CN102655105A - 衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法 - Google Patents

衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102655105A
CN102655105A CN2012100535977A CN201210053597A CN102655105A CN 102655105 A CN102655105 A CN 102655105A CN 2012100535977 A CN2012100535977 A CN 2012100535977A CN 201210053597 A CN201210053597 A CN 201210053597A CN 102655105 A CN102655105 A CN 102655105A
Authority
CN
China
Prior art keywords
separator
peripheral wall
distance
cooling agent
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100535977A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102655105B (zh
Inventor
坂田雅和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Electric Co., Ltd.
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Publication of CN102655105A publication Critical patent/CN102655105A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102655105B publication Critical patent/CN102655105B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明的实施例公开了一种衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法。可以避免冷却剂的流动被分隔件过多地干扰，从而增强衬底支撑台的冷却效率。衬底支撑台包括：支撑板，其支撑衬底；外围壁，其环绕所述支撑板下的冷却剂的流动路径并且其上端被所述支撑板包围；下盖，其包围所述流动路径的底部并包围所述外围壁的下端。衬底支撑台进一步包括：冷却剂供应部件，其通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，其通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间。在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙。

Description

衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法
相关专利交叉申请
本申请基于2011年3月4日提交的日本专利申请No.2011-48047，并且要求该申请的优先权权益，该申请的全部内容在此通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及支撑和加热衬底的衬底支撑台、包括该衬底支撑台的衬底处理装置、以及由该衬底处理装置执行的用于半导体器件的制造方法。
背景技术
作为制造诸如DRAM之类的半导体器件的一种工艺来执行将经等离子体处理的气体供应到加热的衬底上以刻蚀衬底的表面的衬底处理工艺。在这样的工艺中，衬底被安装在其温度可以升高的衬底支撑台上并且被加热到特定温度，然后经等离子体处理的气体被施加到加热的衬底上。
当执行等离子体处理时，优选地将衬底的温度维持为恒量。然而，当衬底暴露于等离子体时，衬底被来自等离子体的辐射热量以及来自衬底支撑台的热传导加热。因此，在上述衬底处理工艺中，在开始将等离子体施加到衬底上之后，由衬底支撑台进行的加热操作停止。
然而，当期望在等离子体处理期间调节衬底的温度(例如在低于或等于90摄氏度的温度)时，有时难以通过停止衬底支撑台的加热操作来避免衬底的温度上升。
发明内容
本公开提供了衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法的一些实施例，其甚至当使用诸如冷却剂之类的介质时仍可以避免冷却剂的通量(flux)被分隔件(partition)过多地干扰，从而增强衬底支撑台的冷却效率。
根据一些实施例，在一种衬底处理装置中，冷却介质的流动路径可以在衬底支撑台中形成。在开始将等离子体施加到衬底上之后，由衬底支撑台进行的加热操作可以被停止，并且冷却介质可以被同时供应到流动路径。作为响应，可以促进衬底通过衬底支撑台的热耗散(例如见日本专利特许公开号2003-077895)。
通过在冷却介质的流动路径中布置具有特性形状的分隔件，可以控制流动路径中的介质的停留时间(热交换时间)，并且从而可以增强衬底支撑台的冷却效率。然而，当使用液体(冷却剂)作为冷却介质时，冷却剂的通量可能被分隔件干扰，因此衬底支撑台的冷却效率可能退化。
根据一些实施例，一种衬底支撑台包括：支撑板，被配置为支撑衬底；外围壁，被配置为环绕所述支撑板下的被配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，被配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，被配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，被配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，并且被配置为在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙。
根据一些实施例，提供了一种衬底处理装置，其包括：处理室，被配置为处理衬底；衬底支撑台，布置在所述处理室内并且被配置为支撑所述衬底；气体供应部件，被配置为将处理气体供应到所述处理室中；以及等离子体生成组件，被配置为将供应到所述处理室的气体改变为等离子体；以及排出组件，被配置为在所述处理室中执行排出，其中所述衬底支撑台包括：支撑板，被配置为支撑所述衬底；外围壁，被配置为环绕所述支撑板下的被配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，被配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，被配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，被配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙，并且所述衬底处理装置包括控制组件，其被配置为当所述等离子体生成组件生成等离子体时允许所述冷却剂供应部件供应所述冷却剂并且允许所述排放组件排放所述冷却剂。
根据一些实施例，提供了一种用于制造半导体器件的方法，其包括：将衬底装载到处理室中；由衬底支撑台支撑所述衬底，所述衬底支撑台布置在所述处理室内并且包括：支撑板，被配置为支撑所述衬底；外围壁，被配置为环绕所述支撑板下的被配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，被配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，被配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，被配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙；将处理气体供应到所述处理室中以执行排出，并且同时利用从供应到所述处理室中的处理气体生成的等离子体来处理所述衬底；以及从所述处理室内卸载经过处理的衬底，其中当利用所述等离子体处理所述衬底时，所述冷却剂供应部件供应所述冷却剂并且所述排放组件排放所述冷却剂。
