DE102020107215A1 - Herstellungsverfahren eines Halbleiter-Wafers mittels einer Wafer-Spannvorrichtung mit einer Fluidführungsstruktur - Google Patents

Herstellungsverfahren eines Halbleiter-Wafers mittels einer Wafer-Spannvorrichtung mit einer Fluidführungsstruktur Download PDF

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Sheng-Chun Yang
Yi-Ming Lin
Po-Wei LIANG
Chu-Han Hsieh
Chih-Lung Cheng
Po-Chih Huang
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

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Abstract

Ein Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Laden eines Halbleiterwafers auf eine obere Fläche einer Wafer-Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst außerdem ein Zuführen eines gasförmigen Materials zwischen den Halbleiterwafer und die obere Fläche der Wafer-Spannvorrichtung durch eine erste Gaseinlassöffnung und eine zweite Gaseinlassöffnung, die unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind. Das Verfahren umfasst ferner ein Zuführen eines Fluidmedium in eine Fluideinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung und Führen des Fluidmediums von der Fluideinlassöffnung, so dass es durch mehrere bogenförmige Kanäle fließt, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind. Außerdem umfasst das Verfahren ein Zuführen eines Plasmagases über den Halbleiterwafer.

Description

  • STAND DER TECHNIK
  • Die Industrie für integrierte Halbleiterschaltungen (IC) hat ein exponentielles Wachstum erfahren. Technologische Fortschritte in IC-Materialien und -Design haben Generationen von ICs hervorgebracht, bei denen jede Generation kleinere und komplexere Schaltungen als die vorangegangene Generation aufweist. Die Funktionsdichte (d.h. die Anzahl von miteinander verschalteten Bauelementen pro Chipfläche) ist im Laufe der IC-Entwicklung grundsätzlich gestiegen, während die geometrische Größe (d.h. die kleinste Komponente (oder Leiterbahn), die unter Verwendung eines Fertigungsverfahrens erzeugt werden kann) kleiner geworden ist. Dieser Miniaturisierungsprozess (Skalierung) bringt grundsätzlich Vorteile, indem die Produktionseffizienz gesteigert und die damit verbundenen Kosten gesenkt werden. Eine derartige Miniaturisierung erhöhte außerdem die Komplexität der Verarbeitung und Herstellung von ICs.
  • Einige Prozessschritte, die beim Herstellen von Halbleitern verwendet werden, umfassen Oxidation, Diffusion, Dotieren, Tempern, Ätzen und Filmabscheiden. Ein Filmabscheiden ist ein reaktiver Prozess, der zum Erzeugen oder Abscheiden von dünnen Materialfilmen auf einem Halbleiter-Wafer verwendet wird, die Metalle, Siliziumdioxid, Wolfram, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid und verschiedene Dielektrika aufweisen. Eine unbefriedigende Gleichförmigkeit des durch Filmabscheidung auf dem Halbleiterwafer abgeschiedenen Films kann die Funktion der Halbleitervorrichtungen nachteilig beeinflussen.
  • Obwohl bisherige Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen oder Abscheiden von dünnen Materialfilmen auf dem Wafer im Allgemeinen für ihre vorgesehenen Zwecke geeignet waren, waren sie nicht im Hinblick auf alle Aspekte vollständig zufriedenstellend. Infolgedessen wäre es wünschenswert, eine Lösung zum Ausbilden der dünnen Filme für einen Gebrauch in einem Wafer-Herstellungssystem bereitzustellen.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn sie zusammen mit den begleitenden FIG. gelesen wird. Es ist zu beachten, dass gemäß dem Standardverfahren in der Branche verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Wafer-Herstellungssystems gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wafer-Spannvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen, die entlang einer Linie A-A von 1 aufgenommen ist.
    • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wafer-Spannvorrichtung, die entlang einer Linie B-B von 2 aufgenommen ist.
    • 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wafer-Spannvorrichtung, die entlang einer Linie C-C von 2 aufgenommen ist.
