TWI479597B - 提供減少電漿穿透與電弧之靜電吸盤的方法與設備 - Google Patents
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Description
本發明之實施例大致係關於半導體元件製造用之設備，且特別是，係關於一種在處理過程中用於支撐半導體晶圓之靜電吸盤。
靜電吸盤廣泛用於對半導體處理設備(例如，電漿處理室)中的基板(或稱為半導體晶圓或晶圓)提供支撐。在基板處理期間(即，材料沉積或蝕刻期間)，靜電吸盤通常將基板固持於一靜止位置。靜電吸盤係利用電容性或強生-拉別克(Johnsen-Rahbeck)吸力來固持基板於定位。
有一類靜電吸盤係包括一主體以及覆蓋有一層介電材料(藉以形成一支撐表面)之一流體分佈元件。該主體一般具有傳導性，使得主體形成了靜電吸盤的電極。基板係置於支撐表面上。流體分佈元件包括一氣室，其帶有形成於靜電吸盤支撐表面中之多個流體通道，以於吸盤的支撐表面與基板背側之間分佈一傳熱流體(例如，氣體)。一般而言，氣體填滿靜電吸盤與基板之間的空隙區域，因而提升靜電吸盤與基板之間的傳熱率與傳熱均勻性。
在電漿處理室中，靜電吸盤會受到基板周圍的高功率射頻(RF)電場與高密度電漿。在這種電漿處理室中，可
能會使氣體因氣體通道中產生高電場而崩解。靜電吸盤的操作與生命週期係受到氣體通動中之電漿形成的不良影響。這種電漿會破壞基板、靜電吸盤或兩者。此外，氣體通道中電漿之形成會導致電弧(arcing)，其形成腔室中的粒狀汙染物。
已有多種技術來減少氣體通道中的電漿形成。有一種技術包括了將一多孔性介電質栓插置在吸盤表面的通道中。選擇栓的孔隙度以確保孔隙的大小可以抑制電漿形成、但又可讓傳熱流體到達基板支撐表面。雖然多孔性材料提供了對電漿形成之保護，但這種靜電吸盤的製造則相當困難、費時且耗費成本。
因此，需要一種改良的靜電吸盤以減少電漿形成與電弧。
本發明大致提供了一種提供靜電吸盤所用之流體分佈元件的方法與設備，其可減少傳熱流體通道中之電漿形成與電弧。一實施例包括了一平板與一介電部件，其中該介電部件係插置於該平板中。該平板係適於定位在一通道內以界定一氣室，其中該介電部件提供了與氣室耦合之流體通道的至少一部分。形成在介電部件上的多孔性介電層提供了與氣室耦合之流體通道的至少另一部分。在其他實施例中，流體分佈元件包括部件的各種排
列，其界定一流體通道但未提供從基板支撐表面到氣室之一視線路徑(line-of-sight path)。
第1圖說明了一種電漿式基板處理系統36，其包括如本發明中各種實施例之靜電吸盤68。電漿處理系統36係用於需控制基板(如矽晶圓、GaAs晶圓等)溫度之處理，同時產生並維持一電漿環境以於其中處理基板。電漿係產生於基板附近以處理基板，且基板的溫度係使用各種技術加以控制，例如：藉由供應一傳熱流體至基板的後表面。雖然以高密度電漿-化學氣相沉積(HDP-CVD)系統(例如，應用材料公司(Applied Materials,Inc.,Santa Clara,Calif.)之300mm HDP-CVD Ultima X系統)來說明電漿處理室的一個實施例，然本發明可用於使用電漿的其他處理室，包括物理氣相沉積室、化學氣相沉積室、蝕刻室與其他需控制基板溫度之應用。
第1圖說明了HDP-CVD系統36的一個實施例，其使用一靜電吸盤68於基板處理期間固定基板。根據本發明實施例，靜電吸盤68係經設計以減少吸盤68附近的電漿穿透與電弧。
系統36包括處理室38、真空系統40、來源電漿系統42、偏壓電漿系統44、氣體傳送系統46以及遠端電漿清潔系統48。
處理室38的上方部分包括一圓蓋50，其由介電材料(諸如，氧化鋁或氮化鋁)所製成。圓蓋50界定了電漿處理區域52的上邊界。電漿處理區域52的底部是由基板54的上表面與基板支撐件56予以界定。
加熱板58與冷卻板60係位於圓蓋50上方且與其熱耦合。加熱板58與冷卻板60使圓蓋溫度可以在約100至200℃的範圍內可控制於±10℃的差異內。這使圓蓋溫度可針對各種處理而最佳化。舉例而言，在清潔或蝕刻處理期間需要使圓蓋維持於較沉積處理更高的溫度。精確控制圓蓋溫度也減少處理室中的薄片或粒子數，並提升了沉積層與基板之間的接合力。