附图说明
图1是图示根据一些实施例的衬底处理装置的纵截面图。
图2是图示根据一些实施例的衬底支撑台的横截面图。
图3是图示根据一些实施例的衬底支撑台的纵截面图。
图4A至图4B是用于图示根据一些实施例的分隔件和衬底支撑台的外围壁之间的位置关系的视图。
图5A至图5B是用于图示根据一些实施例的分隔件和衬底支撑台中的用于接收冷却剂的供应孔之间的位置关系的视图。
图6A至图6B是用于图示根据一些实施例的分隔件和用于从衬底支撑台排放冷却剂的排放孔之间的位置关系的视图。
具体实施方式
现在将详细参考其例子在附图中图示的各种实施例。在以下详细描述中，陈述许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说明显的是，可以没有这些具体细节而实践本发明。在其他一些实例中，未详细描述众所周知的方法、过程、系统和组件以免不必要地使多个实施例的各方面费解。
(1)衬底处理装置的配置
图1是根据一些实施例的作为衬底处理装置的等离子体处理单元410的纵截面图。
等离子体处理单元410例如可以被配置为通过干法处理刻蚀半导体衬底或半导体器件的高频无电极放电设备。如图1中所图示，等离子体处理单元410包括将晶片600作为衬底来处理的处理室445、布置在处理室445内并且支撑晶片600的作为衬底支撑台的基座台411、加热由基座台411支撑的晶片600的加热器463、将诸如刻蚀气体之类的处理气体供应到处理室445内的气体供应源(未示出)、将被供应到处理室445的处理气体改变为等离子体的等离子体生成组件(未示出)、以及对处理室445内部进行排气的排气组件。
等离子体处理单元410例如包括由高纯度石英玻璃或陶瓷形成的圆柱形反应容器431。反应容器431被布置在作为支架的水平基底板448上，从而反应容器431的中心轴线垂直于基底板448。反应容器431的上端开口由圆盘形顶盘454气密地密封。反应容器431内部是等离子体生成区域430。
用于将气体供应到反应容器431中的开口433位于顶盘454的近似中央处。开口433允许吹扫气体和诸如刻蚀气体之类的处理气体被供应到反应容器431中。气体供应管道455的下游端(下游输入)连接通过开口433。气体供应源(未示出)通过按从气体供应管道455的上游侧下降的顺序布置的作为流速控制器的质量流控制器477和输入/输出阀478来供应处理气体或吹扫气体。通过控制质量流控制器477和输入/输出阀478，可以控制来自通过开口433引入的气体的气体供应或流速。换言之，气体供应组件可以被配置为将气体供应到气体供应管道455、气体供应源(未示出)、质量流控制器477、输入/输出阀478和开口433的组合子系统。
对从开口433供应的气体进行整流的遮挡板460布置在反应容器431的上部。遮挡板460例如可以由石英形成，但可以利用其它材料。遮挡板460在形状上近似圆盘形。遮挡板460从反应容器431的内壁隔开一定距离并且以水平姿态被支撑，以使得从开口433供应的气体沿反应容器431的内壁流动。
缠绕的谐振线圈432和布置在谐振线圈432外圆周并且被电接地的外保护壳452被布置在反应容器431的外圆周。供应高频功率的高频功率源444和控制高频功率源444的震荡频率的频率匹配盒(matching box)446连接到谐振线圈432。螺旋谐振器由谐振线圈432和外保护壳452配置。监视高频功率的行进波和反射波的RF传感器468布置在高频功率源444的输出处。RF传感器468监视高频功率源444的高频功率。基于该监视的值被RF传感器468反馈到频率匹配盒446，从而允许频率匹配盒446最小化高频功率的反射波。
为了使得谐振发生在特定波长模，谐振线圈432可以具有诸如缠绕直径、缠绕节距和缠绕数之类的特定参数。谐振线圈432基于所设置的参数而生成具有特定波长的驻波。也就是说，谐振线圈432的长度可以具有对应于从高频功率源444供应的高频功率的特定频率处的波长的整数倍(一倍、两倍......)、半波长或四分之一波长。例如，波长可以随着频率变化而变化：13.56MHz处为22m、27.12MHz处为11m以及在54.24MHz处为5.5m。
谐振线圈432可以由绝缘材料形成以具有平坦形状，并且由垂直竖立并且布置在基底板448的上端表面的多个支撑构件(未示出)支撑。将理解，其他绝缘材料是可能的。另外，谐振线圈432的两端都电接地。谐振线圈432的至少一端通过可移动抽头462接地。因此，当初始安装等离子体处理单元410或改变等离子体处理单元410的处理条件时，可以细调谐振线圈432的长度。谐振线圈432的另一端通过固定接地464布置。此外，通过谐振线圈432的两个接地端之间的可移动抽头466提供输入。据此，当初始安装等离子体处理单元410或改变等离子体处理单元410的处理条件时，也可以细调谐振线圈432的阻抗。也就是说，电接地部分分别布置在谐振线圈432的两端。由可移动抽头466提供的输入允许来自高频功率源444的功率被供应到接地端之间的谐振线圈432。如前所述，接地端中的至少一个可以是能够进行位置调节的可变接地。进一步地，由可移动抽头466提供的输入的定位可以可变地调节。谐振线圈432配置包括至少一个可变接地和可变输入，从而允许等离子体生成组件的负载阻抗和谐振频率可调节。
外保护壳452避免电磁波泄漏到谐振线圈432的外部，并且被形成为使得对于配置谐振电路必要的电容性组件形成在谐振线圈432和外保护壳452之间。外保护壳452可以由诸如铝合金、铜或铜合金之类的导电材料形成，并且可以被构造为具有圆柱形状。外保护壳452例如可以布置在距谐振线圈432的外圆周约5mm至约150mm处。
等离子体生成组件可以利用反应容器431、谐振线圈432、外保护壳452、可移动抽头462和466、固定接地464、高频功率源444和频率匹配盒446来配置。气体供应源将处理气体供应到等离子体生成组件，并且平行地，高频功率源444将高频功率供应到谐振线圈432，从而将等离子体生成区域430中的处理气体改变为等离子体。
反应容器431下端的开口气密地连接到圆柱形处理容器490的上端处的开口。用于处理晶片600(衬底)的处理室445形成在处理容器490内部。处理室445功能性地连接到上述等离子体生成区域430。处理容器490下端处的开口由底板469气密地密封。底板469可以被配置为具有凹陷结构(例如碗形)。处理容器490、反应容器431和底板469被布置为使得这些组件的中轴沿纵方向对准。
基座台411可以作为衬底支撑台工作，并且由多个支撑柱461(例如四个柱)支撑。基座台411、柱461和加热器463全部布置在处理室445内部。加热器463连接到热生成功率源(未示出)。热生成功率源可以电连接到加热器463以供应热量，从而被支撑在基座台411上的晶片600可以被加热。被供应到反应容器431的气体或在等离子体生成区域430中生成的等离子体被引导到处理室445中，并且被施加到被基座台411支撑和加热的晶片600上。此外，基座台411的内部被配置为包括用于通过诸如冷却剂之类的介质的流动路径，其允许促进基座台411和晶片600的热耗散。以下根据一些实施例描述基座台411的配置。
使用作为引导部件的引导机轴467而上升/下降的上升/下降板471被布置在基座台411下。至少三个升降销(lifter pin)413垂直布置在上升/下降板471上。升降销413沿垂直方向穿过基座台411的外圆周部分。晶片支撑组件414布置在每个升降销413的上端。晶片支撑组件414沿基座台411的中央方向延伸，并且支撑晶片600的外边缘。上升/下降板471连接到纵机轴473的上端。纵机轴473可以通过底板469连接到驱动组件(未示出)。驱动组件可以用于控制纵机轴473的上升和/或下降动作，从而使得晶片支撑组件414能够经由上升/下降板471和升降销413的操作而沿纵轴定位。进一步地，在晶片支撑组件414上支撑的晶片600可以移动和安装到基座台411上，或者在基座台411上支撑的晶片600可以移动和安装到晶片支撑组件414上。
