CN108028221A - 静电卡盘加热器 - Google Patents

静电卡盘加热器 Download PDF

Info

Publication number
CN108028221A
CN108028221A CN201780003051.1A CN201780003051A CN108028221A CN 108028221 A CN108028221 A CN 108028221A CN 201780003051 A CN201780003051 A CN 201780003051A CN 108028221 A CN108028221 A CN 108028221A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heater
electrode
cell
electrostatic chuck
small heater
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
CN201780003051.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108028221B (zh
Inventor
竹林央史
平田夏树
长谷川真也
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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 NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of CN108028221A publication Critical patent/CN108028221A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108028221B publication Critical patent/CN108028221B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • 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
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • 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
    • H01L21/6831—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 using electrostatic chucks
    • 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
    • H01L21/6831—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 using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/03—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/18—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being embedded in an insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

静电卡盘加热器具备：静电卡盘；小区形成区域，其具有多个配线有小加热器电极的小区；电源，与多个小加热器电极并联连接；以及小区控制装置，其以根据针对每个小加热器电极所设定的相对于可供给输出的输出比例，向各小加热器电极供给所希望的电力的方式进行控制。多个小加热器电极之中配线在包含冷点的小区的小加热器电极的电阻值设定得比其他小加热器电极低。

Description

静电卡盘加热器
技术领域
本发明涉及静电卡盘加热器。
背景技术
在半导体制造装置中，采用用于加热晶片的陶瓷加热器。作为这样的陶瓷加热器，已知所谓的多区加热器。该多区加热器是通过在陶瓷基体中，将由高熔点金属形成的内周侧加热器和外周侧加热器分别埋设在内侧区和外侧区，向各加热器各自独立地供给电力，从而独立地控制各加热器的发热的加热器(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-88484号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在独立地控制这样的多区加热器的各加热器的发热时，可以考虑对各加热器单独进行电力控制。在该情况下，需要通过使包含冷点(cool spot)的区的加热器的发热量比其他区的加热器多来谋求整体的均热化。然而，可投入的电力因加热器的电阻值、电源容量的限制而具有上限，因此不能超过可投入电力的上限而向包含冷点的区的加热器提供电力。因此，有时包含冷点的区的加热器的发热量不足而不能充分实现均热化。