處理室38的下方包括一主體件62，其連接了處理室與真空系統。基板支撐件56的基部64係固定於主體件62上並與其形成一連續內表面。藉由自動控制葉片(圖中未示)將基板傳遞通過處理室38一側的插入/移除開口95而進出處理室38。氣壓式致動器(圖中未示)升高與降低一舉升銷板(圖中未示)，其升高與降低舉升銷(圖中未示)以使晶圓升高及降低。在傳遞至處理室38中時，基板係載至升高之舉升銷上，然後降低至基板支撐件56的基板接收部66。基板接收部66包括靜電吸盤68，其於基板處理期間將基板固定在基板支撐件56上。
真空系統40包括一調節體70，其覆蓋多葉片調節閥72並與閘閥74與渦輪式幫浦76結合。應注意，調節體70提供氣流最小阻礙並進行對稱性抽吸，如同樣待審、
共同申請之美國專利申請案「對稱腔室(SYMMETRIC CHAMBER)」中所述者，其最初於1995年12月12日提申(申請號為No.08/574,839)，並於1996年9月11日再次提申(申請號為No.08/712,724)。閘閥74可以使幫浦76與調節體70隔離，並可藉由限制調節閥72在完全開啟時的排流能力來控制處理室壓力。調節閥72、閘閥74、以及渦輪式幫浦76的配置可精確穩定地控制處理室壓力於約1至100毫托(millitorr)。
來源電漿系統42包括了裝設在圓蓋50上的頂部線圈78與側線圈80，一對稱接地屏蔽(未示出)減少了線圈之間的電耦合。頂部線圈78係由頂部射頻(RF)來源產生器82所啟動，而側線圈80係由側射頻(RF)來源產生器84所啟動，讓各線圈可具有獨立的功率級與操作頻率。此一雙重線圈系統可控制處理室38中的輻射離子密度，藉以增進電漿均勻性。側線圈80與頂部線圈78感應地將能量耦合至腔室38中。在一特定實施例中，頂部RF來源產生器82於2MHz額定(nominal)頻率時提供了高達8000W的RF功率，而側RF來源產生器84於2MHz額定頻率時提供了高達8000W的RF功率。頂部與側RF產生器的操作頻率係偏離額定操作頻率(諸如：分別為1.7至1.9MHZ以及1.9至2.1MHz)，以提高電漿產生效率。
RF產生器82與84包括數位式控制合成器，且其係於頻率範圍約1.7至約2.1MHz中運作。各產生器包括一
RF控制電路(未示)，其測量從處理室與線圈對產生器的反射功率，並調整操作頻率以獲得最低反射功率，如該領域技術人士所了解者。RF產生器一般係設計為操作於特性阻抗為50歐姆(ohms)之負載(load)。RF功率係從與產生器之特性阻抗不同的負載反射。這可減少傳遞至負載的功率。此外，從負載反射回產生器的功率會超載並破壞產生器。由於電漿的阻抗係根據電漿離子密度等多項因子而介於低於5歐姆至超過900歐姆的範圍中，且由於反射功率係頻率之函數，根據反射功率來調整產生器頻率可增加從RF產生器傳送到電漿的功率並保護產生器。另一種降低反射功率並提升效率的方法是與匹配網路進行運作。
匹配網路89與90將產生器82與84的輸出阻抗分別與線圈78與80進行匹配。RF控制電路改變匹配網路內的電容值來調整兩匹配網路，以於負載變化時將產生器匹配至負載。當自負載反射回產生器的功率超過一特定限值時，RF控制電路將調整一匹配網路。一種提供固定匹配及有效使RF控制電路無法調整匹配電路的方式是將反射功率限值設定為高於反射功率的任何期待值。這藉由使匹配網路在其大部分條件中保持固定而有助於在某些條件下穩定電漿。
偏壓電漿系統44包括一RF偏壓產生器86與一偏壓匹配網路88。偏壓電漿系統44電容性耦合基板接收部66至主體件62(其係做為補償電極)。偏壓電漿系統44用於
加強來源電漿系統42所產生的電漿物質傳送至基板的表面。在一特定實施例中，RF偏壓產生器86於13.56MHz時提供高達10000W的RF功率。
其他方式也有助於穩定電漿。舉例而言，可使用RF控制電路來決定傳遞至負載(電漿)的功率，並增加或減少產生器輸出功率以使傳遞之功率在沉積膜層期間實質上保持固定。
氣體傳送系統46包括複數個氣體來源100a、100b、100c、100d與100e。在一實施例中，前述氣體來源分別包括矽烷(silane)、氧分子、氦與氬。氣體傳送系統46經由氣體傳送線路92(圖中僅繪示部分)而從多個來源提供氣體至處理室以處理基板。氣體經由氣環94、上噴嘴96與排氣口98而導入處理室38。明確地說，氣體來源100a與100d分別經由流量控制器120a與120c以及氣體傳送線路92而提供氣體至上噴嘴96。來自氣體來源102b的氣體係經由流量控制器120b而被提供至排氣口98。上噴嘴96與頂部排氣口98可獨立控制頂部與側邊的氣體流動，其增進了薄膜均勻度並可細調薄膜的沉積與摻雜參數。頂部排氣口98係沿著上噴嘴96周圍之一環型開口，氣體可藉其而從氣體傳送系統流入處理室中。
