[发明专利]带有温度调节布置的加工布置和加工基底的方法

说明书

技术领域

本发明设计带有基底保持器和温度调节布置的加工布置，其构成为“热空腔”。其进一步涉及一种用于在这种温度调节布置中加工基底的方法。

定义

在本发明的意义上，“加工”包括作用在基底上的任何化学、物理、或机械效应。

在本发明的意义上，“基底”为将在加工设备中处理的部件、部分或工件。基底包括但不限于具有矩形、正方形或圆形形状的平坦、板状部分。在优选实施例中，本发明针对基本平面、圆形基底，例如晶片。这种晶片的材料可为玻璃、半导体、陶瓷或能够经受描述的加工温度的任何其它物质。

“真空加工或真空处理系统/设备/隔室”包括：至少一个封套，其用于将在比周围大气压力低的压力下被处理的基底；和用于处理所述基底的器件。

“卡盘或夹具”是在加工期间适于紧固基底的基底保持器。该夹紧可尤其通过静电力(静电卡盘ESC)、机械器件、真空或前述器件的组合实现。卡盘可表现为另外的设备，如温度控制部件(冷却、加热)和传感器(基底朝向、温度、翘曲等)。

“CVD或化学气相沉积”是一种允许在加热的基底上的层的沉积的化学工艺。将一种或更多种挥发性前驱体材料供应至加工系统，在该加工系统中它们在基底表面上反应和/或分解来产生期望的沉积物。CVD的变型包括：低压CVD(LPCVD)-在低于大气压压力下的CVD加工。超高真空CVD(UHVCVD)为典型地在10^-6pa/10^-7pa下的CVD加工。等离子体方法包括微波等离子体相关CVD(MPCVD)和等离子体增强CVD(PECVD)。这些CVD加工利用等离子体来增强前驱体的化学反应速率。

“物理气相沉积(PVD)”是用来描述用以通过蒸汽形式的材料向基底的表面上(例如，向半导体晶片上)的冷凝来沉积薄膜的多种方法中的任一种的一般术语。涂覆方法包括纯粹物理的加工，例如，高温真空蒸发或与CVD相反的等离子体飞溅轰击。PVD的变型包括阴极弧沉积、电子束物理气相沉积、蒸发沉积、飞溅沉积(即，通常在定位于靶材料的表面上的磁性隧道中限制的辉光等离子体排放)。

术语“层、涂层、沉积以及薄膜”可互换地在本公开中用于在真空加工装备中沉积的薄膜，该加工装备为CVD、LPCVD、等离子体增强CVD(PECVD)或PVD(物理气相沉积)。

背景技术

公知卡盘布置，通过该卡盘布置，在真空加工隔室中的加工期间，定位并保持基底，并且在这种加工期间调节温度。这种调节应当理解为包括将基底加热至期望的温度、将基底维持在期望的温度、以及冷却基底来维持在期望的加工温度(例如，在加工本身倾向于过热基底时)。

在现有技术中，基底通常通过静电力、仅通过重力、借助于放置在被加工的基底的周边上的保持重量环或借助于固定所述基底的夹具或夹子而保持在卡盘布置上。

卡盘布置通常包括用于将放置于其上的基底的刚性基座或支撑件；所述支撑件再次通过电阻加热器或通过灯(例如，卤素灯)加热。在温度调节布置的许多现有技术应用中，热传递然后借助于在支撑件和基底之间的直接接触而实现。但是，热传递的量强烈地取决于接触可被多么好地建立。如果基底不是完美平面或基底和支撑件中的一者在加热期间翘曲，那么接触将不完全在表面上。然后，热传导和辐射的混合将负责热传递，该热传递可导致在基底上的不均匀的热分布。而且，热感应机械应力可损害基底。该问题已经以两种方式解决；首先通过使用机械器件迫使支撑件和基底强烈地接触(热传导)。但是，这甚至可增强在基底上的机械应力，尤其对于薄和/或脆性基底其可导致基底破裂。第二方式为使用背部气体接触。在这种情况下，气体被引进基底支撑件和基底之间，这将通过对流和传导的混合而提供热传递。但是，借助气体接触的热输送不十分有效，尤其对于将实现的高温。热损耗随同气体泄漏发生，除此之外，气体不应消极地与加工自身干涉，这限制了气体的选择。如果将被加工的基底需要在暴露于加工器件的整个表面上处理，那么出现另一问题。在这种情况下，任何夹紧均是不可能的。通常在这种情况下，将使用静电卡盘，其允许安全且强力的夹紧。但是，静电效应强烈地取决于温度，并且将致使无效率(尤其对于十分高的温度(即，>500℃))。此外，需要冷却控制力所需的任何电子仪器。