本发明是为了解决这样的课题而提出的，其主要目的是在多区加热器型的静电卡盘加热器中充分实现均热化。
用于解决课题的方法
本发明的静电卡盘加热器具备：
静电卡盘，其在陶瓷烧结体中埋设有静电电极；
小区形成区域，其设置在上述陶瓷烧结体的内部或与上述陶瓷烧结体一体化的加热器保持体的内部，并具有多个配线有小加热器电极的小区；
电源，其并联连接有多个上述小加热器电极；以及
小区控制装置，其以根据针对每个小加热器电极所设定的相对于可供给输出的输出比例，向各小加热器电极供给所希望的电力的方式进行控制，
多个上述小加热器电极之中，配线在包含冷点的小区的小加热器电极的电阻值设定得比其他小加热器电极低。
对于该静电卡盘加热器，在埋设有静电电极的陶瓷烧结体的内部或与该陶瓷烧结体一体化的加热器保持体的内部，设置有小区形成区域。小区形成区域具有多个配线有小加热器电极的小区。此外，多个小加热器电极并联连接到电源上。向各小加热器电极供给的电力根据针对每个小加热器电极所设定的相对于可供给输出的输出比例而从电源供给。作为这样的输出比例，可举出例如，在电压一定的电源经由开关而与加热器连通的情况下，开关为开的时间τ相对于某时间T之比τ/T(占空比)。这里，配线在包含冷点的小区的小加热器电极的电阻值设定得比其他小加热器电极低。由于多个小加热器电极并联连接到电源上，因此电阻值越低，各小加热器电极的可发热量越大。虽然包含冷点的区的小加热器电极不能超过输出比例的上限而供给电力，但由于与其他区的小加热器电极相比电阻值低，因此即使是相同的输出比例，发热量也大。因此，在使包含冷点的区的温度与不含冷点的区的温度相同或几乎相同的状态下，能够确保对各小加热器的可投入电力的裕量。因此，在多区加热器型的静电卡盘加热器中针对由各种干扰引起的均热崩溃能够充分实现均热化。
在本发明的静电卡盘加热器中，上述配线在包含冷点的小区的小加热器电极可以使用与其他小加热器电极相比线宽变宽或电阻率低的材料。即使是相同的电极材料，如果线宽变宽则电阻值也变低。此外，即使是相同的线宽，如果使用电阻率低的材料则电阻值也变低。因此，如果这样操作则能够容易地实现本发明。
在本发明的静电卡盘加热器中，上述包含冷点的小区可以为设置有上下方向的贯通孔或有底孔的小区。小加热器电极之中，上下方向的贯通孔、有底孔是不能配线的部分，因此易于成为冷点。作为上下方向的贯通孔，可举出例如，用于抬起晶片的顶针的插通孔、用于对晶片的背面送入He气体的气体供给孔等。此外，作为上下方向的有底孔，可举出例如，用于将用来向静电电极或加热器电极供给电力的供电棒从静电卡盘加热器的背面插入的孔、用于从静电卡盘加热器的背面向着晶片载置面的附近插入温度传感器的孔等。
本发明的静电卡盘加热器也可以具备：大区形成区域，其设置在上述陶瓷烧结体的内部或上述加热器保持体的内部，并具有数目比上述小区的数目少的配线有大区电极的大区；以及大区控制装置，其控制向各大区电极的电力供给。如果这样操作，则关于载置于静电卡盘的晶片的均热化，基本上通过控制大区电极来进行，并通过控制小区电极来进一步进行晶片的均热化，因此能够精细地进行均热化。
附图说明
图1是显示等离子体处理装置10的概略构成的截面图。
图2是显示片加热器30的内部结构的立体图。
图3是显示修正加热器电极34和基准加热器电极44的电连接的说明图。
图4是显示温度分布图的说明图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是显示等离子体处理装置10的概略构成的截面图，图2是显示片加热器30的内部结构的立体图。
如图1所示，作为半导体制造装置的等离子体处理装置10具备真空室12、喷淋头14和静电卡盘加热器20。真空室12是通过铝合金等形成为箱状的容器。喷淋头14设置在真空室12的顶面。喷淋头14将由气体导入管16供给的工艺气体从多个气体喷射孔18向真空室12的内部放出。此外，喷淋头14发挥作为等离子体生成用的阴极板的作用。静电卡盘加热器20为将晶片W吸附保持于晶片载置面22a的装置。以下，对静电卡盘加热器20详细地说明。
静电卡盘加热器20具备静电卡盘22、片加热器30和支撑台60。静电卡盘22的下表面与片加热器30的上表面30a经由第1接合片81而彼此粘接。支撑台60的上表面与片加热器30的下表面30b经由第2接合片82而彼此粘接。作为各接合片81、82，可举出在聚丙烯制的芯材的两面具备丙烯酸树脂层的片、在聚酰亚胺制的芯材的两面具备有机硅树脂层的片、单独环氧树脂的片等。在静电卡盘加热器20中以沿上下方向贯通的方式设置有多个(例如3个)顶针插通孔28。在顶针插通孔28中，将顶起晶片的顶针(未图示)从静电卡盘加热器20的下表面侧可上下运动地插通。
静电卡盘22为圆板状的构件，在陶瓷烧结体26中埋设有静电电极24。作为陶瓷烧结体26，可举出例如氮化铝烧结体、氧化铝烧结体等。静电卡盘22的上表面成为载置晶片W的晶片载置面22a。陶瓷烧结体26的厚度没有特别限定，但优选为0.5～4mm。
片加热器30为圆板状的构件，在耐热性的树脂片32中内置有修正加热器电极34、跳线36、接地电极40和基准加热器电极44。作为树脂片32的材质，可举出例如聚酰亚胺树脂、液晶聚合物等。片加热器30具有与片加热器30的上表面30a平行且高度不同的第1电极区域A1～第4电极区域A4(参照图2)。上述的顶针插通孔28从该片加热器30的上表面30a沿上下方向贯通至下表面30b。