氣體從各前述氣體來源經由流量控制器102a、102b、102c、102d與102e以及氣體傳送線路92而提供至氣環94。氣環94具有複數個氣體噴嘴106與108(僅繪示其中兩個)，其提供均勻氣流於基板上方。噴嘴長度與噴嘴角
度係可藉由改變氣環94而加以變化。這可容許針對個別處理室內之特定處理調整均勻度特性及氣體利用效率。在一特定實施例中，氣環94具有總共36個氣體噴嘴，即24個第一氣體噴嘴108與12個第二氣體噴嘴106。一般而言，氣體噴嘴108(僅繪示其中一個)係與第二氣體噴嘴106共平面且較其為短。
在部分實施例中，可使用易燃、有毒、具腐蝕性之氣體。在這些實例中，樂於在沉積之後消除遺留在氣體傳送線路內的氣體。這可藉由使用三向閥(例如，閥112)而完成，以使處理室38自傳送線路92a隔離，並排空傳送線路92a至例如真空前導線路114。如第1圖所示，其他的類似閥，例如閥112a與112b也可併於其他氣體傳送線路上。在實施時，這種三向閥可置於靠近處理室38處以使未排空之氣體傳送線路(三向閥與處理室之間)的體積達最小。此外，雙向(開啟與關閉)閥(未示)可置於質量流量控制器(MFC)與處理室之間、或置於氣體來源與MFC之間。
系統36更包括一遠端清潔RF電漿來源(未示出)，以提供清潔氣體至腔室38的頂部噴嘴96。在其他實施例中，清潔氣體(如果有使用的話)係於其他位置進入腔室38中。
系統控制器132調節系統36的操作並包括與其電性連接以調節其操作之處理器134。一般而言，處理器134係單主機板電腦(SBC)的一部分，其包括類比與數位輸入
/輸出電路板、介面電路板與步進式馬達控制器電路板。CVD系統36的各種組件符合VME標準，其界定了主機板、卡槽以及連接器類型與大小。VME標準亦界定匯流排結構為具有16位元資料匯流排與24位元資料匯流排。處理器134執行系統控制軟體，其係儲存於與處理器134電耦合之記憶體136中的一電腦程式。可使用任何形式的記憶體，例如硬碟機、軟碟機、記憶卡或其組合。該系統控制之軟體包括定時、混合氣體、處理室壓力、處理室溫度、微波功率級、臺座位置以及特定處理的其他參數等之指令組合。
基板104的溫度與基板溫度的均勻性對於處理基板104而言是很重要的處理參數。為了產生均勻的溫度特性，在吸盤68與基板104的背部表面之間施加一傳熱流體。舉例而言，本發明之一實施例是使用氦氣做為傳熱流體。一般而言，靜電吸盤68為圓形，但或者靜電吸盤68包括各種規則與不規則的幾何形狀以容納非圓形基板(例如做為平面面板之方形、矩形基板)。
在運作時，基板104係置於靜電吸盤68上，並從氣體面板46供應多種氣態成分至電漿處理室38的處理區域52以形成氣態混合物。為點燃電漿，RF功率係被施加至基板支撐件56中的電極、頂部線圈78或側線圈80其中一或多者。為於處理期間維持基板的溫度均勻性，在本發明之實施例中係經由至少一個流體分佈元件(如下文所示者)供應一傳熱流體(例如氦氣)。
第2圖係根據本發明之一具體實施例，說明具有流體分佈元件222之靜電吸盤68的俯視平面圖。第2A圖係第2圖之靜電吸盤68的一部分截面圖。第3圖係第2圖中沿線3-3所示之吸盤68的截面圖。以下說明可藉由同時參照第2圖與第3圖而加以了解。靜電吸盤68包括一主體220、一流體分佈元件222與一介電層224，在靜電吸盤68的一實施例中，主體220係由傳導材料(例如，鋁)所製成，而介電層224係一陶瓷材料(例如氮化鋁、氧化鋁等)。流體分佈元件222係置於靠近靜電吸盤68周圍的附近。流體分佈元件222包括多個孔洞230(或其他形式的通道)，其穿過介電層224以從靜電吸盤分佈一流體(如，氦氣)至基板的背部表面。對於結合12吋(300mm)直徑半導體晶圓而使用的靜電吸盤102而言，在靜電吸盤102周圍附近具有60至360個孔洞。各個多重孔洞230之直徑一般介於約0.15mm間。這些大小係根據所使用之流體分佈元件的種類、處理室內的壓力以及通過流體分佈元件222的氣流量而加以調整。
流體分佈元件222具有一環形結構。然而在替代實施例中，流體分佈元件222具有各種幾何設計，端視處理方法與使用者所需而定，而其包括多重環、放射臂、放射與環形之組合等。本發明之實施例並不限制流體分佈元件的幾何形狀。
