包括用于衬底处理系统的间柱阵列的接合层的衬底支撑件技术方案

一种衬底支撑件包括：底板；顶板，其设置在所述底板上方，并且被配置成在衬底的处理期间支撑所述衬底；和将所述顶板接合到所述底板的接合层。所述接合层包括：将所述顶板与所述底板分开的多个间柱，以及接合材料，其布置在横向围绕所述间柱的区域中并且位于所述顶板和所述底板之间。所述底板之间。所述底板之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于衬底处理系统的间柱阵列的接合层的衬底支撑件
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年3月13日申请的美国临时申请No.62/989,176的权益。上述引用的申请的全部公开内容都通过引用合并于此。


[0002]本公开涉及衬底支撑件的陶瓷层和底板层之间的接合层。

技术介绍

[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
[0004]衬底处理系统可用于处理诸如半导体晶片之类的衬底。可以在衬底上执行的示例性处理包括但不限于化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、导体蚀刻、快速热处理(RTP)、离子注入、物理气相沉积(PVD)和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件上，衬底支撑件例如基座、静电卡盘(ESC)等。在处理期间，可以将包括一种或多种前体的气体混合物引入处理室，并且可以使用等离子体来引发化学反应。

技术实现思路

[0005]提供了一种衬底支撑件，其包括：底板；顶板，其设置在所述底板上方，并且被配置成在衬底的处理期间支撑所述衬底；和将所述顶板接合到所述底板的接合层。所述接合层包括：将所述顶板与所述底板分开的多个间柱，以及接合材料，其布置在横向围绕所述间柱的区域中并且位于所述顶板和所述底板之间。
[0006]在其他特征中，所述接合层包括：没有间柱的第一接合层；以及第二接合层，其设置在所述第一接合层上并且包括所述间柱。在其他特征中，所述第一接合层与所述底板接触。所述第二接合层与所述顶板接触。
[0007]在其他特征中，所述间柱以对称图案布置。在其他特征中，所述间柱布置成同心圆。在其他特征中，所述间柱的材料与所述接合材料是相同的材料。在其他特征中，所述顶板是与所述接合层接触的陶瓷层。在其他特征中，所述顶板包括一个或多个加热层。
[0008]在其他特征中，所述衬底支撑件还包括加热层，所述加热层附接到所述顶板的底面并且与所述接合层接触。在其他特征中，所述底板包括冷却剂通道。
[0009]在其他特征中，提供了一种将顶板接合到衬底支撑件的底板的方法。该方法包括：确定间柱的目标间柱高度；确定所述底板上的所述间柱的布局图案；基于所述目标间柱高度和所述布局图案，在所述底板上施加第一接合材料以形成所述间柱；固化所述间柱；将所述顶板放置在所述多个固化间柱上；将所述第一接合材料和第二接合材料中的至少一者施加在所述底板上横向围绕所固化的所述间柱以形成第一接合层；以及固化所述第一接合层
以将所述顶板接合到所述底板。
[0010]在其他特征中，所述方法包括用所述第一接合材料而不是所述第二接合材料形成所述第一接合层。在其他特征中，所述方法还包括在固化所述第一接合层之前压制所述第一接合层。在其他特征中，所述方法还包括在固化所述多个间柱之后将所述间柱研磨至所述目标间柱高度。
[0011]在其他特征中，所述方法还包括研磨所述顶板，使得所述顶板的顶面与所述底板的底面平行。在其他特征中，所述方法还包括基于所述第一接合层的预定厚度来确定所述目标间柱高度。
[0012]在其他特征中，所述方法还包括基于局部表面尺寸变化和所述顶板的厚度偏移中的至少一种来确定所述目标间柱高度中的一个或多个。在其他特征中，所述方法还包括基于局部表面尺寸变化和所述底板的厚度偏移中的至少一者来确定所述目标间柱高度中的一个或多个。
[0013]在其他特征中，所述方法还包括基于所述衬底支撑件的层中的计量探针凹痕的尺寸来确定所述目标间柱高度中的一个或多个。在其他特征中，所述方法还包括在所述底板上形成第二接合层。所述第一接合层形成于所述第二接合层上。
[0014]根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
[0015]根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
[0016]图1是在形成接合层的同时压制衬底支撑件的截面侧视图；
[0017]图2是衬底支撑件的截面侧视图，其示出了底板高度和接合层厚度；
[0018]图3是衬底支撑件和接合压板的一部分的截面侧视图，其示出了衬底支撑件顶板和底板表面的变化；