圆柱形挡环458布置在基座台411下以将处理室445从基座台411下的区域分离。基座台411下(由挡环458分离的)区域通过形成在挡环458中的多个通风孔(未示出)功能性地连接到处理室445。基座台411下的(由挡环458分离的)区域由排出板465竖直地划分。排出板465通过引导机轴467被水平地支撑在底板469上。第一排出室474(由基座台411、挡环458和排出板465分离)形成在排出板465上，并且第二排出室476(由排出板465和底板469分离)形成在排出板465下。第一排出室474和第二排出室476通过形成在排出板465中的排出连接孔475功能性地彼此连接。
排出管道480的上游端(上游输出)通过底板469连接到第二排出室476的底部。排出管道480例如可以通过底板469的近似中央而定向。排出管道480还包括压强传感器(未示出)、用于压强控制的自动压强控制器(APC)阀481和排出设备479，它们全部按照从排出管道480的上游侧下降的顺序布置。排出设备479可以通过调节APC阀481打开的程度而被驱动。APC阀481可以基于由压强传感器(未示出)检测的压强信息而被调节。排出管道480执行真空排出，从而处理室445中的压强达到特定压强(真空度)。排出组件包括以下中的一个或多个：排出管道480、APC阀481、压强传感器和排出设备和/或功能地支持排出操作的等离子体处理单元410的其他特征。
控制器470连接到质量流控制器477、输入/输出阀478、高频功率源444、频率匹配盒446、RF传感器468、加热器463、热量生成功率源、驱动组件、压强传感器、APC阀481和排出设备479，并且控制其各自的操作。显示器472可以附加地连接到控制器470。例如，显示器472可以显示RF传感器468检测的反射波的监视结果、等离子体处理单元410的一个或多个传感器检测的数据等。
(2)基座台的配置
如上所述，基座台411包括用于通过诸如冷却剂之类的介质的流动路径。通过将冷却剂供应到流动路径中，可以促进基座台411和晶片600的热耗散。参考图2至图6描述基座台411的详细配置。
图2是基座台411的横截面图。图3是沿图2的X-X’线截取的截面图。
如图2和图3中所示，基座台411包括支撑晶片600的圆盘形支撑板411a和支撑板411a下的包围用于通过冷却剂的流动路径420的圆柱外围壁411b。将理解，圆盘形支撑板411a包围圆柱形外围壁411b的上端并且在流动路径420之上延伸。基座台411还包括包围外围壁411b的下端并且在流动路径420的底部412之上延伸的圆盘形下盖411c。用于支撑晶片600的支撑表面形成在支撑板411a的顶端。支撑板411a可以由高纯度石英玻璃、陶瓷等形成以避免晶片600的金属污染。连接支撑板411a和下盖411c的柱状构件424布置在由外围壁411b围绕的区域中。在一些实施例中，上述流动路径形成为环形以围绕柱状构件424。
基座台411进一步包括被配置为通过流动路径420的上游输入供应冷却剂的冷却剂供应部件、以及通过流动路径420的下游输出排放冷却剂的排放组件。冷却剂供应部件的供应孔421a形成在流动路径420的上游输入端处。冷却剂供应部件的排放孔422a形成在流动路径420的下游输入处。接触下盖411c并且连接柱状构件424和外围壁411b的内壁425形成在供应孔421a和排放孔422a之间。也就是说，内壁425防止供应孔421a和排放孔422a之间的冷却剂的流动。冷却剂供应部件可以附加地包括用于冷却剂的供应管道(未示出)，并且排出组件可以附加地包括用于冷却剂的排出管道(未示出)。供应管道的上游端和排出管道的下游端可以被配置为密封处理室445并且可以延伸到处理室490的外侧。供应管道的上游端和排出管道的下游端可以通过热量交换器或热循环器(未示出)彼此连接，从而随着冷却剂通过流动路径420循环，可以将冷却剂保持在恒定温度。
<分隔件的布置>
如图2和图3中所示，一个或多个分隔件423被布置在供应孔421a和排放孔422a之间的流动路径420中。分隔件423沿与外围壁411b的外圆周方向相交的径向布置。在一些实施例中，多个分隔件423包括从外围壁411b的壁表面延伸的外围壁侧的分隔件423a和从柱状构件424的壁表面延伸的柱状侧的分隔件423b。外围壁侧的分隔件423a和柱状侧的分隔件423b在近似的圆周等角间距交替地布置以具有放射状。进一步地，冷却剂的流动路径420的转向点分别形成在外围壁侧的分隔件423a和柱状构件424之间的间隙、和柱状侧的分隔件423b和外围壁411b之间的间隙中。因此，冷却剂随着其流经基座台411的大的区域而以锯齿形蜿蜒通过流动路径420b。作为结果，基座台411的整个区域、即晶片600的整个表面被更均匀地冷却。从而，表面内温度均匀性得到增强。
<供应孔的布置>
图5A至图5B是用于图示根据一些实施例的分隔件423和冷却剂供应部件的供应孔421a之间的位置关系的视图。如图5A和图5B中所示，冷却剂供应部件的供应孔421a在分隔件423a和内壁425之间形成。出于图示的目的，外围壁411b和与供应孔421a相邻的分隔件423的外围壁411b侧处的端部之间的距离是第一距离“a”。柱状构件424和分隔件423的在柱状构件424侧处的端部之间的距离是第二距离“b”。分隔件423的外围壁411b侧处的端部和冷却剂供应部件的供应孔421a之间的距离是第三距离“c”。分隔件423的柱状构件424侧处的端部和冷却剂供应部件的供应孔421a之间的距离是第四距离“d”。在一些实施例中，如图5A中所图示，当第一距离“a”比第二距离“b”短时(当分隔件423布置在接近外围壁411b时)，供应孔421a布置在允许第三距离“c”变为比第四距离“d”短的位置(接近外围壁411b的位置)。此外，如图5B中所图示，当第二距离“b”比第一距离“a”短时(当分隔件423布置在接近柱状构件424时)，供应孔421a布置在允许第四距离“d”变为比第三距离“c”短的位置(接近柱状构件424的位置)。此外，虽然未示出，但当第一距离“a”等于第二距离“b”时，供应孔421a布置在允许第三距离“c”变为等于第四距离“d”的位置。此外，当分隔件423接触外围壁411b时，第一距离“a”变为零。此外，当分隔件423接触柱状构件424时，第二距离“b”变为零。
通过将供应孔421a布置在上述位置中每一个，即通过将供应孔421a布置在远离转向点的位置，冷却剂可以被甚至引导通过远离转向点的位置。作为结果，可以避免冷却剂的停滞，从而可以更好地增强基座台411(例如晶片600)的表面内温度均匀性。
<排放孔的布置>
图6A和图6B是用于图示根据一些实施例的分隔件423和排放组件的排放孔422a之间的位置关系的视图。如图6A和图6B中所示，排放组件的排放孔422a形成在分隔件423和内壁425之间。出于图示的目的，外围壁411b和在与排放孔422a相邻的分隔件423的外围壁411b侧处的端部之间的距离是第一距离“e”。柱状构件424和分隔件423的柱状构件424侧处的端部之间的距离是第二距离“f”。分隔件423的外围壁411b侧处的端部和排放组件的排放孔422a之间的距离是第三距离“g”。分隔件423的柱状构件424侧处的端部和排放组件的排放孔422a之间的距离是第四距离“h”。在该情况下，如图6A中所图示，当第一距离“e”比第二距离“f”短时(当分隔件423布置在接近外围壁411b时)，排放孔422a布置在允许第三距离“g”变为比第四距离“h”短的位置(接近外围壁411b的位置)。此外，如图6B中所图示，当第二距离“f”比第一距离“e”短时(当分隔件423布置在接近柱状构件424时)，排放孔422a布置在允许第四距离“h”变为比第三距离“g”短的位置(接近柱状构件424的位置)。此外，虽然未示出，但当第一距离“e”等于第二距离“f”时，排放孔422a布置在允许第三距离“g”变为等于第四距离“h”的位置。进一步地，当分隔件423接触外围壁411b时，第一距离“e”变为零。当分隔件423接触柱状构件424时，第二距离“f”变为零。