介電層224覆蓋主體220的至少一部分頂部表面以及至少一部分的流體分佈元件222，藉以形成支撐表面
228。支撐表面228支撐置於其上之基板104。介電層224係散布於主體的頂部表面上並研磨至一所需厚度。
主體220包括頂部表面332與通道334，其係形成於主體220的頂部表面332中，一般而言，通道334具有一矩形截面形狀。然而，在替代實施例中，通道334具有各種幾何截面形狀。流體分佈元件222係耦合至主體220，使得通道334與流體分佈元件222形成一氣室336，亦即元件222係定位於通道334內並固定在其中。此外，主體220包括連接至通道334以對氣室336提供流體的導管338。根據本發明之一具體實施例，冷卻氣體係經由導管338而供應並由氣室分佈置流體分佈元件222。氣體經由一或多個多重孔洞230(或其他形式之通道)而流出，藉以提供傳熱流體至一基板之背部表面。
第4圖至第10圖說明了靜電吸盤(例如，靜電吸盤102)之虛線部分230的截面圖，此部分具有一流體分佈元件222、介電層228與主體220。在說明中，靜電吸盤的大小已經放大以清楚描述流體分佈元件與主體的截面。
特別是，第4圖說明了根據本發明一實施例之靜電吸盤402的一部分，主體220包括一雙鑲嵌通道404，其具有一下通道404A與一上通道404B，其中下通道404A係窄於上通道404B。靜電吸盤402包括具有平板440與介電管442之流體分佈元件422。平板440係與上通道404B相符(例如該平板具有一圓形平面形狀以與通道404匹配)，使得上通道404B的基部406形成一中止部
(stop)。平板440的高度實質上與上通道404B的高度相同，因此平板440的頂部408實質上與主體220的頂部332共平面。平板440係由傳導材料(例如，鋁)所製得，並熔接定位於上通道404B中。平板440進一步包括一通道410，其形成於平板440的底部表面。在本發明之一實施例中，通道410的寬度與下通道404A的寬度實質上相似；然在其他實施例中，通道410的寬度比下通道404A狹窄。下通道404A與通道410結合而界定了氣室336。
介電管442(電絕緣體)包括一第一端446、一第二端448與一軸向通孔450。舉例而言，介電管442是由氧化鋁所製，其之直徑實質上與平板440中開口444的直徑匹配。開口444的直徑一般為(但不限於)約0.008吋(約0.2mm)或更大。在替代實施例中，開口444具有各種幾何形狀，例如圓形、三角形、方形等。此外，開口的形狀與大小實質上與介電管442外徑的形狀與大小相配。介電管442係定位(例如，壓合)至開口444中。開口444包括一凸緣412，管件442係坐落於其上(亦即凸緣形成一中止部)。在所說明之實施例中，管件442的第一端446延伸於主體220的表面332上方。在其他實施例中，管件442的第一端446係與表面332共平面。
至少一部分的主體220以及至少一部分的流體分佈元件422係由介電層224加以覆蓋，藉以形成支撐表面428。介電層224係噴塗在主體的頂部表面上並研磨至一所需厚度。在一實施例中，介電層224包括熱噴塗氧化
鋁或噴塗之氧化鋁/氧化鈦。本領域中已熟知此一熱噴塗介電層的應用處理。熱噴塗處理可選自數種不同方法，例如電漿噴塗、爆炸槍式噴塗、高速氧燃料(high velocity oxygen fuel,HVOF)噴塗以及火焰式噴塗等。
在一實施例中，介電層224係研磨至線414所代表之一厚度，使得層224的表面428與管件442的第一端446共平面。或者，介電層224係一多孔性陶瓷，因此膜層224係研磨至一特定平坦度，但膜層224覆蓋至少該管件442的第一端446。由於陶瓷的孔隙率之故，來自氣室的氣體流經管件442與介電層224。舉例而言，介電層224鄰近管件442之第一端446處係整個或部分由孔隙率為體積百分率10%至60%的氧化鋁所形成，其所產生之孔隙直徑為約1至100微米。在部分實施例中，如以下將參照第8圖所說明者，介電層係於管件442末端446鄰近處具多孔性，而在其他地方較不具多孔性。根據所述，通道445的優點為缺少了從支撐表面428至氣室436之直接視線路徑，藉此限制了通道445中形成電漿的可能性。在另一實施例中，介電層224係研磨至一特定平坦度，其中膜層224覆蓋了管件442的第一端446。可鑽出或用其他方式形成(例如：雷射鑽除)通過介電層224而達通道445之一孔洞416。鑽洞處理僅鑽通介電材料，亦即主體的傳導材料並不會由鑽除處理所噴濺。