第1电极区域A1分成多个区Z1(例如100区或300区)。在各区Z1中，修正加热器电极34按照一笔画的要领以遍及该区Z1整体的方式从一端34a配线至另一端34b。图2中，在第1电极区域A1描绘出由虚线表示的假想线，将由该假想线包围的部分设为区Z1。在该图2中，为了方便，仅在1个区Z1显示修正加热器电极34，但在其他区Z1也设置有同样的修正加热器电极34。在配置有顶针插通孔28的区Z1中，修正加热器电极34以绕开该顶针插通孔28的方式配线。将片加热器30的外形以单点划线表示。
在第2电极区域A2设置有对多个修正加热器电极34分别供电的跳线36。因此，跳线36的数目与修正加热器电极34的数目一致。第2电极区域A2分成数目比区Z1的数目少(例如6区或8区)的区Z2。图2中，在第2电极区域A2描绘出由虚线表示的假想线，将由该假想线包围的部分设为区Z2。该图2中，为了方便，仅在1个区Z2显示跳线36(一部分)，但在其他区Z2也设置有同样的跳线36。本实施方式中，在将一个区Z2投影到第1电极区域A1时，将进入投影区域中的多个修正加热器电极34设为属于相同组的修正加热器电极进行说明。属于一个组的修正加热器电极34的一端34a经由沿上下方向贯通第1电极区域A1与第2电极区域A2之间的通孔35(参照图1)而与和该组对应的区Z2内的跳线36的一端36a连接。该跳线36的另一端36b被引出至设置于该区Z2的外周区域38。其结果是，与属于相同组的修正加热器电极34连接的跳线36的另一端36b集中配置在一个外周区域38。在将该外周区域38投影到片加热器30的下表面30b的区域X内，并排配置有经由通孔41(参照图1)而与各跳线36的另一端36b连接的跳线连接盘46a。换言之，多个跳线连接盘46a以2个以上成为一组并在相同区域X露出到外部的方式配置。另外，修正加热器电极34的电阻率优选为跳线36的电阻率以上。
在第3电极区域A3设置有与多个修正加热器电极34共用的接地电极40。各修正加热器电极34经由从第1电极区域A1经过第2电极区域A2到第3电极区域A3的通孔42(参照图1)而与接地电极40连接。此外，接地电极40具有从外周伸出到外侧的突起40a。该突起40a设置在与各外周区域38的缺口39相对的位置。该突起40a经由通孔43(参照图1)而与设置在片加热器30的下表面30b的接地连接盘46b连接。接地连接盘46b与跳线连接盘46a一起设置在片加热器30的下表面30b的区域X内。
第4电极区域A4分成数目比设置于第1电极区域A1的修正加热器电极34的总数少(例如4区或6区)的区Z4。在各区Z4中，输出比修正加热器电极34高的基准加热器电极44按照一笔画的要领以遍及该区Z4整体的方式从一端44a配线至另一端44b。在包含顶针插通孔28的区Z4中，基准加热器电极44具有插通孔绕开部441。插通孔绕开部441是以绕开顶针插通孔28的方式配线的部分。图2中，在第4电极区域A4描绘出以虚线表示的假想线，将由该假想线包围的部分设为区Z4。该图2中，为了方便，仅在1个区Z4显示基准加热器电极44，但在其他区Z4也设置有同样的基准加热器电极44。各基准加热器电极44的两端44a、44b经由从第4电极区域A4到片加热器30的下表面30b的未图示的通孔而与设置于片加热器30的下表面30b的一对基准连接盘50a、50b连接。
如图1所示，支撑台60是由Al或Al合金等金属制作的圆板状的构件，其内部设置有制冷剂流路62。在制冷剂流路62的入口62a与出口62b连接有调整制冷剂的温度的冷却器70。如果从冷却器70向制冷剂流路62的入口62a供给制冷剂，则制冷剂通过以遍及支撑台60整体的方式设置的制冷剂流路62，并从制冷剂流路62的出口62b返回至冷却器70，在冷却器70内冷却到设定温度之后再次向制冷剂流路62的入口62a供给。支撑台60具有沿上下方向贯通支撑台60的多种贯通孔64～67。贯通孔64是用于将静电电极24的供电端子25露出到外部的孔。贯通孔65是用于将设置在片加热器30的下表面30b的区域X的连接盘组(跳线连接盘46a和接地连接盘46b，参照图2)露出到外部的孔。贯通孔66、67分别将基准加热器电极44的基准连接盘50a、50b露出到外部。在贯通孔66、67中插入有电绝缘筒66a、67a。
等离子体处理装置10进一步具备静电卡盘电源72、修正加热器电源74、基准加热器电源76和RF电源79。静电卡盘电源72为直流电源，经由插入到贯通孔64的供电棒73而与静电电极24的供电端子25连接。修正加热器电源74为直流电源，经由插入到贯通孔65的作为金属配线集合体的连接用柔性印刷基板(连接用FPC)75而与修正加热器电极34的跳线连接盘46a和接地连接盘46b连接。具体而言，由于图2所示的属于相同组的跳线连接盘46a和接地连接盘46b并排设置在相同区域X，因此经由一个连接用FPC75而连接。连接用FPC75为将被树脂皮膜覆盖的金属配线75a、75b捆束成带状的电缆，与区域X对置的端部露出各金属配线75a、75b。金属配线75a为用于将跳线连接盘46a与修正加热器电源74的正极连接的导线，金属配线75b为用于将接地连接盘46b与修正加热器电源74的负极连接的导线。基准加热器电源76为交流电源，经由插入到贯通孔66的电缆端子77而与基准加热器电极44的一个基准连接盘50a连接，并且经由插入到贯通孔67的电缆端子78而与基准加热器电极44的另一个基准连接盘50b连接。RF电源79为等离子体生成用的电源，以向作为阳极板发挥作用的支撑台60供给高频电力的方式连接。另外，作为阴极板发挥作用的喷淋头14经由可变电阻而接地。