通过将排放孔422a布置在上述位置中的每一个，即通过将排放孔422a布置在远离转向点的位置，冷却剂当然可以甚至流经远离转向点的位置。作为结果，可以避免冷却剂的停滞，从而可以更好地增强基座台411(例如晶片600)的表面内温度的均匀性。
<分隔件下的间隙>
如上所述，液体冷却剂可以用作在流动路径420中流动的介质。液体冷却剂具有比气体更高的比热和热导率。因此，与气体用作通过流动路径420的介质的情况相比，基座台411的冷却效率可以增加。此外，介质的流速可以减少，从而节省成本。
在一些实施例中，当液体冷却剂用作通过流动路径420的介质时，介质的流动可以依赖于分隔件423的形状而被调节或限制。由于液体冷却剂不像气体，液体冷却剂较重，所以冷却剂可能停滞在流动路径420的底部412。由于停滞的冷却剂难以通过分隔件423，所以也依赖于分隔件423的形状，冷却剂可能被留在局部(停滞)而不在流动路径420中流动。另外，依赖于分隔件423的形状，高压可能被施加到流动路径420的每个转向点处的分隔件423的端部，从而冷却剂的流动可能被进一步限制，或冷却剂的流速可能进一步改变。作为结果，基座台411的冷却效率可能局部地退化，从而可能表面内温度均匀性可能减少。
因此，再次参考图3，具有特定高度的间隙426形成在分隔件423和流动路径420的底部412之间。通过提供间隙426，可以避免冷却剂的流动被分隔件423过多地干扰。也就是说，虽然冷却剂停滞在流动路径420的底部412，但由于间隙426形成在接近流动路径420的底部412，所以可以保证冷却剂的流动路径。作为结果，冷却剂可以无停滞地循环。根据一些实施例，由于冷却剂均匀地流经间隙426以及转向点之间的任何间隙，所以施加到分隔件423的端部的压强可以被冷却剂的流动减少，从而可以进一步保证冷却剂的流动路径。另外，冷却剂的流动速度的改变可以被最小化，从而冷却效率的表面内均匀性可以被进一步增强。据此，基座台411的整个区域、即晶片600的整个表面可以被更均匀和高效地冷却。
此外，在流动路径420中流动的冷却剂的流速或停留时间(即冷却效率)可以根据一个或多个参数而被自由地重新调节，所述一个或多个参数包括但不限于分隔件423的数目、形状、尺寸和布置方向以及间隙426的大小。
(3)衬底处理工艺
在一些实施例中，作为用于半导体器件的制造工艺的一个工艺的例子，以下进行关于用于通过将经等离子体处理的气体供应到加热的晶片600上而刻蚀晶片600的表面的衬底处理工艺的描述。衬底刻蚀工艺通过上述等离子体处理单元410来执行。在以下描述中，将理解等离子体处理单元410的每个组件的单独的或与其他组件组合的操作可以由控制器470来控制。
<晶片装载>
在将晶片装载到处理室445之前，将理解加热器463(即基座台411)已经被预先加热到特定的处理温度。此外，通过操作纵机轴473，升降销413已经被预先抬升到特定的装载位置。晶片600通过传送部件(摇臂(finger)，未示出)被带到处理室445中，并且被安装在升降销413(晶片支撑组件414)上。通过操作纵机轴473，升降销413被下降到特定的处理位置，并且晶片600被移动和被安装到基座台411上。
<加热晶片和调节压强>
晶片600可以被来自基座台411的热传导、来自加热器463的辐射和/或冷却剂的冷却效应加热和调节到一定范围内的特定处理温度(例如从180摄氏度到250摄氏度)。此外，通过操作排出设备479并且恰当地调节APC阀481的特定开口程度，执行排出，从而反应容器431中的压强和处理室445中的压强可以被设置到一定范围(例如从30Pa到530Pa)内的特定压强。
<处理等离子体>
当晶片600的温度被上升到特定的处理温度时，在反应容器431和处理室445中连续地执行排出。同时，输入/输出阀478可以打开，并且气体供应管道455开始处理气体的供应。供应到反应容器431的处理气体可以被遮挡板460分散，并且沿着反应容器431的内壁向下流动。在此时，通过调节APC阀481打开的程度(例如基于压强传感器检测的压强)，反应容器431中的压强可以被设置为特定的处理压强(真空度)。
当反应容器431中的压强变得稳定时，高频功率源444向谐振线圈432施加高频功率。作为结果，在等离子体生成区域430中执行等离子体放电，并且处理气体被转化为等离子态。在此时，处理气体的自由电子由在谐振线圈432内激发的感应场加速，并且与气体分子碰撞，从而激发气体分子。现在处于等离子态的处理气体从等离子体生成区域430向处理室445流动，并且被施加到晶片600上。作为结果，在晶片600上形成的晶片600的表面(即薄膜表面)被等离子体刻蚀。通过使用等离子态的处理气体，可以在晶片600被维持在低温时执行刻蚀处理。
在以上描述中，作为刻蚀气体的四氟甲烷(CF4)气体或三氟甲烷(CHF3)气体可以用作处理气体，但其他类型的气体是可能的。另外，处理气体的流速由质量流控制器477调节，例如可以被设置为在从800sccm到2600sccm的范围内。处理压强也可以被设置为例如从30Pa到530Pa的范围内。此外，施加到谐振线圈432的高频功率可以被设置为例如从600W到2000W的范围内。另外，高频功率源444的输出频率可以被添加到谐振线圈432的谐振频率。在此时，RF传感器468监视来自谐振线圈432的反射波，并且将所监视的反射波水平发送到频率匹配盒446。频率匹配盒446调节高频功率源444的输出频率，从而反射波或反射波的功率被最小化。因此，即使当气体的流速、气体的混合比和/或压强的处理条件改变时，高频功率源444的输出频率仍被立即地匹配。
如上所述并且在一些实施例中，当执行等离子体处理时，优选地将晶片600维持在恒定温度。然而，当具有等离子态的处理气体被供应到晶片600上时，晶片600被来自等离子体的辐射热量以及来自基座台411的热传导或来自加热器463的辐射加热。据此，当晶片600被加热器463加热时，考虑到由等离子体造成的温度上升，晶片600可以在略微低于期望温度的温度而被加热。
此外，当加热晶片600时，在不向流动路径426供应冷却剂的情况下晶片463可能被加热器463加热。如上所述并且在一些实施例中，当执行等离子体处理时，优选地将晶片600维持在恒定温度。然而，当具有等离子体状态的处理气体被供应到晶片600上时，晶片600被来自等离子体的辐射热量以及来自基座台411的热传导或来自加热器463的辐射热量加热。因此，当执行等离子体处理时，向加热器463的功率供应停止，并且加热器463停止加热晶片600。然而，当期望在等离子体处理期间维持晶片600的温度(例如在低于或等于90摄氏度的温度)时，有时难以仅仅通过停止由加热器进行的基座台411的加热而避免晶片600的温度升高。
因此，在一些实施例中，当执行等离子体处理时，可以停止向加热器463供应功率，同时冷却剂供应部件开始向流动路径420供应冷却剂并且排放组件开始从流动路径420排放冷却剂。通过将冷却剂供应到基座台411中，晶片600的热耗散通过基座台411而得到促进，从而晶片600的上升的温度可以被最小化。此外，在一些实施例中，具有比气体高的比热和热导率的液体冷却剂可以用作流经流动路径420的介质。因此，与气体用作介质的情况相比，基座台411的冷却效率可以增加。
此外，在一些实施例中，再次参考图2和图3，一个或多个分隔件423(423a和423b)布置在供应孔421a和排放孔422a之间的流动路径420中。进一步地，冷却剂的流动路径420的转向点分别形成在外围壁侧的分隔件423a和柱状构件424之间的间隙以及柱状侧的分隔件423b和外围壁411b的间隙中。因此，冷却剂随着其流经基座台411的大的区域而以锯齿形蜿蜒通过流动路径420。作为结果，可以增强基座台411和晶片600的表面内温度的均匀性，从而可以增强等离子体处理的表面内均匀性。
此外，在一些实施例中，再次参考图5A和图5B以及图6A和图6B，冷却剂供应部件的供应孔421a和排放组件的排放孔422a可以布置在远离转向点的相应位置。因此，冷却剂可以更均匀地流经远离转向点的位置。作为结果，可以避免冷却剂的停滞，从而可以更均匀地冷却基座台411的整个区域、即晶片600的整个表面，从而增强等离子体处理的表面内均匀性。