    • 5 zeigt Versuchsergebnisse einer Filmdickengleichförmigkeit im Zusammenhang mit verschiedenen Faktoren, gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wafer-Spannvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Wafer-Spannvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 8 zeigt eine Draufsicht auf Teilelemente eines Wafer-Herstellungssystems gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers in einem Wafer-Herstellungssystems gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 10 zeigt eine schematische Ansicht einer Stufe eines Verfahrens zum Ausbilden eines Films auf einem Halbleiterwafer gemäß einigen Ausführungsformen, in dem ein Fluidmedium und ein gasförmiges Material einer Wafer-Spannvorrichtung zugeführt werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die nachstehende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen, oder Beispiele, zum Implementieren verschiedener Merkmale des vorliegenden Gegenstands bereit. Konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind nachstehend beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese stellen selbstverständlich lediglich Beispiele dar und sind nicht im beschränkenden Sinne gedacht. Zum Beispiel kann das Ausbilden eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet werden, und kann ebenfalls Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet werden können, so dass das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugsnummern und/oder - buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung geschieht zum Zweck der Einfachheit und Klarheit und sie schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen vor.
  • Außerdem können hierin Begriffe, die sich auf räumliche Relativität beziehen, wie z.B. „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „oberhalb“, „oberer“ und dergleichen, zur Erleichterung der Besprechung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal (zu anderen Elementen oder Merkmalen), wie in den FIG. dargestellt, zu beschreiben. Die Begriffe, die räumliche Relativität betreffen, sollen verschiedene Ausrichtungen der verwendeten oder betriebenen Vorrichtung zusätzlich zu der in den FIG. dargestellten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann auf eine andere Weise ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder anders ausgerichtet) und die hier verwendeten Bezeichnungen, die räumliche Relativität betreffen, können gleichermaßen dementsprechend ausgelegt werden.
  • Halbleitervorrichtungsherstellung umfasst viele verschiedene Prozesse. Ein solcher Prozess wird in einer Umgebung mit hochdichtem Plasma (HDP) durchgeführt. Zum Beispiel nutzt eine chemische Gasphasenabscheidung unter Verwendung von hochdichtem Plasma (HDP-CVD) hochdichtes Plasma, das auf einen Halbleiterwafer in einer Reaktionskammer gerichtet wird, um einen Filmabscheidungsprozess durchzuführen. Um das hochdichte Plasma zu bilden, wird ein Gas durch mehrere Düsen geliefert und eine Leistungsquelle regt die Gasmischung mit HF- oder Mikrowellenleistung an und lenkt die Plasmaionen in einen dichten Bereich über der Halbleiterwaferfläche. Der Hauptvorteil einer HDP-CVD besteht darin, dass sie Filme abscheiden kann, die hohe Aspektverhältnisse füllen. Ein großer Teil der Herausforderung bei der Verwendung von hochdichtem Plasma hängt jedoch nicht nur mit der Steuerung einer Durchflussrate des durch Gasdüsen abgegebenen Gases zusammen, sondern auch mit der Steuerung einer Wafertemperatur. Die erhöhte thermische Belastung des Halbleiterwafers kann zu einer hohen Wafertemperatur führen und eine ungleiche Sputterrate über dem Halbleiterwafer verursachen. Um dieses Problem anzugehen, stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Wafer-Spannvorrichtung bereit, der eine Fluidführungsstruktur aufweist, um Wärme vom Halbleiterwafer und der Wafer-Spannvorrichtung zu entfernen. In einem Beispiel verläuft die Fluidführungsstruktur um eine Mitte der Wafer-Spannvorrichtung in einer Weise, so dass die auf dem gesamten Bereich der Wafer-Spannvorrichtung angesammelte Wärme mit im Wesentlichen gleicher Effizienz entfernt werden kann, um die Gleichmäßigkeit im HDP-Prozess zu verbessern.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Wafer-Herstellungssystems 1 zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers 5 durch hochdichtes Plasma, gemäß einigen Ausführungsformen. Der im Wafer-Herstellungssystem 1 durchgeführte Prozess kann einen HDP-CVD-, PECVD-, Ätz- oder Sputterprozess umfassen. Jedoch ist das Wafer-Herstellungssystem 1 nicht darauf beschränkt, vorstehend erwähnte Prozesse durchzuführen, und kann immer dann verwendet werden, wenn der Halbleiterwafer 5 in einer erhöhten Temperatur verarbeitet wird, und verwendet eine Wafer-Spannvorrichtung, um die Temperatur abzukühlen.
