原位可移除式静电夹盘的制作方法
【专利说明】原位可移除式静电夹盘
[0001]wm
[0002]领域
[0003]本文所述的实施方式一般设计涉及静电夹盘(ESC)。更具体地，本文所述的实施方式涉及原位可移除式静电夹盘表面。
[0004]相关技术的描述
[0005]在基板的处理中，例如半导体基板与显示器，基板在处理期间固持在处理腔室中的支座上。支座可包括ESC，ESC具有电极可以电性偏压来固持基板在支座上。支座可包括基座，基座支撑ESC于腔室中，且基座可以升高或降低ESC与基板的高度。基座也可提供对于连接导线、气管等的保护性围绕，连接导线、气管等连接至支座的部分。
[0006]在用于处理基板的某些等离子体处理中，能量化的气体用于处理基板，通过例如蚀刻或沉积材料在基板上，或清洁腔室中的表面。这些能量化的气体可包括高腐蚀性的种类(例如化学蚀刻剂)，以及能量离子化与激化的种类，可能腐蚀ESC的部分。腐蚀的ESC会有问题，因为损伤的ESC可能无法提供所期望的电性特性来用于处理基板或固持基板。另外，从ESC腐蚀出的粒子可能污染正在腔室中处理的基板。
[0007]因此，当ESC已经腐蚀或累积了处理沉积物，在暴露至多个等离子体处理循环之后需要多方面清洁时，ESC最后将需要置换或整修。ESC的置换通常需要腔室对大气打开。一旦ESC已经置换，整个腔室在冗长的栗抽处理之前，必须小心地擦拭与清洁。因此，置换ESC是耗时且花钱的处理。
[0008]因此，所期望的是具有一种ESC，当该ESC需要置换时，减少对于生产力的影响。
[0009]概述
[0010]在一个实施方式中，提供一种静电夹盘。该静电夹盘包含:实质上刚性的支撑层，该支撑层具有一底表面与一顶表面，该底表面界定该静电夹盘的一底部；第一电极；以及第二电极，该第二电极至少部分插入于该第一电极。电介质层具有顶表面，所述顶表面界定该静电夹盘的顶部，且所述第一与第二电极可设置于该电介质层的该顶表面与该支撑层的该顶表面之间。该支撑层、电极、与电介质层可形成单一主体。第一连接器可耦接于该第一电极并且可暴露于该静电夹盘的该底部。第二连接器可耦接于该第二电极并且可暴露于该静电夹盘的该底部。所述第一与第二连接器可配置成通过具有弹簧装载的导体的接触而电连接于电源。
[0011]在另一个实施方式中，提供一种用于夹持基板的设备。该设备包括支撑构件，该支撑构件包括:顶表面；第一多个升举杆，该第一多个升举杆设置通过形成通过该顶表面的孔；以及第二多个升举杆，该第二多个升举杆设置通过形成通过该顶表面的孔。该设备也包括静电夹盘，该静电夹盘设置于该支撑构件的该顶表面上。该静电夹盘包括:实质上刚性的支撑层，该支撑层具有底表面与一顶表面，该底表面界定该静电夹盘的底部。第一电极可至少部分插入于一第二电极。电介质层可具有顶表面，所述顶表面界定该静电夹盘的顶部，且所述第一与第二电极可设置于该电介质层的该顶表面与该支撑层的该顶表面之间。该设备另外包括第一致动器，该第一致动器配置成将该第一多个升举杆转移于升高位置与缩回位置之间，该升高位置突伸通过该电介质层的该顶表面，且该缩回位置齐平或低于该电介质层的该顶表面。该设备另外包括第二致动器，该第二致动器配置成将该第二多个升举杆转移于升高位置与缩回位置之间，该升高位置使该静电夹盘间隔于该支撑构件的该顶表面，且该缩回位置使该静电夹盘坐落于该支撑构件的该顶表面上。
[0012]在又另一实施方式中，提供一种方法，用于置换处理腔室内的静电夹盘。该方法包括:致动第一组升举杆，以使第一静电夹盘间隔于设置于该处理腔室中的支撑构件。该第一静电夹盘可机器人式地从该第一组升举杆移除，且一第二静电夹盘可机器人式地放置于该第一组升举杆上。可致动该第一组升举杆，以设置该第二静电夹盘于该支撑构件上。
_3] 附图简要说明
[0014]因此，通过参照实施方式，可更详细了解本公开内容的上述特征，且对简短总结于上的本公开内容有更具体的叙述，某些实施方式是例示于所附附图中。但是，注意到，所附附图只例示本公开内容的一般实施方式且因此不视为限制其范围，因为本公开内容可容许其他同等有效的实施方式。
[0015]图1为处理腔室的示意、截面视图，处理腔室具有基板支座。
[0016]图2为图1绘不的基板支座的不意、截面视图，例不坐洛于基板支座的ESC上的基板。
[0017]图3为基板支座的示意、截面视图，例示由升举杆而间隔于ESC之上的基板。
[0018]图4为基板支座的示意、截面视图，例示由升举杆而间隔于基板支座主体之上的ESC。
[0019]图5为ESC相对于基板支座的一个实施方式的详细、截面视图。