此外，在一些实施例中，再次参考图3，具有特定高度的间隙426可以形成在分隔件423和流动路径420的底部412之间。通过提供间隙426，可以避免冷却剂的流动被分隔件423过多地干扰。也就是说，虽然冷却剂停滞在流动路径420的底部412，但由于间隙426可以形成在流动路径420的底部412附近，所以可以保证冷却剂的流动路径。作为结果，冷却剂可以无停滞地循环。在一些实施例中，由于冷却剂均匀地流经间隙426以及转向点之间的间隙，所以施加到分隔件423的端部的压强可以被冷却剂的流动减少，从而可以更好地保证冷却剂的流动路径。此外，可以避免冷却剂的流动速度的改变，从而冷却效率的表面内均匀性可以被更好地增强。据此，基座台411的整个区域、即可以更均匀和高效地冷却晶片600的整个表面，从而增强等离子体处理的表面内均匀性。
在特定时间逝去之后，当已经完成针对晶片600的刻蚀处理时，通过停止从高频功率源44向谐振线圈432供应功率而停止等离子体的生成。进一步地，停止从气体供应管道455到反应容器431供应处理气体。
<吹扫和恢复到大气压>
在反应容器431和处理室445中连续地执行排出，并且气体供应管道455开始供应吹扫气体。当在反应容器431和处理室445中已经完成吹扫时，通过调节APC阀481的开口程度，反应容器431中的压强和处理容器445中的压强被恢复到大气压。对于吹扫气体而言，可以使用诸如氮气(N2)之类的惰性气体或稀有气体，但其他类型的气体是可能的。
<晶片卸载>
处理完成后的晶片600按照与上述晶片装载顺序相反的顺序被从处理室445的内部卸载，并且衬底处理工艺结束。
(4)其他实施例
(a)根据一些实施例，当等离子体生成组件生成等离子体时，加热器463停止晶片600的加热，并且冷却剂供应部件同时开始冷却剂的供应并且排放组件开始冷却剂的排放。通过将冷却剂供应到基座台411中，可以通过基座台411促进晶片600的热耗散，从而可以最小化晶片600温度的上升。当在等离子体处理期间期望将晶片600的温度维持在例如低于或等于90摄氏度的低温时，有时难以仅仅通过停止由加热器463进行的基座台411的加热而避免晶片600的温度升高。为了解决这样的限制，根据一些实施例，即使在低于或等于90摄氏度的低温，也可以最小化晶片600的温度的升高。此外，当晶片600的温度在等离子体处理期间被改变为低温时，例如变得易于增加刻蚀选择性或执行形状控制。
(b)根据一些实施例，再次参考图2，一个或多个分隔件423可以布置在冷却剂供应部件的供应孔421a和排放组件的排放孔422a之间。分隔件423被布置为与外围壁411b的外圆周方向相交。冷却剂的流动路径420的转向点可以分别形成在外围壁侧的分隔件423a和柱状构件424之间的间隙、和柱状侧的分隔件423b和外围壁411b之间的间隙中。通过以此方式布置分隔件423，冷却剂蜿蜒通过流动路径420并且以锯齿形流动。也就是说，冷却剂均匀地流经基座台411的大的区域。作为结果，基座台411和晶片600的表面内温度均匀性得到增强，从而等离子体处理的表面内均匀性得到增强。
(c)根据一些实施例，再次参考图5A-图5B，冷却剂供应部件的供应孔421a布置在远离转向点的位置。通过将冷却剂供应部件的供应孔421a布置在该位置，冷却剂可以更均匀地流经远离转向点的位置。作为结果，可以更好地增强基座台411和晶片600的表面内温度均匀性、即等离子体处理的表面内均匀性。
(d)根据一些实施例，再次参考图6A和图6B，排放组件的排放孔422a可以布置在远离转向点的位置。通过将排放组件的排放孔422a布置在该位置，冷却剂可以更均匀地流经远离转向点的位置。作为结果，可以更好地增强基座台411和晶片600的表面内温度均匀性、即等离子体处理期间的表面内均匀性。
(e)根据一些实施例，再次参考图6，具有比气体高的比热和热导率的液体冷却剂可以用作流经流动路径420的介质。因此，与气体用作介质的情况相比，可以增加基座台411的冷却效率。另外，当气体用作介质时，由于气体具有相对低的比热和热导率，有时难以冷却基座台411。此外，由于需要冷却气体以例如几十到几百L/min的高流速流动，所以成本的增加升高。
(f)根据一些实施例，再次参考图3，具有特定高度的间隙426形成在分隔件423和流动路径420的底部412之间。通过提供间隙426，可以避免冷却剂的流动被分隔件423过多地干扰。也就是说，虽然冷却剂停止在流动路径420的底部412，但由于根据一些实施例的间隙426形成在流动路径420的底部412附近，所以可以进一步保证冷却剂的流动路径。作为结果，冷却剂可以无停滞地高效循环。根据一些实施例，此外，由于冷却剂均匀地流经间隙426以及转向点之间的间隙，所以施加到分隔件423的端部的压强可以被冷却剂的流动减少，从而可以进一步保证冷却剂的流动路径。另外，可以避免冷却剂的流动速度的改变，从而冷却效率的表面内均匀性可以被进一步增强。据此，基座台411的整个区域、即晶片600的整个表面可以被更均匀和高效地冷却。
<一些其他实施例>
在以上描述中，已经详细描述了本公开的实施例，但本公开的实施例不限于上述实施例。本公开可以在本公开的范围内被多样地修改和/或组合而不从本公开的主题偏离。
例如，分隔件423的布置不一定限于上述配置。图4A和图4B是用于图示根据一些实施例的分隔件423和外围壁411b之间位置关系的例子。在图4A中，柱状侧的分隔件423b的外围壁411b侧处的端部和外围壁411b之间的距离“a2”大于外围壁侧的分隔件423a的外围壁411b侧的端部和外围壁411b之间的距离“a1”。此外，在图4B中，柱状侧的分隔件423b的外围壁411b侧处的端部和外围壁411b之间的距离“a2”小于外围壁侧分隔件423a的外围壁411b侧的端部和外围壁411b之间的距离“a1”。通过以此方式布置分隔件423，大部分冷却剂通过每当跨越各个分隔件423时交替地经过外围壁411b侧和柱状构件424侧中的一个来流动，从而冷却剂蜿蜒通过流动路径并且以锯齿形流动。也就是说，冷却剂均匀地流经基座台411的大的区域。作为结果，可以增强基座台411和晶片600的表面内温度均匀性，从而可以增强等离子体处理期间的表面内均匀性。
此外，例如，冷却剂不限于水(H2O)，并且具有隔离属性和/或化学稳定的其他惰性液体可以用作冷却剂。此外，诸如Galden(注册商标)和Fluorinert(注册商标)之类的基于氟的液体可以用作冷却剂。
此外，例如，柱状构件424的位置不一定限于上述配置。也就是说柱状构件424不限于柱状构件424布置在由外围壁411b围绕的区域中的中央附近的情况，而是可以偏离中央布置。此外，流动路径420不一定限于环形，并且可以形成为其他任何形状，包括但不限于螺旋形。
此外，本公开不限于加热器463加热晶片600并且同时冷却剂冷却基座459的上述实施例，而是可以甚至应用于仅执行利用冷却剂冷却基座459的情况。也就是说，本公开可以恰当地应用于仅执行利用冷却剂冷却基座459而不通过加热器463加热晶片600的情况，以避免晶片600的温度由于等离子体而升高。
此外，在一些实施例中，基座459固定并且升降销413上升/下降，但本公开不限于此。作为另一例子，升降销413可以固定，并且基座459可以上升/下降。通过实施这样的配置，用于向加热器463供应功率的加热器线可以布置在基座支撑组件内，从而可以避免加热器线暴露于等离子体或处理气体。作为结果，可以增强基座459的耐性(tolerance)。
此外，根据本公开的衬底处理装置不限于应用于上述等离子体处理单元，而是可以甚至应用于其他单晶片衬底处理装置，包括但不限于包括能够进行冷却的基座台411(衬底支撑台)的扩散处理单元、氧化或氮化处理单元、灰化处理单元、薄膜形成处理单元等。
根据一些其他实施例，一种衬底支撑台可以包括：支撑板，配置为支撑衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙。
此外，在一些实施例中，所述分隔件可以沿与所述外围壁的外圆周方向相交的径向布置。
此外，在一些实施例中，所述分隔件可以被布置为使得其延长方向与所述冷却剂在所述流动路径中流动的流动方向相交。