[0019]图4是根据本公开的包括具有带间柱接合层的衬底支撑件的示例性衬底处理系统的功能框图；
[0020]图5是根据本公开的底板和接合层的示例性间柱的横截面侧视图；
[0021]图6是根据本公开的在施加最终接合填充材料之前包括示例性间柱的衬底支撑件的一部分的横截面侧视图；
[0022]图7是说明根据本公开的通过形成包括间柱阵列的接合层来减小接合残余范围的一对示例图；
[0023]图8是根据本公开的具有示例性间柱阵列的底板的俯视图；
[0024]图9是根据本公开的包括具有间柱的单个接合层的示例性衬底支撑件的一部分的横截面侧视图；
[0025]图10是根据本公开的包括在多个接合层之一中的间柱的示例性衬底支撑件的一部分的横截面侧视图；
[0026]图11是根据本公开的包括实施间柱应用的控制器的接合系统的一部分的功能框图；和
[0027]图12示出了根据本公开的形成衬底支撑件的方法，其包括形成带间柱接合层。
[0028]在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
[0029]静电卡盘(ESC)可以包括由陶瓷制成的顶板，该顶板通过接合层接合到液体冷却的底板。ESC可以包括加热元件。加热元件可以接合在顶板中或附接到顶板的底面上。接合层去除由等离子体和/或加热元件产生的热量，并将热量传递到ESC的底板。这将热量从由ESC支撑的晶片传递到底板。
[0030]ESC的接合层的热导率水平k
bl
通常远低于ESC的顶板的热导率水平k
tp
。出于这个原因，在ESC操作期间，接合层中存在明显的温度梯度。接合层的厚度可能是不均匀的，并且可能是晶片横向从管芯到管芯的晶片温度不均匀的主要来源。ESC到ESC和室到室之间存在额外的接合层不均匀性。
[0031]对空间晶片温度变化敏感的晶片工艺应用需要以高空间均匀性来控制晶片温度。对于具有小尺寸的设备结构，例如三维NAND闪存结构，尤其如此。对于温度敏感的蚀刻化学应用和需要从晶片中去除等离子体产生的热量的应用，也需要高空间均匀性。对于要求将晶片温度保持在预定温度的等离子蚀刻工艺，需要控制ESC接合层厚度均匀性。
[0032]衬底支撑件的热性能与ESC的接合层的厚度直接相关。ESC的接合层的厚度均匀性受A)用于在顶板和底板之间形成接合层的夹具和B)顶板和底板的表面变化两者的影响。作为示例，接合层可以具有100微米(μm)至1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种衬底支撑件，其包括：底板；顶板，其设置在所述底板上方，并且被配置成在衬底的处理期间支撑所述衬底；和将所述顶板接合到所述底板的接合层，其中所述接合层包括：将所述顶板与所述底板分开的多个间柱，以及接合材料，其布置在横向围绕所述多个间柱的区域中并且位于所述顶板和所述底板之间。2.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述接合层包括：没有间柱的第一接合层；以及第二接合层，其设置在所述第一接合层上并且包括所述多个间柱。3.根据权利要求2所述的衬底支撑件，其中：所述第一接合层与所述底板接触；以及所述第二接合层与所述顶板接触。4.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述多个间柱以对称图案布置。5.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述多个间柱布置成同心圆。6.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述间柱的材料与所述接合材料是相同的材料。7.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述顶板是与所述接合层接触的陶瓷层。8.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述顶板包括一个或多个加热层。9.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其还包括加热层，所述加热层附接到所述顶板的底面并且与所述接合层接触。10.根据权利要求1所述的衬底支撑件，其中，所述底板包括冷却剂通道。11.一种将顶板接合到衬底支撑件的底板的方法，该方法包括：确定多个间柱的目标间柱高度；确定所述底板上的所述多个间柱的布局图案；基于所述目标间柱高度和所述布局图案，在所述底板上施加第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田思源，安，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：