如該領域中所知，支撐表面428係經進一步處理以提
供一溝槽圖樣(圖中未示)而製於介電層224上。溝槽係經機製或其他方式形成於支撐表面428上，因此其與通道445交錯。冷卻氣體可從通道445導進至溝槽中以均勻分佈冷卻氣體於靜電吸盤402的整個支撐表面428上。
藉由使用電絕緣體(介電管及/或介電層)以界定氣室與基板表面之間的通道，從導熱氣體形成電漿或由電漿形成導致電弧的可能性即可降低。藉由降低或消除電漿形成與電弧，靜電吸盤的壽命可顯著增加。絕緣體的使用減少了通道中的電場，因此降低了電漿形成的機會。此外，本發明之特定實施例係使用流體分佈元件結構來進一步減少通道中的電場，其係藉由消除基板支撐表面(高電場存在處)與氣室傳導表面之間的視線路徑而達成。當出現此一視線路徑時，通道中流體的體積係足以點燃成為電漿。使用非視線路徑減少了建立於大量流體的電場(其可能導致電漿形成)，因此可減少或消除電漿形成或相關之電弧。
第5圖根據本發明另一實施例而說明靜電吸盤502的一部分之截面。類似於第4圖之實施例，介電管542係定位通過平板440。在替代實施例中，管542延伸至通道534底部，而管542的第二端548係坐落在形成於通道534底部中之支撐元件(例如，階狀物556)上。如先前實施例所示，介電管542及/或部分介電層224形成一電絕緣體，其界定了通道545以供流體從氣室536流至表面528。
第6圖說明了本發明另一實施例之靜電吸盤602的一部分之截面。與第4圖及第5圖之實施例類似，介電管642係定位通過平板440。在替代實施例中，介電管642包括形成於第二端604中之至少一凹口656。在一替代實施例中，管642包括孔洞以促進流體從氣室636流至管642的通道645中。在先前實施例中，介電層224係具多孔性且覆蓋管件642的一第一端606，膜層224係經研磨以暴露管件642的第一端606，或一孔洞係形成於該膜層中以與通道645相通。介電管642與部分介電層224形成一通道645以供流體從氣室流出。根據所述，當介電層224為多孔性且覆蓋管件642時，通道645的優點為缺少從支撐表面628至氣室636之直接視線路徑，藉此限制了通道645中電漿的形成。
第7圖說明了根據本發明又一實施例之靜電吸盤702的一部分截面。靜電吸盤702包括主體720與流體分佈元件722。流體分佈元件722包括一平板740與一介電管742，其係以與先前實施例相同的方式加以組裝。在此一實施例中，主體720包括通道734，其包括一介電端蓋760。介電端蓋760係定位於通道734的底部。介電端蓋760包括一開口762，使得蓋760呈現杯形。介電管742包括一第一端746、一第二端748以及連接該第一端746與該第二端748之一軸向通孔750。在本發明之一實施例中，介電層724覆蓋該管件742的第一端746，而在第二實施例中，介電層724係經研磨達到線
414以暴露管件742的第一端746。介電蓋742係置於通道734中以致管742的第二端748延伸至開口762中，但與其隔開而形成一間隙。管742與端蓋760形成一曲折通道，而流體係流動於其間。使用這種通道確保不會出現從傳導性氣室壁到吸盤表面之視線路徑。
第8圖說明了根據本發明另一實施例之靜電吸盤802的一部分之截面。靜電吸盤802包括一流體分佈元件822。該流體分佈元件822包括具有一開口844之平板840。該平板840耦合至一主體820，使得通道834與平板840形成一氣室836。介電層824覆蓋了至少一部分的主體820以及至少一部分的流體分佈元件822。介電層824包括一多孔性介電質區段870，使得至少一部分的多孔性介電質區段870與開口844重疊。多孔性介電質區段870係一多孔性陶瓷，例如孔隙度介於約體積百分率10%與60%之間的氧化鋁，其具有形成穿過多孔性介電質區段870之連續通道之互連開口。開口844與至少一部分的多孔隙介電質區段870形成了通道845以供流體從氣室836流到靜電吸盤802的支撐表面828。根據所述，通道845的優點在於缺少從支撐表面828到傳導性氣室836的直接視線路徑，藉此抑制通道845中電漿的形成。
第9圖說明了根據本發明另一實施例之靜電吸盤902的一部分之截面。靜電吸盤902包括一流體分佈元件922。流體分佈元件922包括具有一開口944與一介電栓