这里，对片加热器30的配线在各区Z1的修正加热器电极34和配线在各区Z4的基准加热器电极44的控制进行说明。图3是显示修正加热器电极34和基准加热器电极44的电连接的说明图，图4是显示温度分布图的一例的说明图。图3和图4中，为了方便说明，以具备5个修正加热器电极341～345作为修正加热器电极34，并具备1个基准加热器电极44的静电卡盘加热器来对静电卡盘加热器20进行说明。
基准加热器电极44经由基准加热器控制装置96而与作为交流电源的基准加热器电源76连接。基准加热器控制装置96通过控制基准加热器电源76的电流，从而调整基准加热器电极44的发热量而控制载置于晶片载置面22a的晶片W的温度。基准加热器电极44中，绕开顶针插通孔28的插通孔绕开部441(参照图2)与其他部分相比配线密度低，因此易于成为冷点。在图3中，该插通孔绕开部441为基准加热器电极44中由单点划线的四边形区域(包含冷点的区)包围的部分。
多个修正加热器电极341～345并联连接到作为直流电源的修正加热器电源74上。在从修正加热器电源74分支成修正加热器电极341～345的分支线上，与各个修正加热器电极341～345对应地配置有固体继电器(SSR)91～95。SSR91～95分别与信号源91a～95a连接。信号源91a～95a与修正加热器控制装置86连接。信号源91a～95a按照从修正加热器控制装置86输入的占空比，向所对应的SSR91～95输出作为开关信号的脉冲信号。如图3的局部示意图所示，将脉冲信号的脉冲宽度τ除以脉冲周期T而得的值τ/T为占空比，占空比的上限值设定为与装置性能等对应的值(例如1(100％)或0.75(75％))。占空比与各修正加热器电极341～345对应地单独设定。修正加热器电极341～345在因运转时的干扰(结构上的特异点、等离子体热输入)而产生均热崩溃时的温度修正中、用于使实际的晶片温度与目标温度一致的温度修正中使用。这里，仅将配线有修正加热器电极341～345中的修正加热器电极343的区设为顶针插通孔28插通的区，即包含冷点的区。配线在该区的修正加热器电极343的电阻值与其他修正加热器电极341、342、344、345相比设定为低的值。在对修正加热器电极341～345施加相同电压的情况下，发热量与电阻值成反比，因此修正加热器电极343的发热量变得最大。这样的修正加热器电极343使用了与其他修正加热器电极341、342、344、345相比例如线宽变宽或电阻率低的材料，由此电阻值变低。
另外，在晶片W的面内使温度为均热时，首先，设定等离子体产生条件，通过红外热成象仪测定在该条件下产生等离子体时的晶片W的温度分布。进而，以多个测定点的温度差落入到预先规定的容许范围的方式设定基准加热器电极44的电流，并且设定修正加热器电极341～345各自的占空比。基准加热器控制装置96以这样设定的电流从基准加热器电源76流到基准加热器电极44的方式进行控制。修正加热器控制装置86以利用与各修正加热器电极341～345对应地设定的占空比而使电流从修正加热器电源74流向各修正加热器电极341～345的方式进行控制。
将此时的晶片W的面内的温度分布的一例示于图4中。如果仅使用基准加热器电极44进行控制，则如图4的虚线的温度分布线所示，在插通孔绕开部441的周边观察到温度降低。如果仅使用修正加热器电极341～345并将占空比全部设定为n％，则如图4的虚线的温度分布线所示，由于包含冷点的区的修正加热器电极343的电阻值R2比其他修正加热器电极341、342、344、345的电阻值R1低，因此在修正加热器电极343的周边观察到温度上升。而且，如果使用基准加热器电极44和修正加热器电极341～345两者来进行控制，则如图4的实线的温度分布线所示，晶片W的面内的温度变为一定，可实现良好的均热化。
这里，如果对各修正加热器电极341～345施加相同的电压E，各占空比设定为100％，则修正加热器电极341、342、344、345的发热量P1为P1＝E2/R1，修正加热器电极343的发热量P2为P2＝E2/R2。由于电阻值R2比电阻值R1低(R2＜R1)，因此发热量P2与发热量P1相比变高(P2＞P1)。如果占空比的设定范围为0～100％，则修正加热器电极341、342、344、345的发热量的设定范围变为0～P1，修正加热器电极343的发热量的设定范围变为0～P2，可知后者能够在更宽范围调整发热量进而调整温度。
另外，图4中，例示了修正加热器电极341～345的占空比全部为相同值(n％)的情况，但这些占空比以配线有各修正加热器电极341～345的区的温度成为相同温度的方式设定，因此不一定全部成为相同值，有时也成为全部不同的值。
这里，明确本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的静电卡盘22相当于本发明的静电卡盘，修正加热器电极34、341～345相当于小加热器电极，第1电极区域A1相当于小区形成区域，修正加热器电源74相当于电源，修正加热器控制装置86相当于小区控制装置。此外，片加热器30相当于加热器保持体，基准加热器电极44相当于大区电极，第4电极区域A4相当于大区形成区域，基准加热器控制装置96相当于大区控制装置。