此外，在一些实施例中，所述分隔件可以布置为多个，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离可以不同于所述外围壁和与所述一个分隔件相邻的另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
此外，在一些实施例中，柱状构件可以布置在由外围壁围绕的空间中，与所述下盖接触并且连接所述柱状构件和所述外围壁的内壁可以形成在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，所述冷却剂供应部件的供应孔可以形成在所述分隔件和所述内壁之间，并且当所述外围壁和所述分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离是第一距离、所述柱状构件和所述分隔件的柱状构件侧处的端部之间的距离是第二距离、所述分隔件的外围壁侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的距离是第三距离、并且所述分隔件的柱状构件侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的距离是第四距离时，在所述第一距离比所述第二距离短的情况下所述第三距离可以比所述第四距离短，在所述第二距离比所述第一距离短的情况下所述第四距离可以比所述第三距离短，而在所述第一距离等于所述第二距离的情况下所述第三距离可以等于所述第四距离。
此外，在一些实施例中，柱状构件可以布置在由外围壁围绕的空间中，与所述下盖接触并且连接所述柱状构件和所述外围壁的内壁可以形成在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，所述排放组件的排放孔可以形成在所述分隔件和所述内壁之间，并且当所述外围壁和所述分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离是第一距离、所述柱状构件和所述分隔件的柱状构件侧处的端部之间的距离是第二距离、所述分隔件的外围壁侧处的端部和所述排放组件的排放孔之间的距离是第三距离、并且所述分隔件的柱状构件侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的距离是第四距离时，在所述第一距离比所述第二距离短的情况下所述第三距离可以比所述第四距离短，在所述第二距离比所述第一距离短的情况下所述第四距离可以比所述第三距离短，而在所述第一距离等于所述第二距离的情况下所述第三距离可以等于所述第四距离。
根据其他一些实施例，一种衬底处理装置包括：处理室，配置为处理衬底；衬底支撑台，布置在所述处理室内并且配置为支撑所述衬底；气体供应组件，配置为将处理气体供应到所述处理室中；等离子体生成组件，配置为将供应到所述处理室的气体处理为等离子体；以及排出组件，配置为在所述处理室中执行排出，其中所述衬底支撑台包括：支撑板，配置为支撑所述衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙，并且所述衬底处理装置包括控制组件，其被配置为当所述等离子体生成组件正在生成等离子体时允许所述冷却剂供应部件供应所述冷却剂并且允许所述排放组件排放所述冷却剂。
根据一些其他实施例，一种衬底处理装置包括：处理室，配置为处理衬底；衬底支撑台，布置在所述处理室内并且被配置为支撑所述衬底；加热组件，配置为加热由所述衬底支撑台支撑的所述衬底；气体供应组件，配置为将处理气体供应到所述处理室中；等离子体生成组件，配置为将供应到所述处理室的气体处理为等离子体；以及排出组件，配置为在所述处理室中执行排出，其中所述衬底支撑台包括：支撑板，配置为支撑所述衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙，并且所述衬底处理装置包括控制组件，其配置为当所述等离子体生成组件开始生成等离子体时允许所述加热组件停止加热所述衬底，并且同时允许所述冷却剂供应部件开始供应所述冷却剂并且允许所述排放组件开始排放所述冷却剂。
根据一些其他实施例，一种用于制造半导体器件的方法包括：将衬底装载到处理室中；由衬底支撑台支撑所述衬底，所述衬底支撑台布置在所述处理室内并且包括：支撑板，配置为支撑所述衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙；将处理气体供应到所述处理室中以执行排出并且同时利用从供应到所述处理室中的处理气体生成的等离子体来处理所述衬底；以及从所述处理室内卸载经过处理的衬底，其中当利用所述等离子体处理所述衬底时，所述冷却剂供应部件供应所述冷却剂并且所述排放组件排放所述冷却剂。
根据一些其他实施例，一种用于制造半导体器件的方法包括：将衬底装载到处理室中；由衬底支撑台支撑所述衬底，所述衬底支撑台布置在所述处理室内并且包括：支撑板，配置为支撑所述衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙；由加热组件加热由所述衬底支撑台支撑的所述衬底；将处理气体供应到所述处理室中以执行排出并且同时利用从供应到所述处理室中的处理气体生成的等离子体来处理所述衬底；以及从所述处理室内卸载经过处理的衬底，其中当利用所述等离子体处理所述衬底时，所述加热组件停止加热所述衬底，并且同时所述冷却剂供应部件开始供应所述冷却剂并且所述排放组件开始排放所述冷却剂。
根据本公开的衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法可以甚至在使用液体(冷却剂)作为冷却介质时仍避免冷却剂的流动被分隔件过多地干扰，从而增强衬底支撑台的冷却效率。
虽然已经描述了特定实施例，但仅仅通过示例的方式呈现了这些实施例，并且这些实施例不意图限制本公开的范围。实际上，这里所描述的新颖的系统、方法、设备和装置可以体现为多种其他形式或可以被组合；进一步地，可以进行以这里所描述的实施例的形式的多种省略、替换和改变，而不偏离本公开的精神。所附权利要求及它们的等效物意图覆盖将落入本公开的范围和精神内的这样的形式或修改。

Claims (15)

1.一种衬底支撑台，其包括：
支撑板，配置为支撑衬底；
外围壁，配置为环绕所述支撑板下的被配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；
下盖，配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；
冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；
排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及
分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，并且配置为在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙。
2.根据权利要求1所述的衬底支撑台，其中所述分隔件沿与所述外围壁的外圆周方向相交的径向布置。
3.根据权利要求2所述的衬底支撑台，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
4.根据权利要求1所述的衬底支撑台，其中所述分隔件被布置为使得所述分隔件的延长方向与流经所述流动路径的所述冷却剂的流动方向相交。
5.根据权利要求4所述的衬底支撑台，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
6.根据权利要求1所述的衬底支撑台，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
7.根据权利要求1所述的衬底支撑台，进一步包括：
柱状构件，布置在由所述外围壁围绕的区域中；
内壁，配置为与所述下盖接触并且将所述柱状构件连接到所述外围壁，所述内壁在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间；以及