  • Der Halbleiterwafer 5 kann aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Halbleiterwafer 5 andere Elementhalbleitermaterialien, wie z.B. Germanium (Ge), aufweisen. In einigen Ausführungsformen wird der Halbleiterwafer 5 aus einem Verbindungshalbleiter, wie z. B. Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsen (GaAs), Indiumarsenid (InAs) oder Indiumphosphid (InP) hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird der Halbleiterwafer 5 aus einem Legierungshalbleiter, wie z.B. Siliziumgermanium (SiGe), Silizium-Germaniumkarbid (SiGeC), Galliumarsenphosphid (GaAsP) oder Galliumindiumphosphid (GaInP) hergestellt. In einigen Ausführungsformen weist der Halbleiterwafer 5 eine epitaktische Schicht auf. Zum Beispiel weist der Halbleiter-wafer 5 eine epitaktische Schicht auf, die über einem Bulk-Halbleiter liegt. In einigen anderen Ausführungsformen kann der Halbleiterwafer 5 ein SOI- (Silizium auf einem Isolator) oder ein GOI-Substrat (Germanium auf einem Isolator) sein.
  • Der Halbleiterwafer 5 kann verschiedene Vorrichtungselemente aufweisen. Zu Beispielen von Vorrichtungselementen, die im Halbleiterwafer 5 ausgebildet werden, gehören Transistoren (z.B. Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET), komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS-Transistoren), Bipolartransistoren (BJT), Hochvolt-Transistoren, Hochfrequenztransistoren, p-Kanal- und/oder n-Kanal-Feldeffekttransistoren (PFETs/NFETs) usw.), Dioden und/oder andere anwendbare Elemente. Verschiedene Prozesse, wie z.B. Abscheiden, Ätzen, Implantation, Fotolithografie, Tempern und/oder andere geeignete Prozesse, werden durchgeführt, um die Vorrichtungselemente auszubilden.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Wafer-Herstellungssystem 1 eine Kammer 10, ein Prozessgaszuführmodul 20, ein Reinigungsgaszuführmodul 30, ein Waferhaltemodul 40, eine Gasquelle 50, einen Fluid enthaltenden Behälter 60, ein Hochfrequenzmodul 70, ein Gasausstoßmodul 80 und ein Steuermodul 90 auf. Zusätzliche Merkmale können dem Wafer-Herstellungssystem 1 hinzugefügt werden. Einige der nachstehend beschriebenen Merkmale können für zusätzliche Ausführungsformen des Wafer-Herstellungssystems 1 ersetzt oder eliminiert werden.
  • Die Kammer 10 ist derart ausgelegt, dass sie einen oder mehrere Halbleiterwafer 5 enthält, und ist ausgelegt, um einen Prozess am Halbleiterwafer 5 durchzuführen. In einigen Ausführungsformen weist die Kammer 10 ein unteres Gehäuse 11 und einen oberen Deckel 12 auf, der am unteren Gehäuse 11 drehbar angebracht ist und in Bezug auf das untere Gehäuse 11 drehbar ist. In einigen Ausführungsformen weist der obere Deckel 12 eine darin ausgebildete Kuppelstruktur 13 auf. Eine Innenwand des unteren Gehäuses 11 und die Kuppelstruktur 13 definieren jeweils eine untere Grenze und eine obere Grenze eines luftdichten Prozessbereichs innerhalb der Kammer 10 für eine Verarbeitung des Halbleiterwafers 5. Das untere Gehäuse 11 und die Kuppelstruktur 13 können aus einem keramischen dielektrischen Material, wie z.B. Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, hergestellt werden.