980之平板940。平板940係耦合至一主體920，使得通道934與平板940形成一氣室936。平板940與主體920係如上述本發明之其他實施例的方式加以組裝。介電栓980的直徑實質上與開口944的直徑相配，介電栓980係位於開口1044中且一般係壓合於其內。介電層224覆蓋了至少一部分的主體920以及至少一部分的流體分佈元件922，藉此界定一支撐表面928。介電層224係噴塗於主體920與流體分佈元件922的頂部表面上，並研磨至一所需厚度。孔洞982係形成穿透介電層924並穿過介電栓980。孔洞982使流體可以從氣室936流到靜電吸盤902的支撐表面928。孔洞982係利用各種技術加以形成，例如機械鑽除、雷射鑽除等。孔洞982係形成僅穿透介電材料。因此，軸向通孔982中不會形成任何因鑽除處理而產生的金屬殘餘物。因為沒有這些金屬殘餘物，即可限制孔洞982中電漿形成或電弧的可能性。
第10圖說明了根據本發明另一實施例之靜電吸盤1002的一部分之截面。靜電吸盤1002包括一流體分佈元件1022。流體分佈元件1022包括一平板1040與一介電蓋1042。平板1040包括兩圓環1040A與1040B。圓環1040A的直徑小於圓環1040B的直徑。各圓環1040A與1040B係坐落在上通道404B之底部處所形成之壁架406上。平板1040係熔接至主體1020以將平板保持於上通道404B中。介電蓋1042(環形以形成氣室1036)係插置在上通道404B中並坐落在平板1040上。
在另一實施例中，平板包括具有複數個反向凹陷孔洞之一倒U形截面(例如，第4圖所示之平板440)。具有與元件1042類似之截面形狀的一圓形(甜甜圈形)介電元件係插置在這樣的反向凹陷孔洞中。流體分佈元件1022係耦合至主體1020，使得流體分佈元件1022與通道1034形成一氣室1036。介電層224覆蓋至少一部分的主體1020以及至少一部分的流體分佈元件1022，藉此形成一支撐表面1028。介電層224係噴塗至主體1020與流體分佈元件1022的頂部表面上，並研磨至一所需厚度。一孔洞1082係形成穿透介電層224與介電蓋1090。該孔洞1082係利用各種技術加以形成，例如機械鑽除、雷射鑽除等，如第9圖之實施例所述，孔洞1082係形成僅穿透介電材料，因此，孔洞1082中不會有任何金屬殘餘物。
在各前述實施例中，可能有極少數情形是利用本發明之流體分佈元件的靜電吸盤會受到電漿形成或電弧的破壞，然該吸盤可利用多種方法而輕易修復(或刷新)。一般而言，破壞性的電漿形成或電弧係發生於介電質部件(管件、多孔性嵌入件等)內或其鄰近處。因此介電層可被局部(介電質部件上方)移除或整體(整個吸盤)移除以暴露出介電質部件。接著可利用抽除(extraction)工具來鑽除或拉除該部件以移除部件。一旦經移除，即可插置新的介電質部件，並視需要而局部或整體替換介電層。在部分實施例中，介電質部件延伸至吸盤的支撐表面(如以上所述)，且在抽除前不需移除介電層。在這些情況
中，破壞之介電質部件係被移除，並插置(一般為壓合)新的介電質部件於平板中的開口內。在接近傳熱流體通道處或在其中產生電弧或電漿形成時，相較於替換一整個靜電吸盤而言，在此方式中，可以實質節省的方式來修復靜電吸盤。
前述說明係針對本發明之實施例，然可於不背離其基本概念下衍生本發明之其他實施例，且其範疇係由如附申請專利範圍所限定。
36‧‧‧基板處理系統
38‧‧‧處理室
40‧‧‧真空系統
42‧‧‧來源電漿系統
44‧‧‧偏壓電漿系統
46‧‧‧氣體傳送系統
48‧‧‧遠端電漿清潔系統
50‧‧‧圓蓋
52‧‧‧電漿處理區域
54‧‧‧基板
56‧‧‧基板支撐件
58‧‧‧加熱板
60‧‧‧冷卻板
62‧‧‧主體件
64‧‧‧基部
68‧‧‧靜電吸盤
70‧‧‧調解體
72‧‧‧多葉片調節閥
74‧‧‧閘閥
76‧‧‧渦輪式幫浦
78‧‧‧頂部線圈
80‧‧‧側線圈
82‧‧‧頂部射頻(RF)來源產生器
84‧‧‧側射頻(RF)來源產生器
86‧‧‧射頻(RF)偏壓產生器
88~90‧‧‧匹配網路
92‧‧‧氣體傳送線路
92a‧‧‧排氣線路
94‧‧‧氣環
95‧‧‧插入/移除開口
96‧‧‧上噴嘴
98‧‧‧排氣口
100a~100e‧‧‧氣體源
102‧‧‧靜電吸盤
104‧‧‧基板
106、108‧‧‧氣體噴嘴
112、112a、112b‧‧‧閥
114‧‧‧真空前導線路
120a~120b‧‧‧流量控制器
132‧‧‧系統控制器