所述冷却剂供应部件的供应孔在所述分隔件和所述内壁之间，
其中如果所述外围壁和所述分隔件的外围壁侧处的端部之间的第一距离短于所述柱状构件和所述分隔件的柱状构件侧处的端部之间的第二距离，则所述分隔件的外围壁侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第三距离短于所述分隔件的柱状构件侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第四距离，
其中如果所述第二距离短于所述第一距离，则所述第四距离短于所述第三距离，并且
其中如果所述第一距离等于所述第二距离，则所述第三距离等于所述第四距离。
8.根据权利要求7所述的衬底支撑台，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
9.根据权利要求1所述的衬底支撑台，进一步包括：
柱状构件，布置在由所述外围壁围绕的区域中；
内壁，配置为与所述下盖接触并且将所述柱状构件连接到所述外围壁，所述内壁在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间；以及
所述排放组件的排放孔在所述分隔件和所述内壁之间，
其中如果所述外围壁和所述分隔件的外围壁侧处的端部之间的第一距离短于所述柱状构件和所述分隔件的柱状构件侧处的端部之间的第二距离，则所述分隔件的外围壁侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第三距离短于所述分隔件的柱状构件侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第四距离，
其中如果所述第二距离短于所述第一距离，则所述第四距离短于所述第三距离，并且
其中如果所述第一距离等于所述第二距离，则所述第三距离等于所述第四距离。
10.根据权利要求9所述的衬底支撑台，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
11.一种衬底处理装置，其包括：
处理室，配置为处理衬底；
衬底支撑台，布置在所述处理室内并且被配置为支撑所述衬底；
气体供应组件，配置为将处理气体供应到所述处理室中；
等离子体生成组件，配置为将供应到所述处理室的所述处理气体转化为等离子体；以及
排出组件，配置为在所述处理室中执行排出，
其中所述衬底支撑台包括：支撑板，配置为支撑所述衬底；外围壁，配置为环绕所述支撑板下的被配置为通过冷却剂的流动路径，所述外围壁的上端被所述支撑板包围；下盖，被配置为包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；冷却剂供应部件，配置为通过所述流动路径的上游输入来供应冷却剂；排放组件，配置为通过所述流动路径的下游输出来排放所述冷却剂；以及分隔件，布置在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间，并且配置为在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙，并且
其中所述衬底处理装置包括控制组件，其被配置为当生成等离子体时控制所述冷却剂供应部件进行的所述冷却剂的供应并且控制所述排放组件进行的所述冷却剂的排放。
12.根据权利要求11所述的衬底处理装置，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
13.根据权利要求11所述的衬底处理装置，进一步包括：
柱状构件，布置在由所述外围壁围绕的区域中；
内壁，配置为与所述下盖接触并且将所述柱状构件连接到所述外围壁，所述内壁在所述冷却剂供应部件的供应孔和所述排放组件的排放孔之间；以及
所述排放组件的排放孔在所述分隔件和所述内壁之间，
其中如果所述外围壁和所述分隔件的外围壁侧处的端部之间的第一距离短于所述柱状构件和所述分隔件的柱状构件侧处的端部之间的第二距离，则所述分隔件的外围壁侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第三距离短于所述分隔件的柱状构件侧处的端部和所述冷却剂供应部件的供应孔之间的第四距离，
其中如果所述第二距离短于所述第一距离，则所述第四距离短于所述第三距离，并且
其中如果所述第一距离等于所述第二距离，则所述第三距离等于所述第四距离。
14.根据权利要求13所述的衬底处理装置，其中所述分隔件包括多个分隔件，并且所述外围壁和所述多个分隔件中的至少一个分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离不同于所述外围壁和与所述至少一个分隔件相邻的至少另一分隔件的外围壁侧处的端部之间的距离。
15.一种用于制造半导体器件的方法，其包括：
将衬底装载到处理室中；
在衬底支撑台上支撑所述衬底，所述衬底支撑台布置在所述处理室内并且具有支撑板；
经由所述支撑板下的流动路径通过冷却剂，所述流动路径由外围壁环绕而所述外围壁的上端由所述支撑板包围；
利用下盖包围所述流动路径的底部和所述外围壁的下端；
通过所述流动路径的上游输入来从冷却剂供应部件接收冷却剂；
通过所述流动路径的下游输出来排放冷却剂，其中所述上游输入和所述下游输出由分隔件来分离，并且其中在所述分隔件和所述流动路径的底部之间形成间隙；
将供应到所述处理室的处理气体转化为等离子体；
执行排出同时利用所述等离子体处理所述衬底；以及
从所述处理室内卸载经过处理的衬底。
CN201210053597.7A 2011-03-04 2012-02-29 衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法 Active CN102655105B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011048047A JP5700806B2 (ja) 2011-03-04 2011-03-04 基板支持台、基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP2011-048047 2011-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102655105A true CN102655105A (zh) 2012-09-05
CN102655105B CN102655105B (zh) 2014-11-12

Family

ID=46730710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210053597.7A Active CN102655105B (zh) 2011-03-04 2012-02-29 衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9786528B2 (zh)
JP (1) JP5700806B2 (zh)
KR (1) KR101333926B1 (zh)
CN (1) CN102655105B (zh)
TW (1) TWI498966B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104716036A (zh) * 2013-12-17 2015-06-17 Ap系统股份有限公司 用于处理衬底的设备
CN111092009A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 东京毅力科创株式会社 基片处理装置
CN112701075A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 上海隐冠半导体技术有限公司 一种微动台、交接方法及运动设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6224366B2 (ja) * 2013-07-12 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 支持部材及び基板処理装置