  • Das Prozessgaszuführmodul 20 ist ausgelegt, um ein Prozessgas in die Kammer 10 zu liefern. In einigen Ausführungsformen liefert das Prozessgaszuführmodul 20 ein Prozessgas in die Kammer 10 über zwei verschiedene Pfade. Zum Beispiel weist das Prozessgaszuführmodul 20 eine erste Gasleitung 22 und eine zweite Gasleitung 26 auf. Die erste Gasleitung 22 ist mit einem Duschkopf 23 verbunden, der mittig an der Kuppelstruktur 13 angeordnet ist. Ein Prozessgas von einer ersten Quelle 21 wird in die Kammer 10 über die erste Gasleitung 22 und den Duschkopf 23 geliefert. Die zweite Gasleitung 26 ist mit einem Gasring 27 verbunden, der sich in Umfangsrichtung um einen unteren Rand des oberen Deckels 12 erstreckt. Mehrere Gasdüsen 29 erstrecken sich radial vom Gasring 27 zum Prozessbereich innerhalb der Kammer 10. Ein Prozessgas von einer zweiten Quelle 25 wird in die Kammer 10 über die zweite Gasleitung 26, den Gasring 27 und die Gasdüsen 29 geliefert.
  • Obwohl die erste Gasleitung 22 und die zweite Gasleitung 26 mit verschiedenen Quellen, wie z.B. einer ersten Quelle 21 und einer zweiten Quelle 25, verbunden sind, variiert die tatsächliche Verbindung von Gasleitungen mit der Kammer 10 in Abhängigkeit von den innerhalb der Kammer 10 durchgeführten Abscheidungsprozessen, wie ein Fachmann verstehen würde. Die erste Gasleitung 22 und die zweite Gasleitung 26 können gemäß einigen anderen Ausführungsformen mit derselben Quelle verbunden sein. In einigen Ausführungsformen ist zumindest eine von der ersten Gasleitung 22 und der zweiten Gasleitung 26 mit zwei oder mehreren Quellen verbunden, und verschiedene Typen von Quellgasen werden gemischt, bevor die Gase in die Kammer 10 eingespeist werden. Die Zufuhr des Prozessgases von der ersten Quelle 21 und der ersten Gasleitung 22 kann durch das Steuermodul 90 reguliert werden.
  • Das Reinigungsgaszuführmodul 30 ist ausgelegt, um ein Reinigungsgas in die Kammer 10 zu liefern, nachdem ein Prozess am Halbleiterwafer 5 abgeschlossen wurde. In Ausführungsformen, in denen brennbare, toxische oder ätzende Gase verwendet werden, kann es wünschenswert sein, nach der Verarbeitung in der Kammer 10 verbleibendes Gas zu entfernen. In einigen Ausführungsformen weist das Reinigungsgaszuführmodul 30 eine Gasleitung 32 auf, die mit einer Gaseinlassöffnung 34, die auf einer Oberseite des oberen Deckels 12 ausgebildet ist, verbunden ist. In einigen Ausführungsformen ist, wie in 1 gezeigt, die Gaseinlassöffnung 34 derart angeordnet, dass ein Ende der ersten Gasleitung 22 darin aufgenommen wird, und der Duschkopf 23 ist derart positioniert, dass er ein Abgabeende der Gaseinlassöffnung 34 überlappt und sich fern vom Abgabeende der Gaseinlassöffnung 34 befindet. Ein Reinigungsgas von einer Quelle 31 wird in die Kammer 10 über die Gasleitung 32, die Gaseinlassöffnung 34 und einen Spalt zwischen dem Abgabeende der Gaseinlassöffnung 34 und dem Duschkopf 23 geliefert. Bei der Anordnung des Duschkopfs 23 am Abgabeende der Gaseinlassöffnung 34 kann das Reinigungsgas gleichmäßig in der Kammer 10 verteilt werden. Das Reinigungsgas kann molekulares Fluor, Stickstofftrifluorid, andere Fluorkohlenwasserstoffe oder Äquivalente aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Reinigungsgaszuführmodul 30 ferner einen Fernplasmagenerator 33 auf. Der Fernplasmagenerator 33 regt das Reinigungsgas von der Quelle 31 zu einem Plasma an und liefert das Plasma in die Kammer 10 über die Gaseinlassöffnung 34. Der Fernplasmagenerator 33 kann einen Mikrowellengenerator aufweisen. Der Fernplasmagenerator 33 und die Gaseinlassöffnung 34 können aus einem Material hergestellt werden, das gegen einen Angriff durch das Plasma beständig ist. Der Fernplasmagenerator 33 kann in der Nähe der Gaseinlassöffnung 34 angeordnet sein, um einen Energieverlust des Plasmas zu vermeiden. Ein Erzeugen des Plasmas im Fernplasmagenerator 33 ermöglicht das Verwenden eines effizienten Mikrowellengenerators und setzt Komponenten der Kammer 10 nicht der Temperatur, Strahlung oder einem Beschluss der Glimmentladung aus, die in einem in-situ gebildeten Plasma vorhanden sein können. Infolgedessen müssen verhältnismäßig empfindliche Komponenten, wie z.B. das Waferhaltemodul 40, nicht mit einem Dummy-Wafer bedeckt oder auf eine andere Weise geschützt werden, wie es bei einem in-situ-Plasmareinigungsprozess erforderlich sein kann.
