[发明专利]接合基板的方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式大体涉及接合基板的方法和通过此方法使用分段接合设计制造的适用于半导体处理腔室中的部件。

背景技术

在基板处理应用中，使用接合在一起的两个或更多个零件或基板来制造多个腔室零件和部件。这些部件的实例包括：接合至温度控制支撑件的静电圆盘(electrostatic puck)、接合至气体分配板的喷头和接合至腔室盖的加热器等。

图1为包括接合在一起的基板的传统腔室零件的实例，该传统腔室零件图示为静电夹盘组件100。静电夹盘组件100包括通过粘结层104耦接至温度控制基底106的静电圆盘102。静电圆盘102包括基板支撑表面120，晶片(未示出)在真空处理期间静电固持在所述基板支撑表面120上。基板支撑表面120大体包括提供背侧气体(诸如氦)的多个背侧气体输送孔(未示出)，以改良基板与静电圆盘102之间的热传递。

粘结层104为覆盖静电圆盘102与温度控制基底106的整个配合表面的大体连续的整体层(monolithic layer)。粘结层104可包括形成为穿过粘结层104例如用于容纳升降销、射频功率输送杆、氦通道和类似物的多个孔。为简单起见，在图1中仅图示形成在粘结层104中的示例性升降销孔110。升降销孔110与穿过静电圆盘102形成的升降销孔116和穿过温度控制基底106形成的升降销孔118对准。

参照图2中描绘的静电夹盘组件100的局部截面图，静电圆盘102大体包括嵌入在介电体204中的夹持电极202。介电体204通常由陶瓷材料(诸如氮化铝和/或氧化铝)制造而成。夹持电极202可为金属网或其他适合的导体。通过穿过温度控制基底106和粘结层104的射频功率输送杆(未示出)将直流电压施加至夹持电极202，通过库仑效应或约翰逊-拉贝克(Johnsen-Rahbeck)效应实现对置于基板支撑表面120上的基板(即，晶片)的夹持。

温度控制基底106大体包括通常由铝、不锈钢或具有良好导热率的其他材料制造而成的导热体216。至少一个温度控制特征结构218可形成在导热体216中和/或耦接至导热体216。温度控制特征结构218可为加热器或冷却器，且在图2所示的实施方式中，温度控制特征结构218图示为内沟道220和外沟道222，单独受控的热传递流体可循环穿过内沟道220和外沟道222以跨越静电圆盘102的基板支撑表面120提供单独的温度控制区域。

在静电夹盘组件100的制造和/或使用期间，尤其在固化期间，由粘结层104释放的挥发物可被截留在静电圆盘102与温度控制基底106之间。截留的挥发性气体可使粘结层104与静电圆盘102和温度控制基底106之一或两者分层，诸如由图2中的空隙210所示。空隙210增加静电圆盘102与温度控制基底106之间的热阻抗，此情况可造成所处理的基板(例如，晶片)上的不符合技术要求(out-of-spec)的温度均匀性，进而导致对产量和生产力的昂贵损失。此外，在湿态固化的硅树脂用作粘结层104的应用中，完全固化粘结层104要求局部位于接合位点处的湿气的充分存在和可用性。在粘结层相对于粘结层的直径非常薄时，充分的湿气可用性变得困难或不可能，造成粘结剂的不完全固化。这进一步加剧在使用期间释放挥发物的可能性和静电夹盘组件100的后续分层和/或性能劣化。

由于必须周期性地整修(refurbish)静电夹盘组件100，粘结层104的高深宽比使得难以将粘结层104的内部彻底暴露至有效削弱静电圆盘102与温度控制基底106之间的接合所需的溶剂。若不能充分削弱粘结层104，则静电圆盘102和/或温度控制基底106在静电圆盘102与温度控制基底106被强制撬开的情况下可能被损坏。在极端情况中，温度控制基底106可能需要被切削掉以释放静电圆盘102。因此，传统静电夹盘组件100的整修可为劳动密集的，具有高废品率(scrap rate)且不期望地为昂贵的。

上述问题不是静电夹盘组件唯一具有的，而是一定程度地存在于使用邻接的粘结层接合两个基板的几乎所有半导体腔室部件中。此问题亦存在于显示器及太阳能真空处理应用中以及接合表面面积可大很多的情况中。

因此，需要接合基板的改良方法、用这些方法制造的部件和整修这些部件的改良方法。

发明内容