用于薄基板搬運(yùn)的靜電載體的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文所述的實(shí)施方式大體涉及靜電卡盤(pán)(electrostatic chuck ;ESC)。更具體而言，本文所述的實(shí)施方式涉及用于薄基板搬運(yùn)(handle)的改良的靜電載體設(shè)計(jì)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)描述
[0004]在諸如半導(dǎo)電基板及顯示器之類的基板的處理中，基板在處理期間被固持在工藝腔室中的支撐件上。支撐件可包括靜電卡盤(pán)，該靜電卡盤(pán)具有能夠經(jīng)電偏壓以將基板固持在支撐件上的電極。支撐件可包括支撐靜電卡盤(pán)于腔室中的基座，及支撐件可能能夠提升或降低靜電卡盤(pán)及基板的高度?；嗫山o連接至支撐件的部分的連接線、氣管等提供保護(hù)外殼。
[0005]在用以處理基板的一些等離子體處理中，經(jīng)激勵(lì)的氣體(energized gas)用以通過(guò)例如蝕刻基板上的材料或沉積材料于基板上來(lái)處理基板，或用以清潔腔室中的表面。這些經(jīng)激勵(lì)的氣體可包含諸如化學(xué)蝕刻劑之類的強(qiáng)腐蝕性物種(highly corrosivespecies)，以及可腐蝕靜電卡盤(pán)的部分的經(jīng)激勵(lì)的離子及自由基物種。被腐蝕的靜電卡盤(pán)可能是有問(wèn)題的，因?yàn)楸粨p壞的靜電卡盤(pán)可能不提供用于處理基板或固持基板所期望的電特性。此外，已從靜電卡盤(pán)腐蝕出的粒子可能污染腔室內(nèi)正在進(jìn)行處理的基板。
[0006]由陶瓷制成的靜電卡盤(pán)可能是合乎需要的，因?yàn)檫@些靜電卡盤(pán)具有改良的對(duì)經(jīng)激勵(lì)的處理氣體的腐蝕的抗性，及這些靜電卡盤(pán)可甚至在超過(guò)數(shù)百攝氏度的高基板處理溫度下維持這些靜電卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)完整性。然而，具有整合的靜電卡盤(pán)的傳統(tǒng)支撐件的問(wèn)題在于:陶瓷靜電卡盤(pán)與支撐基座之間可能發(fā)生熱膨脹不匹配，尤其是在高溫下執(zhí)行基板處理期間。陶瓷材料與金屬基座的熱膨脹系數(shù)差異可能導(dǎo)致熱應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力，這些應(yīng)力可能引起陶瓷破裂或碎裂。
[0007]此外，具有形成為穿過(guò)靜電卡盤(pán)的多個(gè)孔的陶瓷靜電卡盤(pán)可能尤其易遭受開(kāi)裂。用以將靜電卡盤(pán)內(nèi)的電極耦接至電源的過(guò)孔(via)的孔可為一個(gè)應(yīng)力點(diǎn)實(shí)例，該應(yīng)力點(diǎn)可誘發(fā)陶瓷材料的開(kāi)裂或破裂?？淄ǔ１徽J(rèn)為是靜電卡盤(pán)的機(jī)械完整性中的固有弱點(diǎn)。當(dāng)靜電卡盤(pán)開(kāi)裂或破裂時(shí)，靜電卡盤(pán)可能喪失有效固定(retain)基板的能力，并且可能增加粒子的產(chǎn)生。此外，對(duì)不斷更換開(kāi)裂的靜電卡盤(pán)的需要可能是昂貴的及浪費(fèi)的。
[0008]由此，在本領(lǐng)域中需要的是一種具有改良的機(jī)械完整性及減少的或消除的應(yīng)力起始點(diǎn)(stress initiat1n point)、同時(shí)能夠維持所期望的靜電親合特性的靜電卡盤(pán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種靜電卡盤(pán)。所述靜電卡盤(pán)可包括:具有界定靜電卡盤(pán)的底部的底表面的實(shí)質(zhì)剛性支撐層、第一電極、及具有界定靜電卡盤(pán)的頂部的頂表面的介電層。第一電極可設(shè)置于介電層的頂表面與支撐層之間。支撐層、第一電極、及介電層可形成整體主體，及第一連接器可耦接至第一電極及可暴露于靜電卡盤(pán)的底部。第一導(dǎo)線可形成在支撐層及介電層的外圍表面上，從而連接第一連接器與第一電極。
[0010]在另一實(shí)施方式中，提供一種用于夾持基板的設(shè)備。所述設(shè)備可包括支撐構(gòu)件及設(shè)置于支撐構(gòu)件頂表面上的靜電卡盤(pán)。靜電卡盤(pán)可包括:具有界定靜電卡盤(pán)的底部的底表面的實(shí)質(zhì)剛性支撐層、至少部分地與第二電極交錯(cuò)(interleave)的第一電極、及具有界定靜電卡盤(pán)的頂部的頂表面的介電層。第一電極及第二電極可設(shè)置于介電層的頂表面與支撐層的頂表面之間。導(dǎo)線可將第一電極及第二電極電耦接至設(shè)置于支撐層上的連接器，及導(dǎo)線可形成于支撐層及介電層的外圍表面上。
[0011]在另一實(shí)施方式中，提供一種靜電卡盤(pán)。所述靜電卡盤(pán)包括:具有界定靜電卡盤(pán)的底部的底表面的實(shí)質(zhì)剛性支撐層、第一電極、至少部分地與第一電極交錯(cuò)的第二電極、及具有界定靜電卡盤(pán)的頂部的頂表面的介電層。第一電極可設(shè)置于介電層的頂表面與支撐層之間。支撐層、第一電極、第二電極、及介電層可形成整體主體。第一連接器可耦接至第一電極及可暴露于靜電卡盤(pán)的底部。第一導(dǎo)線可形成在支撐層及介電層的外圍表面上，及可連接第一連接器與第一電極。第二連接器可耦接至第二電極及可暴露于靜電卡盤(pán)的底部。第二導(dǎo)線可形成在支撐層及介電層的外圍表面上，及可連接第二連接器與第二電極。