  • Das Waferhaltemodul 40 ist ausgelegt, um den Halbleiterwafer 5 während der Verarbeitung zu halten. In einigen Ausführungsformen weist das Waferhaltemodul 40 eine Basis 41, einen Isolator 42, eine Wafer-Spannvorrichtung 43 und mehrere Stützstifte 45 auf. In einigen Ausführungsformen ist die Basis 41 mit einer Frequenzleistungsversorgung (HF-Leistungsversorgung) 49 elektrisch verbunden und wirkt als eine Elektrode zum Regulieren des Plasmas in der Kammer 10. Der Isolator 42 ist zwischen der Basis 41 und der Wafer-Spannvorrichtung 42 angeordnet, um die Basis 41 von der Wafer-Spannvorrichtung 43 elektrisch zu isolieren. Die Wafer-Spannvorrichtung 43 ist ausgelegt, um den Halbleiterwafer 5 zum Beispiel durch eine elektrostatische Kraft zu sichern oder zu positionieren. Die Wafer-Spannvorrichtung 43 kann aus einem Aluminiumoxid oder einem Aluminiumkeramikmaterial hergestellt sein. Eine thermische Diode (in FIG. nicht dargestellt) kann auf der Wafer-Spannvorrichtung 43 befestigt sein, um eine Wafertemperatur zu überwachen, indem zum Beispiel thermische Strahlung der Wafer-Spannvorrichtung 43 detektiert wird. Die Stützstifte 45 sind ausgelegt, um den Halbleiterwafer 5 zu stützen, wenn der Halbleiterwafer 5 auf die Wafer-Spannvorrichtung 43 durch einen Roboterarm (in FIG. nicht dargestellt) geladen und von ihm entnommen wird. Die Stützstifte 34 fahren zurück zu der Wafer-Spannvorrichtung 43, um den Halbleiterwafer 5 auf einer oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung 43 anzuordnen.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Wafer-Spannvorrichtung 43, die entlang einer Linie A-A von 1 gezeichnet ist. In einigen Ausführungsformen weist Die Wafer-Spannvorrichtung 43 mehrere Einlassöffnungen oder Auslassöffnungen zum Eingriff von Leitungen mit der Wafer-Spannvorrichtung 43 oder zum Erleichtern des Eindringens oder Austritts des Fluids in den/aus der Wafer-Spannvorrichtung 43 auf. Zum Beispiel weist Die Wafer-Spannvorrichtung 43 zwei Gaseinlassöffnungen, wie z.B. eine erste Gaseinlassöffnung 51 und eine zweite Einlassöffnung 55, auf. Außerdem weist Die Wafer-Spannvorrichtung 43 eine Fluideinlassöffnung 61 und eine Fluidauslassöffnung 62 auf. In einigen Ausführungsformen sind, wie in 1 dargestellt, die erste Gaseinlassöffnung 51 und die zweite Gaseinlassöffnung 55 (lediglich die erste Gaseinlassöffnung 51 ist in 1 gezeigt) mit der Gasquelle 50 fluidmäßig verbunden. Ein gasförmiges Material 59, wie z.B. Helium, wird der Wafer-Spannvorrichtung 43 über die erste Gaseinlassöffnung 51 und die zweite Gaseinlassöffnung 55 zugeführt. Außerdem sind die Fluideinlassöffnung 61 und die Fluidauslassöffnung 62 mit einem Fluid enthaltenden Behälter 60 fluidmäßig verbunden. Ein Fluidmedium 69, wie z.B. Glykol, aus dem Fluid enthaltenden Behälter 60 wird an eine Fluidführungsstruktur 63, die in der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet ist, über die Fluideinlassöffnung 61 geliefert, und wird über die Fluidauslassöffnung 62 zum Fluid enthaltenden Behälter 60 zurückgeführt. Der Fluid enthaltende Behälter 60 kann einen Wärmetauscher (in FIG. nicht dargestellt) aufweisen, um das Fluidmedium 69 abzukühlen oder zu erhitzen. Die Zufuhr des gasförmigen Materials von der Gasquelle 50 und die Zufuhr des Fluidmediums aus dem Fluid enthaltenden Behälter 60 können durch das Steuermodul 90 reguliert werden.