局部加热的多区域基板支撑件的制作方法_2

文档序号:9650705阅读:来源:国知局
形成电极组件的邻接(contiguous)阵列。第一及第二电极108、110可被放置成共平面的或放置于相互平行的不同平面。图1C描绘像素状或点状电极配置,其中排列第一电极108及第二电极110 (共平面或于不同平面)以使得位于同一排或列的任何两相邻电极具有相反的极性。在如图示的一个实例中,第一及第二电极108、110排列成格子阵列。应理解第一及第二电极108、110可排列成矩形阵列、六边形阵列、蜂巢式阵列或排列成对称的图案。图1D描绘电极的另一配置,其中第一电极108和第二电极110绕着中心轴交替排列成极阵列(polar array)。图1E描绘电极的又另一配置,其中第一电极108和第二电极110交替排列成实质同心的图案。
[0026]电源114通过电力开关112耦接至第一及第二电极108、110。电源114被配置以提供电压电力至第一及第二电极108、110以产生不同极性的电荷,所述电荷是正电荷或负电荷。由第一及第二电极108、110所产生的正或负电荷提供静电力,以将设置在静电夹具100中的基板吸引在固定位置中。在一个实施方式中,电源114可被配置以提供DC或AC电力至第一及第二电极108、110。在另一实施方式中,电源114可被配置以提供RF电力,该RF电力电容地耦合至电极108、110以将RF偏压施加给基板。
[0027]封装构件102设置于绝缘基部104上,将电极组件106夹于其中,以形成整体结构的静电夹具100。封装构件102被放置于电极组件106上,以提供其上夹持基板的绝缘表面。封装构件102可由具有与下方电极组件106的热性质,以及在一些实施方式中,也与绝缘基部104的热性质实质上相匹配的热性质的材料制成,所述热性质例如热膨胀系数。
[0028]在封装构件102、电极组件106及绝缘基部104以预定顺序堆叠之后,实施接合工艺(例如退火工艺)以将封装构件102、电极组件106及绝缘基部104熔接在一起,从而形成作为整体部分的静电夹具100的层叠结构。由于可能要求封装构件102、电极组件106及绝缘基部104操作于高温环境中(例如,高于300摄氏度),所以用于制造此三个部件的材料可从能支持热处理期间的高热处理的耐热材料中选择,例如陶瓷材料或玻璃材料。
[0029]在一个实施方式中,封装构件102和绝缘基部104可由陶瓷材料、玻璃材料、或陶瓷与金属材料的复合物制成,以提供好的强度及持久性及传热性质。被选择以制造封装构件102和绝缘基部104的材料可具有实质上匹配或相似于中间电极组件106的热膨胀系数,以减小热膨胀不匹配,该不匹配可在高热负载下造成应力或故障。在一个实施方式中,封装构件102的热膨胀系数可在约3与约8um/(m*K)之间。适合用于制造封装构件102及绝缘基部104的陶瓷材料可包含但不限于:玻璃、碳化硅、氮化铝、氧化铝、含钇材料、氧化钇(Y203)、钇铝石榴石(YAG)、氧化钛(T1)、或氮化钛(TiN)。在另一实施方式中,封装构件102及绝缘基部104可由复合材料制成,所述复合材料包含陶瓷及金属的不同成分,例如具有分散的陶瓷颗粒的金属。
[0030]在一个实施方式中,电极组件106可由金属材料制成,例如钼,钼可具有相似于相邻的封装构件102及绝缘基部104的热膨胀系数。在一个实施方式中,电极组件106的热膨胀系数在约2与约8um/(m*K)之间,且通常在封装构件102的热膨胀系数的20%内。[0031 ] 在操作期间,在电力供应至电源114时,可将负电荷施加于第一电极108并可将正电荷施加于第二电极110,或反之亦然,以产生静电力。在夹持期间,由电极108、110所产生的静电力将设置于其上的基板夹持并固持在固定位置。当关闭从电源114供应的电力时,在电极108、110之间的介面118中出现的电荷可维持经过长时间段。为了释放固持于静电夹具100上的基板,可提供相反极性的短电力脉冲至电极108、110,以移除介面118中存在的电荷。
[0032]图2A根据本揭示案的另一实施方式描绘具有图1的静电夹具的基板支撑组件200的截面图。基板支撑组件200可接着进一步放置于处理室中,比如等离子体处理真空室,以在处理期间固持设置于基板支撑组件上的基板204。应注意虽然于此描述的基板支撑组件200被使用于真空等离子体处理,但基板支撑组件200可实现于任何合适的处理工具,包含那些在大气或任何条件下操作的处理设备。