134‧‧‧處理器
136‧‧‧記憶體
220‧‧‧主體
222‧‧‧流體分佈元件
224‧‧‧介電層
228‧‧‧支撐表面
230‧‧‧多重孔洞
332‧‧‧頂部
334‧‧‧通道
336‧‧‧氣室
338‧‧‧導管
402‧‧‧靜電吸盤
404A‧‧‧下通道
404B‧‧‧上通道
406‧‧‧壁架
408‧‧‧頂部
410‧‧‧通道
412‧‧‧凸緣
414‧‧‧線路
416‧‧‧介電層
422‧‧‧流體分佈元件
428‧‧‧支撐表面
436‧‧‧氣室
440‧‧‧平板
442‧‧‧電性管件
444‧‧‧開口
446‧‧‧第一端
448‧‧‧第二端
450‧‧‧孔洞
502‧‧‧靜電吸盤
528‧‧‧表面
534‧‧‧通道
536‧‧‧氣室
542‧‧‧介電管
545‧‧‧通道
548‧‧‧第二端
556‧‧‧階狀物
602‧‧‧靜電吸盤
604‧‧‧第二端
606‧‧‧第一端
628‧‧‧支撐表面
636‧‧‧氣室
642‧‧‧介電管
645‧‧‧通道
656‧‧‧凹口
702‧‧‧靜電吸盤
720‧‧‧主體
722‧‧‧流體分佈元件
724‧‧‧介電層
734‧‧‧通道
740‧‧‧平板
742‧‧‧介電管
746‧‧‧第一端
748‧‧‧第二端
750‧‧‧孔洞
760‧‧‧介電端蓋
762‧‧‧開口
802‧‧‧靜電吸盤
820‧‧‧主體
822‧‧‧流體分佈元件
824‧‧‧流體層
828‧‧‧支撐表面
834‧‧‧通道
836‧‧‧氣室
840‧‧‧平板
844‧‧‧開口
845‧‧‧通道
870‧‧‧多孔性介電質區段
902‧‧‧靜電吸盤
920‧‧‧主體
922‧‧‧流體分佈元件
928‧‧‧支撐表面
936‧‧‧氣室
940‧‧‧平板
944‧‧‧開口
980‧‧‧介電栓
982‧‧‧孔洞
1002‧‧‧靜電吸盤
1020‧‧‧主體
1022‧‧‧流體分佈元件
1028‧‧‧支撐表面
1034‧‧‧通道
1036‧‧‧氣室
1040‧‧‧平板
1040A、1040B‧‧‧環
1042‧‧‧介電質蓋件
1044‧‧‧開口
1082‧‧‧孔洞
1090‧‧‧蓋件
藉由參照上述實施例與發明內容之說明，可詳細了解本發明之前述特徵，其中部分係說明於伴隨之圖式中。然應注意的是，伴隨之圖式僅說明了本發明的典型實施例，因而不應視為對其範疇之限制，亦即本發明亦可用其他等效實施方式。
第1圖說明了一種電漿式基板處理系統，其包括如本發明各種實施例所述之具有流體分佈元件之一靜電吸盤；第2圖為第1圖所示之靜電吸盤的俯視圖；第2A圖為一部分截面透視圖，其說明了第2圖所示之靜電吸盤的一部分；第3圖為第2圖所示之靜電吸盤沿線3-3所取之剖面圖；
第4圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的一實施例；第5圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的另一實施例；第6圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的另一實施例；第7圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的又一實施例；第8圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的不同實施例；第9圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的不同實施例；以及第10圖係一剖面圖，其說明了本發明之靜電吸盤流體分佈元件的不同實施例。
熟知該領域技術之人士應了解，上述實施例與說明之圖式係用於描述本發明，然本發明並不限於圖式及其所說明之實施例。應了解圖式以及對圖式之詳細說明並非用於限制本發明為所揭露之特定型式；相對地，本發明涵蓋了落於本發明如附申請專利範圍所限定之精神與範疇內的所有修飾例、等效例與替代例。此處所使用之標題僅用於組織用、而非用於限制說明範疇或申請專利範圍，在本文中通篇所使用之用語「可」係表示允許的意思(亦即具有進行某動作的可能)而非表示強制(即，必須)的意思。同樣的，用語「包括」、「包含」意指包括(但不
限於)。此外，如未特別說明，用語「一」是代表「至少一」。
36‧‧‧基板處理系統
38‧‧‧處理室
40‧‧‧真空系統
42‧‧‧來源電漿系統