[0020]图6为图5例示的ESC的简化分解视图。
[0021]为了促进了解，已经在任何可能的地方使用相同的元件符号来表示附图中共同的相同元件。可了解到，一个实施方式中公开的元件可有利地用于其他实施方式中，而不用具体详述。
[0022]具体描沐
[0023]本文所述的实施方式一般涉及静电夹盘(ESC, electrostatic chuck)，该静电夹盘可从真空处理腔室原位移除。也就是说，该ESC可从处理腔室被置换，而不用移除破坏真空。因此，该ESC有利地允许以对于基板处理最少的中断来置换，并且消除昂贵的腔室清洁、烘干、与栗抽，腔室清洁、烘干、与栗抽通常相关于为了促成传统ESC的置换而将处理腔室打开。
[0024]图1为真空处理腔室100的示意、截面视图，真空处理腔室100包括基板支座150与ESC 120的一个实施方式。虽然处理腔室100例示为蚀刻腔室，其他种处理腔室(例如，沉积、离子注入、退火、等离子体处理、与其他)可适于使用本文所述的基板支座与ESC的至少一者。
[0025]处理腔室100通常包括壁部130与喷嘴106，壁部130与喷嘴106界定了处理空间105。处理空间105可通过流量阀开孔108来进出，使得基板121可机器人式地转移进与出腔室100。排气区域128可包括壁部126，且排气区域128可耦接于真空栗136，真空栗136可适于从处理空间105通过排气区域128排放处理气体并且排出腔室100。
[0026]基板支座150可设置于腔室100内。基板支座150可包括基板支座主体118，基板支座主体118可设置于处理空间105内。支座主体118可为固定的，如同图1所示，或者支座主体118可耦接于致动器，来升高与降低基板支座主体118。支座主体118包括第一多个升举杆孔160与第二多个升举杆孔162。ESC 120可移除地耦接于支座主体118。ESC 120配置来在处理期间保持基板121于其上。ESC 120包括升举杆孔125，升举杆孔125对准于第一多个升举杆孔160。ESC 120在处理薄基板时会特别有用。
[0027]第一多个升举杆123可移动地设置通过于支座主体118与ESC 120的孔160、125。第一多个升举杆123通过界面接合(interface)于第一致动器190中，第一致动器190通过支座主体118与ESC 120将升举杆123转移于第一或降低位置与第二或升高位置之间，第一或降低位置齐平于或在ESC 120的基板支撑表面166之下，且第二或升高位置延伸于支撑表面166之上。在第一位置中，基板121位于支撑表面166上。在第二位置中，基板121间隔于支撑表面166之上，以允许机器人式地转移基板进与出处理腔室100。可设想到，除了使用升举杆之外，多个分离的指部或箍设备可用于转移基板进与出处理腔室100。
[0028]第二多个升举杆122设置通过于形成通过支座主体118的第二升举杆孔。第二多个升举杆122通过界面接合于第二致动器192中，第二致动器192通过支座主体118将升举杆122转移于第一或降低位置与第二或升高位置之间，第一或降低位置齐平于或在支座主体118的上表面168之下，且第二或升高位置延伸于上表面168之上。在第一位置中，ESC 120位于支座主体118的上表面168上。在第二位置中，ESC 120间隔于支座表面168之上，以允许机器人式地转移ESC 120进与出处理腔室100，而不用打开处理腔室100至大气。类似于上述的基板转移，可设想到，由多个分离的指部或箍设备，可执行ESC 120的转移。
[0029]关于可移除式ESC 120，支座主体118可包括气体导管103与电性导管(图1未图示)，气体导管103与电性导管将相关于图2更详细叙述，用于提供电力与背侧气体至ESC120。支座主体118也可包括加热及/或冷却元件(未图标)，加热及/或冷却元件适于维持支座主体118在所期望的温度。加热及/或冷却元件可为电阻式加热器、流体导管与类似者。
[0030]处理腔室100也包括气体输送设备，用于提供处理及/或清洁气体至处理腔室100。在图1绘示的实施方式中，气体输送设备为形成通过腔室壁部130的至少一个喷嘴106的形式。气体面板138可耦接于形成通过壁部130的喷嘴106，以通过形成通过喷嘴106的气体通道提供处理气体至处理空间105。气体面板138可包括含硅的气体供应源、含氧的气体供应源、与含氮的气体供应源，或者适于处理该腔室100内的基板的其他气体。
[0031]等离子体产生器也可耦接于腔室100。等离子体产生器可包括耦接于电极或天线的信号产生器145。信号产