[0033]如图2A的截面图所描绘的,电极组件106设置于由基座202支撑的绝缘基部104上。电极组件106被封装构件102覆盖,且可包含具有穿插(intervening)电极指120、122的第一电极108及第二电极110。在图2A中所描绘的实例中,负电荷被施加至第一电极108,且正电荷被施加至第二电极110。由电极组件106所产生的负电荷和正电荷分别诱导基板204产生相反极性的电荷,亦即,正电荷和负电荷,因此产生静电力以将基板204夹持于基板支撑组件200上。例如,出现在第一电极108的电极指120上的负电荷可诱导基板204局部地产生正电荷206,以致产生静电力以将基板204牢固地放置于基板支撑组件200上。类似地,出现在第二电极110的电极指122上的正电荷可诱导基板204局部地产生负电荷210。应理解在处理期间第一及第二电极108、110的一些电极指可被关闭或以较其他电极指更高的电力操作,以使弯曲的基板抵靠静电夹具100而平坦化。
[0034]通过使用第一及第二电极108、110的穿插的指电极120、122,可产生增强且局部化的静电场,由于由电极指120、122之间界定的介面118具有长的长度,因此该静电场横跨静电夹具100的较大区域而分布,产生对基板的静电吸引,有助于使用较传统静电夹具更低的夹持电压而将基板204保持于基板支撑组件200上。
[0035]在图2A中所示的本揭示案的一个实施方式中,多个加热元件203进一步被设置于绝缘基部104的上表面上。加热元件203可平行于电极108、110而放置。加热元件203可为设置于电极108、110之间所界定的空间中的体积(space)或分离的金属线的形式。一个或更多个加热元件203的每组可单独地耦接至温度控制器211,因此横跨静电夹具100提供多个独立可控的加热区域。在图2A中所示的一个实例中,加热元件203沿着两个相邻电极指120、122之间的空间而设置。两个最近的相邻电极指120、122之间的空间209可在约1mm与约3mm之间,空间209可随着电极组件106的大小和/或电极指120、122的大小而改变。
[0036]在本揭示案的另一实施方式中,加热元件203可被电极108、110围绕且以加热元件203不与电极108、110平行的方式排列,以避免减少电极的静电耦合。例如,图2B为绝缘基部104的一部分的放大俯视图,在图2B中所示的一个实施方式中,加热元件203中的每个加热元件可为指状的形式且沿实质垂直于电极108、110的排列的方向延伸。以下将关于图3、4A至4C及5更加详细地论述加热元件203的配置及一些可能的排列。
[0037]图3根据本揭示案的一个实施方式描绘图2A的基板支撑组件200的示意俯视图,其中层302的一部分被切开以暴露绝缘基部104。为了容易图示的目的,基板被省略。图3图示分布的、独立控制的加热元件203及电极指120、122的示例性排列。加热元件203可为任何适合用于提供电感式或电阻式加热至静电夹具100的加热装置。
[0038]第一及第二电极108、110可在绝缘基部104的上表面107之上排列成具有交替极性的任何所需配置,比如图1B至1E中所示。相应地,加热元件203可横跨绝缘基部104的表面而与第一及第二电极108、110以任何所欲排列穿插,而不与第一及第二电极108、110物理接触。或者,加热元件203可设置于与具有电极的层不同的层中,使得加热元件的数量和/或配置不受夹持电极所需的表面区域的限制。例如,加热元件203可排列成类似于以上关于图1B至1E论述的格状配置、像素状或点状配置、极阵列配置、或同心配置。
[0039]返回参照图3,加热元件203可为设置于在第一及第二电极108、110之间所界定的空间133中的体积或分离的金属线的形式。一个或更多个加热元件203的每组可单独地耦接至温度控制器211,以横跨静电夹具提供多个独立可控的加热区域。加热元件203因此能够以逐点(point-by-point)可控方式独立地加热静电夹具,由此方位角地控制横跨设置于其上的基板的直径的温度分布。
[0040]在一个实例中,加热元件203的每个加热元件以宽度为约0.1mm至约30mm,例如约0.5mm,及长度为约0.1mm至约30mm,例如约10mm的尺度形成。加热元件203可具有约
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