具有集成的温度测量电气装置的衬底保持器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有集成的温度测量电气装置的衬底保持器。衬底保持器包括基板、设置在所述基板上面的结合层、以及设置在所述结合层上面的陶瓷层。所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面。若干温度测量电气装置被附着到所述陶瓷层。导电迹线被嵌在所述陶瓷层内且被设置并布线为与所述若干温度测量电气装置的一或多个电触头电气连接。电线被设置为电接触所述导电迹线。所述电线从陶瓷层延伸穿过结合层并穿过基板到控制电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造。
技术介绍
许多现代半导体制造工艺在等离子体工艺模块中执行，在所述等离子体工艺模块中，衬底被保持在暴露于等离子体的衬底保持器上。在等离子体处理操作过程中，衬底的温度控制是可影响处理操作的结果的一个因素。为了在等离子体处理操作过程中提供对衬底温度的控制，需要精确并可靠地测量衬底保持器的温度以便推断被保持在其上的衬底的温度。在这种情境下，提出了本专利技术。
技术实现思路
在一示例实施方式中，一种衬底保持器被公开。所述衬底保持器包括基板、设置在所述基板上面的结合层、以及设置在所述结合层上面的陶瓷层。所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面。所述衬底保持器包括附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置。所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度。所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头。所述衬底保持器包括嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线。所述多个导电迹线中的一些被设置为与所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个电接触。所述衬底保持器还包括与所述多个导电迹线中的一或多个电接触的多个电线。所述多个电线从所述陶瓷层延伸穿过所述结合层并穿过所述基板到控制电路。在一示例实施方式中，一种系统被公开。所述系统包括衬底保持器，所述衬底保持器包括基板和使用结合层附着到所述基板的顶表面的陶瓷层，所述结合层设置在所述基板和所述陶瓷层之间。所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面。所述系统还包括附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置。所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度。所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头。所述陶瓷层包括嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线。所述多个导电迹线中的一些在所述若干温度测量电气装置的电触头之间布线。所述多个导电迹线中的一些从所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个布线到若干暴露电触头中的对应的一个。所述系统还包括多个电线，所述多个电线连接到所述若干暴露电触头中的对应的一些。所述系统还包括监视和控制电路，所述监视和控制电路包括与所述多个电线分别电接触的多个电气节点。所述监视和控制电路被配置来控制所述若干温度测量电气装置的操作。在一示例实施方式中，一种用于制造衬底保持器的方法被公开。所述方法包括形成具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面的陶瓷层。所述陶瓷层被形成为包括若干温度测量电气装置。所述陶瓷层被形成为包括嵌入式导电迹线，所述嵌入式导电迹线被布线来将所述若干温度测量电气装置电气连接到在所述陶瓷层的底表面处的若干暴露电触头。所述方法还包括将若干电线分别连接到所述若干暴露电触头。所述方法还包括使用结合层将所述陶瓷层固定到基板，使得所述若干电线被布线穿过所述结合层并穿过所述基板。所述方法还包括将所述若干电线连接到控制电路。在一示例实施方式中，一种用于测量衬底保持器的温度的方法被公开。所述方法包括通过嵌在所述衬底保持器的陶瓷层内的第一若干导电迹线供应电功率给所述陶瓷层内的若干温度测量电气装置。所述方法还包括通过嵌在所述陶瓷层内的第二若干导电迹线将所述陶瓷层内的所述若干温度测量电气装置连接到参考接地电位。所述方法还包括通过嵌在所述衬底保持器的所述陶瓷层内的第三若干导电迹线提供控制信号给所述陶瓷层内的所述若干温度测量电气装置以引导所述若干温度测量电气装置测量所述陶瓷层的相应的局部温度。所述方法还包括通过嵌在所述衬底保持器的所述陶瓷层内的第四若干导电迹线从所述陶瓷层内的所述若干温度测量电气装置接收温度测量数据信号。具体而言，本专利技术的一些方面可以阐述如下：1.一种衬底保持器，包括：基板；设置在所述基板上面的结合层；设置在所述结合层上面的陶瓷层，所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面；附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置，所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度，所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头；嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线，所述多个导电迹线中的一些被设置为与所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个电接触；和与所述多个导电迹线中的一或多个电接触的多个电线，所述多个电线从所述陶瓷层延伸穿过所述结合层并穿过所述基板到控制电路。2.如条款1所述的衬底保持器，其中所述陶瓷层包括分布在所述陶瓷层的整个底表面上的若干嵌壁区域，所述若干嵌壁区域中的每一个被配置来接收所述若干温度测量电气装置中的对应的一个，使得所述若干温度测量电气装置中的每一个在被置于其嵌壁区域中时位于所述陶瓷层的所述顶表面和底表面之间。