根据以上说明的静电卡盘加热器20，虽然包含冷点的区的修正加热器电极343不能超过占空比的上限而供给电力，但由于电阻值比其他区的修正加热器电极341、342、344、345低，因此即使为相同占空比，发热量也变大。因此，由于使包含冷点的区的温度与不含冷点的区的温度相同或几乎相同，因此在使包含冷点的区的温度与不含冷点的区的温度相同或几乎相同的状态下，能够确保向各小加热器的可投入电力的裕量。因此，在多区加热器型的静电卡盘加热器20中对于由各种外部干扰引起的均热崩溃能够充分实现均热化。
此外，修正加热器电极343使用了与其他修正加热器电极341、342、344、345相比线宽变宽或电阻率低的材料。即使是相同电极材料，如果线宽变宽则电阻值变低。此外，即使是相同线宽，如果使用电阻率低的材料则电阻值也变低。
进一步，作为第1电极区域A1中包含冷点的区，例示了设置有顶针插通孔28的区，顶针插通孔28为不能配线的部分，因此易于成为冷点。
进一步此外，关于载置于静电卡盘22的晶片W的均热化，基本上通过控制基准加热器电极44来进行，并通过控制修正加热器电极341～345来进一步进行晶片W的均热化，因此能够精细地进行均热化。
另外，本发明不受上述实施方式任何限定，不言而喻，只要属于本发明的技术范围，就能够以各种方式实施。
例如，在上述实施方式中，在进行晶片W的温度控制时，可以在晶片载置面22a中的各区Z1的正上方位置设置温度传感器，以由各温度传感器检测到的温度成为目标温度的方式控制各修正加热器电极34的占空比。
上述实施方式中，作为包含冷点的区，例示了包含顶针插通孔28的区，但不特别限定于此。例如，包含冷点的区可以为包含贯通静电卡盘加热器20的上下方向并用于向晶片W的背面送入He气体的气体供给孔的区。或者，可以为包含上下方向的有底孔的区。作为这样的有底孔，可举出将用于向静电电极24供给电力的供电棒73从静电卡盘加热器20的背面插入的孔等。
上述实施方式中，关于基准加热器电极44的电阻值，没有特别提及，但关于插通孔绕开部441的加热器线，可以增大电阻值，以即使在相同的电流流过时发热量也比其他部分大的方式设计。如果这样设计，则能够在某程度上精度良好地进行采用基准加热器电极44的晶片W的均热控制。因此，可以精度更好地进行使用了基准加热器电极44与修正加热器电极34、341～345两者的晶片W的均热控制。
上述实施方式中，在与埋设有静电电极24的陶瓷烧结体26不同的其他片加热器30的内部设置有形成修正加热器电极34的区域，但也可以将形成修正加热器电极34的区域设置在陶瓷烧结体26的内部。关于基准加热器电极44，也是同样的。
本申请以2016年7月19日申请的日本专利申请第2016-141329号作为优先权主张的基础，通过引用而其全部内容包含到本说明书中。
产业上的可利用性
本发明能够作为半导体制造装置的部件来利用。
符号说明
10等离子体处理装置，12真空室，14喷淋头，16气体导入管，18气体喷射孔，20静电卡盘加热器，22静电卡盘，22a晶片载置面，24静电电极，25供电端子，26陶瓷烧结体，28顶针插通孔，30片加热器，30a上表面，30b下表面，32树脂片，34、341～345修正加热器电极，34a一端，34b另一端，35通孔，36跳线，36a一端，36b另一端，38外周区域，39缺口，40接地电极，40a突起，41～43通孔，44基准加热器电极，44a一端，44b另一端，46a跳线连接盘，46b接地连接盘，50a、50b基准连接盘，60支撑台，62制冷剂流路，62a入口，62b出口，64～67贯通孔，66a、67a电绝缘筒，70冷却器，72静电卡盘电源，73供电棒，74修正加热器电源，75连接用FPC，75a金属配线，75b金属配线，76基准加热器电源，77、78电缆端子，79RF电源，81第1接合片，82第2接合片，86修正加热器控制装置，91～95SSR、91a～95a信号源，96基准加热器控制装置，441插通孔绕开部，A1～A4第1电极区域～第4电极区域，Z1～Z4区。

Claims (4)

1.一种静电卡盘加热器，其具备：
静电卡盘，其在陶瓷烧结体中埋设有静电电极；
小区形成区域，其设置在所述陶瓷烧结体的内部或与所述陶瓷烧结体一体化的加热器保持体的内部，并具有多个配线有小加热器电极的小区；
电源，其并联连接有多个所述小加热器电极；以及
小区控制装置，其以根据针对每个小加热器电极所设定的相对于可供给输出的输出比例，向各小加热器电极供给所希望的电力的方式进行控制，
多个所述小加热器电极之中，配线在包含冷点的小区的小加热器电极的电阻值设定得比其他小加热器电极低。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘加热器，所述配线在包含冷点的小区的小加热器电极使用了与其他小加热器电极相比线宽变宽或电阻率低的材料。
3.根据权利要求1或2所述的静电卡盘加热器，所述包含冷点的小区为设置有上下方向的贯通孔或有底孔的小区。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的静电卡盘加热器，其具备：