[0012]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0013]因此以可詳細(xì)理解本公開(kāi)內(nèi)容的上述特征的方式，通過(guò)參照實(shí)施方式可獲得上文簡(jiǎn)要概述的本公開(kāi)內(nèi)容的更具體的描述，這些實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)注意的是，附圖僅圖示本公開(kāi)內(nèi)容的典型實(shí)施方式，且因此這些附圖不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效實(shí)施方式。
[0014]圖1是具有基板支撐件的處理腔室的示意性橫剖面視圖。
[0015]圖2是耦接至基板支撐件的靜電卡盤(pán)的一個(gè)實(shí)施方式的示意性的略微分解橫剖面視圖。
[0016]圖3是耦接至基板支撐件的靜電卡盤(pán)的一個(gè)實(shí)施方式的示意性的略微分解橫剖面視圖。
[0017]圖4是電極暴露出來(lái)的靜電卡盤(pán)的頂視圖。
[0018]圖5是圖4的靜電卡盤(pán)的底視圖。
[0019]圖6是靜電卡盤(pán)的頂視圖。
[0020]為便于理解，已盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代各圖所共有的相同元件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施方式的元件及特征可有益地并入其他實(shí)施方式而無(wú)需贅述。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本文所提供的實(shí)施方式大體涉及靜電卡盤(pán)(electrostatic chuck ;ESC)。靜電卡盤(pán)可包括減少數(shù)目的應(yīng)力起始點(diǎn)諸如穿過(guò)靜電卡盤(pán)的孔，此舉可改良靜電卡盤(pán)的機(jī)械完整性。設(shè)置于靜電卡盤(pán)中的電極可經(jīng)由導(dǎo)電導(dǎo)線連接至電觸點(diǎn)及電源，這些導(dǎo)電導(dǎo)線可被耦接或被形成為沿著靜電卡盤(pán)的外圍外表面。由此，可減少或消除對(duì)形成于靜電卡盤(pán)中的孔的需求。在一些實(shí)施方式中，氣體通道可形成于頂表面、底表面、或頂表面與底表面兩者上。氣體通道可減少或消除對(duì)于形成為穿過(guò)靜電卡盤(pán)的氣體通道的需求，并且可有助于基板支撐件、靜電卡盤(pán)與耦接至靜電卡盤(pán)的基板之間的熱傳遞。
[0022]圖1是真空處理腔室100的示意性橫剖面視圖，該真空處理腔室100包括基板支撐件150及靜電卡盤(pán)120的一個(gè)實(shí)施方式。靜電卡盤(pán)120被配置成在處理期間將基板121固定在靜電卡盤(pán)120上。靜電卡盤(pán)120可能尤其對(duì)于處理薄基板121是有用的。盡管處理腔室100被圖示為蝕刻腔室，但諸如沉積、離子注入、退火、等離子體處理等的其他類型的處理腔室亦可適于利用至少本文所述的基板支撐件及靜電卡盤(pán)之一。
[0023]處理腔室100大體包括界定工藝空間105的壁130及噴嘴106?？山?jīng)由狹縫閥開(kāi)口 108進(jìn)出工藝空間105，以便基板121可被機(jī)器人(robotically)傳送進(jìn)腔室100及從腔室100傳送出。排氣區(qū)域128可包括壁126，及可耦接至真空栗136，該真空栗136可適于將處理氣體從工藝空間105經(jīng)由排氣區(qū)域128排出腔室100。
[0024]基板支撐件150可設(shè)置于腔室100內(nèi)。基板支撐件150可包括基板支撐主體118，該基板支撐主體118可設(shè)置于工藝空間105內(nèi)。側(cè)壁119可從支撐主體118的表面168延伸。靜電卡盤(pán)120及基板121 (可選地)可設(shè)置于側(cè)壁119內(nèi)。側(cè)壁119可大體上界定靜電卡盤(pán)120及基板121，及與靜電卡盤(pán)120和基板121相間隔。支撐主體118可為固定的，如圖1所示，或可耦接至致動(dòng)器以升舉和降低基板支撐主體118。支撐主體118包括多個(gè)升降桿孔160。靜電卡盤(pán)120被配置成在處理期間將基板121固定在靜電卡盤(pán)上。靜電卡盤(pán)120包括與多個(gè)升降桿孔160對(duì)準(zhǔn)的升降桿孔125。
[0025]多個(gè)升降桿123可以可移動(dòng)地被設(shè)置成穿過(guò)支撐主體118及靜電卡盤(pán)120的孔160、125。多個(gè)升降桿123接合(interface)在致動(dòng)器190中，該致動(dòng)器190使升降桿123穿過(guò)支撐主體118及靜電卡盤(pán)120在第一或降低的位置與第二或升高的位置之間移動(dòng)，該第一或降低的位置與靜電卡盤(pán)120的基板支撐表面166齊平或在該表面166下方，該第二或升高的位置延伸于該支撐表面166上方。在該第一位置中，基板121就位于支撐表面166上。在該第二位置中，基板121被隔開(kāi)于支撐表面166上方，以允許機(jī)器人將基板傳送進(jìn)處理腔室100及從處理腔室100傳送出。
[0026]相關(guān)于靜電卡盤(pán)120，支撐主體118可包括氣體導(dǎo)管112及電導(dǎo)管(圖1中未圖示)以用于向靜電卡盤(pán)120