵌入在 盤中的第一和第二光學溫度感測器，其中該第一 於該陶瓷圓盤的中心部分，而該第二感測器位於 盤的週邊部分。 該陶瓷圓 感測器位 該陶瓷圓

13.如請求項12所述的靜電吸盤，其中該些光學 器包括在一光學纖維前面的磷層，該磷層嵌入在 溫度感測 一銅尖端 27