大区形成区域，其设置在所述陶瓷烧结体的内部或所述加热器保持体的内部，并具有数目比所述小区的数目少的配线有大区电极的大区；以及
大区控制装置，其控制向各大区电极的电力供给。
CN201780003051.1A 2016-07-19 2017-07-11 静电卡盘加热器 Active CN108028221B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016141329 2016-07-19
JP2016-141329 2016-07-19
PCT/JP2017/025267 WO2018016384A1 (ja) 2016-07-19 2017-07-11 静電チャックヒータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108028221A true CN108028221A (zh) 2018-05-11
CN108028221B CN108028221B (zh) 2022-12-06

Family

ID=60992059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780003051.1A Active CN108028221B (zh) 2016-07-19 2017-07-11 静电卡盘加热器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10483146B2 (zh)
JP (1) JP6397588B2 (zh)
KR (1) KR102303971B1 (zh)
CN (1) CN108028221B (zh)
TW (1) TWI751180B (zh)
WO (1) WO2018016384A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113574652A (zh) * 2019-03-18 2021-10-29 日本碍子株式会社 静电卡盘
CN113745082A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其加热装置与工作方法
CN114496693A (zh) * 2020-11-11 2022-05-13 中微半导体设备(上海)股份有限公司 多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102435888B1 (ko) * 2017-07-04 2022-08-25 삼성전자주식회사 정전 척, 기판 처리 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법
US11236422B2 (en) 2017-11-17 2022-02-01 Lam Research Corporation Multi zone substrate support for ALD film property correction and tunability
CN111712910B (zh) * 2018-02-16 2023-11-07 日本特殊陶业株式会社 保持装置
US10633742B2 (en) 2018-05-07 2020-04-28 Lam Research Foundation Use of voltage and current measurements to control dual zone ceramic pedestals
KR20210019573A (ko) * 2018-07-05 2021-02-22 램 리써치 코포레이션 기판 프로세싱 시스템에서 기판 지지부의 동적 온도 제어
US11183400B2 (en) 2018-08-08 2021-11-23 Lam Research Corporation Progressive heating of components of substrate processing systems using TCR element-based heaters
US10872747B2 (en) 2018-08-08 2020-12-22 Lam Research Corporation Controlling showerhead heating via resistive thermal measurements
KR102290911B1 (ko) 2019-07-02 2021-08-19 세메스 주식회사 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치
JP7411431B2 (ja) * 2020-01-31 2024-01-11 新光電気工業株式会社 静電チャック、基板固定装置
WO2021157523A1 (ja) * 2020-02-03 2021-08-12 京セラ株式会社 試料保持具
JP7427517B2 (ja) * 2020-04-27 2024-02-05 京セラ株式会社 ヒータ
KR20220082132A (ko) * 2020-12-09 2022-06-17 삼성디스플레이 주식회사 증착장치 및 이를 포함하는 표시패널의 제조장치