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Wafer-Spannvorrichtung 43, die entlang einer Linie B-B von 2 gezeichnet ist, und 4 zeigt eine Querschnittsansicht der Wafer-Spannvorrichtung 43, die entlang einer Linie C-C von 2 gezeichnet ist. In einigen Ausführungsformen wird Die Wafer-Spannvorrichtung 43 auf dem Isolator 42 angeordnet. Ein O-Ring 46 wird in einer ringförmigen Aussparung 460 angeordnet, die auf einer unteren Fläche 432 der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet ist. Der O-Ring 46 ist ausgelegt, um einen Leck von Fluid oder Gas von der ersten Gaseinlassöffnung 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55, der Fluideinlassöffnung 61 und der Fluidauslassöffnung 62 zu verhindern. Der Isolator 42 kann auch mehrere Durchgangslöcher aufweisen, wie z.B. Durchgangslöcher 421 bis 424. Die Durchgangslöcher 421 bis 424 sind jeweils mit einem unteren Ende der ersten Gaseinlassöffnung 51, der zweiten Gaseinlassöffnung 55, der Fluideinlassöffnung 61 bzw. der Fluidauslassöffnung 62 verbunden, um eine Einführung der Gasleitung oder Fluidleitung (in FIG. nicht dargestellt) zu ermöglichen, die mit der ersten Gaseinlassöffnung 51 und er zweiten Gaseinlassöffnung 55, der Fluideinlassöffnung 61 und der Fluidauslassöffnung 62 verbunden sind.
  • Strukturmerkmale der Wafer-Spannvorrichtung 43 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen sind, wie in 2 dargestellt, die zwei Gaseinlassöffnungen 51 und 55 benachbart zu einem Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet. Eine Referenzlinie L verläuft zwischen den zwei Gaseinlassöffnungen 51 und 55 und durch eine Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Die Referenzlinie L kann zu einer Leitung, die die zwei Einlassöffnungen 51 und 55 verbindet, senkrecht sein.
  • In einigen Ausführungsformen sind die zwei Gaseinlassöffnungen 51 und 55 fluidmäßig mit Nuten verbunden, die auf einer oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet sind. Zum Beispiel sind, wie in 3 dargestellt, eine innere ringförmige Nut 435 und eine äußere ringförmige Nut 437 auf der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet. Die innere ringförmige Nut 435 und die äußere ringförmige Nut 437 sind jeweils in einer ringförmigen Form ausgebildet und in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet. Die äußere ringförmige Nut 437 umgibt die innere ringförmige Nut 435 und ist weiter weg von der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet als die innere ringförmige Nut 435.