3.如条款2所述的衬底保持器，进一步包括：分别固定在所述若干嵌壁区域内的若干安装焊盘，所述若干温度测量电气装置中的每一个物理连接到所述若干安装焊盘中的各自的一个，所述若干安装焊盘提供所述若干温度测量电气装置和所述陶瓷层之间的热接触。4.如条款2所述的衬底保持器，进一步包括：回填材料，所述回填材料被置于所述若干嵌壁区域中的每一个内以覆盖对应的所述若干温度测量电气装置并填充所述若干嵌壁区域中的每一个到实质上与所述陶瓷层的所述底表面齐平的水平。5.如条款1所述的衬底保持器，其中所述若干温度测量电气装置中的每一个是单独的集成电路芯片。6.如条款1所述的衬底保持器，其中所述多个导电迹线与所述陶瓷层共烧使得所述多个导电迹线具有与所述陶瓷层的温度响应基本上相等的温度响应。7.如条款1所述的衬底保持器，其中所述多个导电迹线包括钨、铂和钼中的一或多种作为电导体。8.如条款1所述的衬底保持器，其中所述多个导电迹线使用形成为在所述陶瓷层内垂直延伸的导电通孔结构布线穿过所述陶瓷层的多个层面。9.如条款1所述的衬底保持器，其中所述若干温度测量电气装置分布在多个温度测量区域内，所述多个温度测量区域以同中心的方式围绕垂直延伸穿过所述陶瓷层的所述顶表面的中心的所述陶瓷层的中心线进行限定。10.如条款1所述的衬底保持器，其中所述若干温度测量电气装置在整个所述陶瓷层上以矩形矩阵排列方式分布。11.如条款9所述的衬底保持器，其中所述若干温度测量电气装置和嵌在所述陶瓷层内的所述多个导电迹线以及所述多个电线被分开到多个温度测量阵列中，其中所述多个温度测量阵列中的每一个包括分别设置在所述多个温度测量区域中的不同的一些内的单独的温度测量电气装置和嵌在所述陶瓷层内的所述多个导电迹线的专用组以及所述多个电线的专用组。12.如条款11所述的衬底保持器，其中所述多个温度测量阵列中的一些在从一到八的范围内。13.一种系统，包括：衬底保持器，所述衬底保持器包括基板和使用结合层附着到所述基板的顶表面的陶瓷层，所述结合层设置在所述基板和所述陶瓷层之间，所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面。附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置，所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度，所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头，所述陶瓷层包括嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线，所述多个导电迹线中的一些在所述若干温度测量电气装置的电触头之间布线，所述多个导电迹线中的一些从所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个布线到若干暴露电触头中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底保持器，包括：基板；设置在所述基板上面的结合层；设置在所述结合层上面的陶瓷层，所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面；附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置，所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度，所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头；嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线，所述多个导电迹线中的一些被设置为与所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个电接触；和与所述多个导电迹线中的一或多个电接触的多个电线，所述多个电线从所述陶瓷层延伸穿过所述结合层并穿过所述基板到控制电路。

【技术特征摘要】
2015.10.05 US 14/874,9911.一种衬底保持器，包括：基板；设置在所述基板上面的结合层；设置在所述结合层上面的陶瓷层，所述陶瓷层具有包括被配置来支撑衬底的区域的顶表面；附着到所述陶瓷层的若干温度测量电气装置，所述若干温度测量电气装置中的每一个被配置用于测量所述陶瓷层的相应的局部温度，所述若干温度测量电气装置中的每一个具有多个电触头；嵌在所述陶瓷层内的多个导电迹线，所述多个导电迹线中的一些被设置为与所述若干温度测量电气装置的所述多个电触头中的一或多个电接触；和与所述多个导电迹线中的一或多个电接触的多个电线，所述多个电线从所述陶瓷层延伸穿过所述结合层并穿过所述基板到控制电路。2.如权利要求1所述的衬底保持器，其中所述陶瓷层包括分布在所述陶瓷层的整个底表面上的若干嵌壁区域，所述若干嵌壁区域中的每一个被配置来接收所述若干温度测量电气装置中的对应的一个，使得所述若干温度测量电气装置中的每一个在被置于其嵌壁区域中时位于所述陶瓷层的所述顶表面和底表面之间。3.如权利要求2所述的衬底保持器，进一步包括：分别固定在所述若干嵌壁区域内的若干安装焊盘，所述若干温度测量电气装置中的每一个物理连接到所述若干安装焊盘中的各自的一个，所述若干安装焊盘提供所述若干温度测量电气装置和所述陶瓷层之间的热接触。4.如权利要求2所述的衬底保持器，进一步包括：回填材料，所述回填材料被置于所述若干嵌壁区域中的每一个内以覆盖对应的所述若干温度测量电气装置并填充所述若干嵌壁区域中的每一个到实质上与所述陶瓷层的所述底表面齐平的水平。5.如权利要求1所述的衬底保持器，其中所述若干温度测量电气装置中的每一个是单独的集成电路芯片。6.如权利要求1所述的衬底保持器，其中所述多个导电迹线与所述陶瓷层共烧使得所述多个导电迹线具有与所述陶瓷层的温度响应基本上相等的温度响应。7.如权利要求1所述的衬底保持器，其中所述多个导电迹线包括钨、铂和钼中的一或多种作为电导体。8.一种系统，包括：衬底保持器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·佩普，达雷尔·欧利希，经常友，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US