44‧‧‧偏壓電漿系統
46‧‧‧氣體傳送系統
48‧‧‧遠端電漿清潔系統
50‧‧‧圓蓋
52‧‧‧電漿處理區域
54‧‧‧基板
56‧‧‧基板支撐件
58‧‧‧加熱板
60‧‧‧冷卻板
62‧‧‧主體件
64‧‧‧基部
68‧‧‧靜電吸盤
70‧‧‧調解體
72‧‧‧多葉片調節閥
74‧‧‧閘閥
76‧‧‧渦輪式幫浦
78‧‧‧頂部線圈
80‧‧‧側線圈
82‧‧‧頂部射頻(RF)來源產生器
84‧‧‧側射頻(RF)來源產生器
86‧‧‧射頻(RF)偏壓產生器
88~90‧‧‧匹配網路
92‧‧‧氣體傳送線路
92a‧‧‧排氣線路
94‧‧‧氣環
95‧‧‧插入/移除開口
96‧‧‧上噴嘴
98‧‧‧排氣口
100a~100e‧‧‧氣體源
102‧‧‧靜電吸盤
104‧‧‧基板
106、108‧‧‧氣體噴嘴
112、112a、112b‧‧‧閥
114‧‧‧真空前導線路
120a~120b‧‧‧流量控制器
132‧‧‧系統控制器
134‧‧‧處理器
136‧‧‧記憶體
Claims (13)
- 一種用於刷新一靜電吸盤的至少一部分之方法，該靜電吸盤具有一平板與一第一介電部件，其中該第一介電部件包括一管件，該管件係插入該平板中，且該平板係適以被置於一通道內以界定一氣室，其中該第一介電部件提供一流體通道的至少一部分，該流體通道係耦接至該氣室，該方法包括：自該靜電吸盤的該平板移除該第一介電部件，其中該第一介電部件係經配置以提供一流體至一基板的一背部表面，當該基板被置於該靜電吸盤上時，該基板的該背部表面面對該靜電吸盤；及以一第二介電部件取代該第一介電部件。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二介電部件係壓配至該平板的一開口中。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在移除該第一介電部件之前，移除一介電層的至少一部分以接取該第一介電部件；且在用該第二介電部件取代該第一介電部件之後，取代該介電層之該經移除的至少一部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一介電部件或該第二介電部件的至少一者包括一陶瓷。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該陶瓷包括氧化鋁。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括研磨該經取代之介電層。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中自該靜電吸盤的該平板移除該第一介電部件包括對該第一介電部件鑽孔。
- 一種用於刷新一靜電吸盤的至少一部分之方法，該靜電吸盤具有一平板與一第一介電部件，其中該第一介電部件包括一管件，該管件係插入該平板中，且該平板係適以被置於一通道內以界定一氣室，其中該第一介電部件提供一流體通道的至少一部分，該流體通道係耦接至該氣室，該方法包括：移除一介電層的至少一部分以暴露該第一介電部件，其中該第一介電部件係經配置以提供一流體至一基板的一背部表面，當該基板被置於該靜電吸盤上時，該基板的該背部表面面對該靜電吸盤；自該平板移除該第一介電部件；以一第二介電部件取代該第一介電部件；及以該介電層的一新的至少一部分取代該介電層之該 經移除的至少一部分。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該第二介電部件係壓配至該平板的一開口中。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該第一介電部件或該第二介電部件的至少一者包括一陶瓷。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該陶瓷包括氧化鋁。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包括研磨該經取代之介電層。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中自該靜電吸盤的該平板移除該第一介電部件包括對該第一介電部件鑽孔。
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