KR20230109114A (ko) 2022-01-12 2023-07-19 주식회사 아모센스 정전 척 히터 소결체 제조용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 정전 척 히터용 질화규소 소결체 제조방법
KR20240046106A (ko) * 2022-09-26 2024-04-08 주식회사 히타치하이테크 반도체 디바이스의 제조 시스템 및 제조 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08125001A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Fuji Electric Co Ltd 静電チャック
JP2005166354A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Ngk Insulators Ltd セラミックヒーター
JP2005197161A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Ngk Insulators Ltd ヒーター
CN101903996A (zh) * 2007-12-21 2010-12-01 应用材料公司 用于控制衬底温度的方法和设备
US20130001213A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Wonhaeng Lee Substrate supporting units and substrate treating apparatuses including the same
US20160027678A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Applied Materials, Inc. Tunable temperature controlled substrate support assembly
WO2016069808A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 Watlow Electric Manufacturing Company Thermal dynamic response sensing systems for heaters
WO2016080502A1 (ja) * 2014-11-20 2016-05-26 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2016100473A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 日本特殊陶業株式会社 静電チャック

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3897563B2 (ja) * 2001-10-24 2007-03-28 日本碍子株式会社 加熱装置
JP4640842B2 (ja) 2006-10-11 2011-03-02 日本碍子株式会社 加熱装置
KR20080037879A (ko) * 2006-10-27 2008-05-02 주식회사 코미코 히터 및 이의 제조방법
US8168926B2 (en) * 2007-03-26 2012-05-01 Ngk Insulators, Ltd. Heating device
KR101268822B1 (ko) * 2011-11-30 2013-05-28 주식회사 케이씨텍 웨이퍼 가열용 히터
JP6100672B2 (ja) * 2013-10-25 2017-03-22 東京エレクトロン株式会社 温度制御機構、温度制御方法及び基板処理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08125001A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Fuji Electric Co Ltd 静電チャック
JP2005166354A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Ngk Insulators Ltd セラミックヒーター
JP2005197161A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Ngk Insulators Ltd ヒーター
CN101903996A (zh) * 2007-12-21 2010-12-01 应用材料公司 用于控制衬底温度的方法和设备
US20130001213A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Wonhaeng Lee Substrate supporting units and substrate treating apparatuses including the same
