[发明专利]可拆卸的热矫平器

说明书

本文示出并描述了一种设备，其适于在加工腔室或其它应用中支撑衬底，并提供期望的热矫平分布。该设备被构造成提供可从该设备拆卸的热矫平器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月1日提交的题为“Detachable Thermal Leveler”的美国临时专利申请No.62/713,169的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种包括热矫平器的设备。具体而言，本发明涉及一种具有热矫平器的设备，该热矫平器可从该设备拆卸和移除。

背景技术

基于热解石墨(TPG)的热矫平器或散热器与加热器或冷却器一起用于各种散热、矫平、扩散和聚焦的应用。使用这些矫平器的目的是利用TPG材料增强的热传导率获得所需的温度分布。这些矫平器可以呈裸TPG或封装TPG结构的形式，所述封装TPG结构即为分别由金属、半金属、陶瓷或合金(比如举例来说铝、铜、不锈钢、硅、氮化铝、氧化铝或钨铜)封装的TPG。基于TPG的散热器通常用于冷却高端电子设备，以提高系统的可靠性。在这种应用中，散热器在系统的整个使用寿命期间提供不降低的性能，因此散热器是资本支出的一部分。

基于TPG的热矫平器用于生产半导体装备。许多半导体加工通常在真空环境(即，包含用于支撑设置在其中的晶片衬底的组件的密封腔室)中进行。在半导体工艺中，加热设备通常包括陶瓷支撑件，该支撑件中可设置有电极以加热该支撑件，并且此外可具有电极，该电极将晶片或衬底静电地保持抵靠在陶瓷支撑件上，即静电卡盘或ESC(有时也称为基座)。半导体装置制造工艺可以在腔室内进行，包括沉积、蚀刻、注入、氧化等。沉积工艺的一个例子是物理气相沉积(PVD)工艺，称为溅射沉积，在该工艺中通常由要沉积在晶片衬底上的材料组成的标靶被支撑在衬底上方，通常被固定到腔室的顶部。等离子体由衬底和标靶之间供应的气体比如氩气形成。标靶被偏置，导致等离子体中的离子朝向标靶加速。等离子体的离子与标靶材料相互作用，导致材料的原子被溅射掉，穿过腔室向晶片行进，并重新沉积在正被加工成集成电路(IC)的半导体晶片的表面上。其它沉积工艺可包括但不限于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、高密度等离子体化学气相沉积(HDP-CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、负压化学气相沉积(SACVD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束蒸发(MBE)等。

在上述的一些工艺中，希望的是通过加热支撑件来加热晶片。在一些其它情况下，由于工艺原因在晶片上产生的热量需要被去除。正在沉积、蚀刻、植入等的材料的化学反应速率在某种程度上受晶片温度的控制。如果晶片横跨其整个区域的温度变化太大，沉积、蚀刻、注入等中的不希望的不均匀性很容易在晶片的整个面上产生。在大多数情况下，非常希望沉积、蚀刻、注入均匀到近乎完美的程度，因为否则在晶片上的不同位置制造的集成电路将具有偏离标准超过期望的电子特性。

在这些应用中，热矫平器有助于在横向方向散发热量，改善横跨整个晶片的温度分布。然而，热矫平器暴露在腐蚀性化学过程中。这种腐蚀环境会磨损热矫平器或包含矫平器的部件，因此矫平器或包含矫平器的部件会变得“可消耗”，即随着性能的下降，矫平器需要替换为新制造的部件。替换可由热矫平器的性能下降或部件的一些其它子部件的故障引起，例如加热器或封装热矫平器的矫平器的腐蚀导致污染或颗粒产生。矫平器的封装层的腐蚀也会导致点蚀和/或使平整度超出规范。这些机制通过引起与晶片/衬底接触不良，从而降低矫平器的热性能。尽管用新制造的矫平器或用矫平器新制造的部件替换旧的和磨损的矫平器在技术上是可行的，但在经济上这不是一个可行的解决方案，因为制造矫平器的成本非常高。矫平器的成本很高，因为在制造过程中涉及大量的批处理过程。制造涉及粘合、加工、研磨和抛光多个步骤。除了这些过程之外，因为批处理过程，例如CVD和高温处理，TPG材料的成本很高。

发明内容

以下提供本公开的概要以提供对一些方面的基本理解。该概述既不旨在标识关键或重要要素，也不旨在定义实施例或权利要求的任何限制。更进一步，该概要可以提供对可以在本公开的其它部分中被更详细地描述的一些方面的简化概述。