JP6918146B2 (ja) * 2017-05-19 2021-08-11 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 液体および固体の排出物を収集して後に反応させて気体の排出物にする装置
US11532461B2 (en) * 2018-10-23 2022-12-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003077895A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
CN1875467A (zh) * 2003-11-05 2006-12-06 大见忠弘 等离子体处理装置
CN101426359A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 康奈可关精株式会社 换热器
CN101473060A (zh) * 2006-05-03 2009-07-01 应用材料股份有限公司 适合于蚀刻高纵横比结构的真空处理室

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW221318B (zh) * 1990-07-31 1994-02-21 Tokyo Electron Co Ltd
US5427670A (en) * 1992-12-10 1995-06-27 U.S. Philips Corporation Device for the treatment of substrates at low temperature
JPH0774234A (ja) 1993-06-28 1995-03-17 Tokyo Electron Ltd 静電チャックの電極構造、この組み立て方法、この組み立て治具及び処理装置
KR100339875B1 (ko) * 1998-12-28 2002-10-11 (주) 대홍기업 판형 히팅 장치
JP2005019660A (ja) 2003-06-26 2005-01-20 Naoto Akeboshi チャック装置
JP5210706B2 (ja) 2008-05-09 2013-06-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003077895A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
CN1875467A (zh) * 2003-11-05 2006-12-06 大见忠弘 等离子体处理装置
CN101473060A (zh) * 2006-05-03 2009-07-01 应用材料股份有限公司 适合于蚀刻高纵横比结构的真空处理室
CN101426359A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 康奈可关精株式会社 换热器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104716036A (zh) * 2013-12-17 2015-06-17 Ap系统股份有限公司 用于处理衬底的设备
CN104716036B (zh) * 2013-12-17 2019-06-11 Ap系统股份有限公司 用于处理衬底的设备
CN111092009A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 东京毅力科创株式会社 基片处理装置
CN112701075A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 上海隐冠半导体技术有限公司 一种微动台、交接方法及运动设备
CN112701075B (zh) * 2021-03-24 2021-06-04 上海隐冠半导体技术有限公司 一种微动台、交接方法及运动设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20120222818A1 (en) 2012-09-06
KR20120100788A (ko) 2012-09-12
JP5700806B2 (ja) 2015-04-15
US9786528B2 (en) 2017-10-10
TWI498966B (zh) 2015-09-01
TW201243939A (en) 2012-11-01
CN102655105B (zh) 2014-11-12
JP2012186298A (ja) 2012-09-27
KR101333926B1 (ko) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102655105B (zh) 衬底支撑台、衬底处理装置和用于半导体器件的制造方法
US9362137B2 (en) Plasma treating apparatus, substrate treating method, and method of manufacturing a semiconductor device
CN102024694B (zh) 等离子处理装置
US11101111B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and baffle structure of the substrate processing apparatus
US20100078130A1 (en) Plasma Processing Apparatus
TWI498054B (zh) 天線單元、基板處理裝置及使用該裝置之基板處理方法
CN102810447A (zh) 处理基板的设备
JPWO2005045913A1 (ja) プラズマ処理装置
JP2011003464A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用冷却装置
KR20140103844A (ko) 플라즈마 처리 장치
CN107393798A (zh) 等离子体处理装置和气体导入机构
JP2008262968A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4747404B2 (ja) プラズマ処理装置
JP7393488B2 (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
US20220044917A1 (en) Substrate treating apparatus and substrate support unit
CN217719496U (zh) 一种晶圆温度控制系统和等离子体处理装置
JP2011040786A (ja) プラズマ処理装置
KR101098793B1 (ko) 대구경 웨이퍼 처리를 위한 적응형 플라즈마 소스 및 플라즈마 챔버
US20140291318A1 (en) Microwave heating apparatus
KR20160142230A (ko) 플라즈마 처리 장치
WO2023107091A1 (en) Cooling frame for diffuser

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181204

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: International Electric Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Patentee before: Hitachi Kunisai Electric Corp.