US20160027678A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Applied Materials, Inc. Tunable temperature controlled substrate support assembly
WO2016069808A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 Watlow Electric Manufacturing Company Thermal dynamic response sensing systems for heaters
WO2016080502A1 (ja) * 2014-11-20 2016-05-26 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2016100473A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 日本特殊陶業株式会社 静電チャック

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113574652A (zh) * 2019-03-18 2021-10-29 日本碍子株式会社 静电卡盘
CN113574652B (zh) * 2019-03-18 2023-09-01 日本碍子株式会社 静电卡盘
CN113745082A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其加热装置与工作方法
CN113745082B (zh) * 2020-05-28 2023-10-31 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其加热装置与工作方法
CN114496693A (zh) * 2020-11-11 2022-05-13 中微半导体设备(上海)股份有限公司 多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190028355A (ko) 2019-03-18
TW201816930A (zh) 2018-05-01
TWI751180B (zh) 2022-01-01
WO2018016384A1 (ja) 2018-01-25
JPWO2018016384A1 (ja) 2018-07-19
US20180190529A1 (en) 2018-07-05
CN108028221B (zh) 2022-12-06
US10483146B2 (en) 2019-11-19
JP6397588B2 (ja) 2018-09-26
KR102303971B1 (ko) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108028221A (zh) 静电卡盘加热器
US7626407B2 (en) Miniature fluid-cooled heat sink with integral heater
CN107113921A (zh) 静电卡盘加热器
CN110235237A (zh) 晶圆支撑台
CN108474694A (zh) 用于多区域静电卡盘的传感器系统
WO2017115758A1 (ja) 円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ
TWI710053B (zh) 不具通孔之多區域台座加熱器
US9538583B2 (en) Substrate support with switchable multizone heater
TWI694532B (zh) 保持裝置
TWI725149B (zh) 靜電夾頭加熱器
CN110352626A (zh) 晶圆加热装置
KR100346861B1 (ko) 세라믹스제가열냉각기
JP2018142488A (ja) セラミックヒータ
JP2018181992A (ja) 保持装置
JP2018181993A (ja) 保持装置
KR20170113214A (ko) 금속 배선 접합 구조 및 그 제법
CN101389178A (zh) 具有电极构件的衬底处理设备
JPWO2019159862A1 (ja) 保持装置
TWI720224B (zh) 配線基板接合體
JP6760242B2 (ja) ヒータモジュール
US12000885B1 (en) Multiplexed thermal control wafer and coldplate
US20220151026A1 (en) Heater temperature control method, heater, and placement stand
JP2019125635A (ja) 保持装置
PL196887B1 (pl) Poduszka dociskowa dla pras płytowych oraz prasa płytowa

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant