基板支撑基座的制作方法

本发明的实施方式总体上涉及一种用于基板工艺腔室中的具有受保护的结合层的基板支撑基座。

背景技术：

1、基板支撑基座广泛地用于在处理期间支撑半导体处理系统内的基板。特定类型的基板支撑基座包括安装在冷却基部上的陶瓷静电吸盘。静电吸盘一般在处理期间将基板保持在静止位置。静电吸盘在陶瓷主体内含有一个或多个嵌入式电极。当在电极与设置在陶瓷主体上的基板之间施加电位时，就会产生静电引力，静电引力将基板保持抵靠陶瓷主体的支撑表面。所产生的力可以是由于基板与电极之间的电位差而引起的电容效应，或者在由具有相对低的电阻率的半导体材料组成的陶瓷主体(这允许在陶瓷主体内向接近基板的表面的电荷迁移)的情况下所产生的力可以是约翰森-拉别克(johnsen-rahbeck)效应。利用电容引力和johnsen-rahbeck引力的静电吸盘可从数个来源商购得到。

2、为了在处理期间控制基板温度，在陶瓷主体的支撑表面与基板之间提供背部气体。一般，背部气体填充陶瓷主体与基板之间的缝隙区域，由此提供增强基板与基板支撑件之间的传热速率的传热介质。

3、将静电吸盘固定到冷却基部的结合层易于被穿过结合层的工艺气体侵蚀。另外，发明人已经发现，如果背部气体被点燃成等离子体、被激励或以其它方式促进在穿过基板支撑基座的背部气体通道的暴露于结合层的部分中的电弧放电，那么结合层可能受到进一步侵蚀。结合层的侵蚀出于至少两个原因是有问题的。首先，从结合层侵蚀的材料是一种工艺污染物，它会产生缺陷并减少产品良率。其次，随着背部气体通过的结合层中的孔的大小增大，静电吸盘与冷却基部之间的局部传热速率随结合材料被替换为间隙而改变，由此产生不期望的温度不均匀性和工艺漂移。

4、因此，需要一种改进的基板支撑基座。

技术实现思路

1、本文公开具有结合层以防止直接地暴露于穿过所述结合层的气流路径的基板支撑基座。由于所述结合层与经由所述气流路径输送通过所述基板支撑基座的直接气流(工艺气体或背部气体)屏蔽，因此所述结合层更不易受侵蚀，这保持了静电吸盘组件的完整性。

2、在一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部；多孔塞；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，所述气流通道具有与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。

3、在另一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度，其中空腔形成在所述静电吸盘主体的底表面中。所述基板支撑基座进一步包括：多孔塞；套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，并且具有通过所述套筒中的至少一个套筒与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。所述基板支撑基座进一步包括从所述静电吸盘主体和所述冷却基部中的一个延伸的环以及环，其中所述多孔塞由具有顶部直径的顶部部分和具有底部直径的底部部分限定。所述多孔塞的所述顶部部分延伸到吸盘空腔中，并且所述底部部分延伸到形成在所述冷却基部的顶部中的基部空腔中，并且所述多孔塞的所述顶部直径大于所述底部直径。

4、在另一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度。所述静电吸盘主体包括形成在所述静电吸盘主体的底表面中的第一吸盘空腔和穿过所述第一吸盘空腔形成的第二吸盘空腔。所述基板支撑基座进一步包括多孔塞，其中所述多孔塞具有等于或小于所述第二吸盘空腔的高度的塞高度，并且所述多孔塞不延伸到所述第一吸盘空腔中。所述基板支撑基座可以进一步包括：套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置，其中所述套筒不延伸到所述冷却基部中；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞。所述气流通道具有通过所述套筒、从所述静电吸盘主体和所述冷却基部中的一个延伸的环或环中的至少一个与所述结合层中的所述孔的所述内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。

技术特征：

1.一种基板支撑基座，包括：

2.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞至少部分地设置在吸盘空腔中，所述吸盘空腔形成在所述静电吸盘主体的底表面中。

3.如权利要求2所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞至少部分地设置在基部空腔中，所述基部空腔形成在所述冷却基部的顶表面中。

4.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞经由粘合剂层或经由压配合耦接到所述静电吸盘主体。

5.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：

6.如权利要求5所述的基板支撑基座，其中死容积限定在所述套筒与所述孔的所述内边缘之间。

7.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述静电吸盘主体进一步包括：

8.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中环跨过形成在所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙延伸，其中形成在所述结合层中的所述孔的内边缘通过所述环与所述气流通道的扫掠容积物理地屏蔽。

9.如权利要求7所述的基板支撑基座，进一步包括：

10.如权利要求9所述的基板支撑基座，其中所述套筒从所述环延伸到所述冷却基部，其中形成在所述结合层中的所述孔的内边缘通过所述环和所述套筒与所述气流通道的扫掠容积物理地屏蔽。

11.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：

12.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：

13.如权利要求12所述的基板支撑基座，其中所述环跨过形成在所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙延伸，其中形成在所述结合层中的所述孔的内边缘通过所述环与所述气流通道的扫掠容积物理地屏蔽。

14.如权利要求12所述的基板支撑基座，进一步包括：

15.如权利要求14所述的基板支撑基座，其中所述套筒从所述环延伸到所述静电吸盘主体，其中形成在所述结合层中的所述孔的内边缘通过所述环和所述套筒与所述气流通道的扫掠容积物理地屏蔽。

16.一种基板支撑基座，包括：

17.如权利要求16所述的基板支撑基座，进一步包括：

18.一种基板处理腔室，包括：

19.如权利要求18所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞经由粘合剂层中的至少一者或经由压配合耦接到所述静电吸盘主体。

20.如权利要求18所述的基板支撑基座，进一步包括：

技术总结本文讨论的系统和方法与在处理腔室中使用以制造半导体、电子器件、光学器件和其它器件的基板支撑基座相关联。所述基板支撑基座包括静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部。气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间，并且多孔塞定位在所述气流通道中。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，并且具有与所述结合层中的所述孔的内边缘物理屏蔽的扫掠容积，以保护所述结合层免受侵蚀。技术研发人员：S·J·拉罗萨,S·普劳蒂受保护的技术使用者：应用材料公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1