  • Die erste Gaseinlassöffnung 51 kann mit der inneren ringförmigen Nut 435 über mehrere Gaskanäle, die in der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet sind, fluidmäßig verbunden sein. Zum Beispiel weist, wie in 3 dargestellt, Die Wafer-Spannvorrichtung 43 einen ersten unteren Kanal 52, einen ersten oberen Kanal 53 und einen ersten ringförmigen Kanal 54 auf. Der erste untere Kanal 52 erstreckt sich vertikal in die Wafer-Spannvorrichtung 43, wobei ein unteres Ende mit der ersten Gaseinlassöffnung 51 verbunden ist. Der erste ringförmige Kanal 54 ist unterhalb der inneren ringförmigen Nut 435 ausgebildet und mit der inneren ringförmigen Nut 435 über mehrere Öffnungen 436, die auf einer Unterseite der inneren ringförmigen Nut 435 ausgebildet sind, fluidmäßig verbunden. Der erste obere Kanal 53 erstreckt sich geneigt in Bezug auf den ersten unteren Kanal 52 und verbindet den ersten unteren Kanal 52 mit dem ersten ringförmigen Kanal 54. Von daher kann, wenn eine Gasleitung (in FIG. nicht dargestellt) mit der ersten Gaseinlassöffnung 51 verbunden ist, ein gasförmiges Material zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 über den ersten unteren Kanal 52, den ersten oberen Kanal 53, den ersten ringförmigen Kanal 54, die Öffnungen 436 und die innere ringförmige Nut 435 abgegeben werden.
  • Die zweite Gaseinlassöffnung 55 kann mit der äußeren ringförmigen Nut 437 über mehrere Gaskanäle, die in der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet sind, fluidmäßig verbunden sein. Zum Beispiel weist, wie in 4 dargestellt, Die Wafer-Spannvorrichtung 43 einen zweiten unteren Kanal 56, einem zweiten oberen Kanal 57 und einen zweiten ringförmigen Kanal 58 auf. Der zweite untere Kanal 56 erstreckt sich vertikal in die Wafer-Spannvorrichtung 43, wobei ein unteres Ende mit der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verbunden ist. Der zweite ringförmige Kanal 58 ist unterhalb der äußeren ringförmigen Nut 437 ausgebildet und mit der äußeren ringförmigen Nut 437 über mehrere Öffnungen 438, die auf einer Unterseite der äußeren ringförmigen Nut 437 ausgebildet sind, fluidmäßig verbunden. Der zweite obere Kanal 57 erstreckt sich geneigt in Bezug auf den zweiten unteren Kanal 56 und verbindet den zweiten unteren Kanal 56 mit dem zweiten ringförmigen Kanal 58. Von daher kann, wenn eine Gasleitung (in FIG. nicht dargestellt) mit der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verbunden ist, ein gasförmiges Material zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 über den zweiten unteren Kanal 56, den zweiten oberen Kanal 57, den zweiten ringförmigen Kanal 58, die Öffnungen 438 und die äußere ringförmige Nut 437 abgegeben werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 weist in einigen Ausführungsformen Die Wafer-Spannvorrichtung 43 eine Fluidführungsstruktur 63 auf, die darin zum Führen eines Flusses eines Fluidmediums in der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet ist. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die Fluidführungsstruktur 63 in der gleichen Höhe der Wafer-Spannvorrichtung 43, die von einer oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 entfernt ist. Die Fluidführungsstruktur 63 erstreckt sich von einem ersten Endkanal E1 und endet an einem zweiten Endkanal E2. Der erste Endkanal E1 ist mit der Fluideinlassöffnung 61 fluidmäßig verbunden, und der zweite Endkanal E2 ist mit der Fluidauslassöffnung 62 fluidmäßig verbunden. Zwischen dem ersten Endkanal E1 und dem zweiten Endkanal E2 sind mehrere bogenförmige Kanäle, wie z.B. ein erster bogenförmiger Kanal A1, ein zweiter bogenförmiger Kanal A2, ein dritter bogenförmiger Kanal A3 und ein vierter bogenförmiger Kanal A4, und mehrere Verbindungskanäle, wie z.B. ein erster Verbindungskanal C1, ein zweiter Verbindungskanal C2 und ein dritter Verbindungskanal C3, vorhanden. Obwohl 2 vier bogenförmige Kanäle und drei Verbindungskanäle darstellt, kann die Fluidführungsstruktur 63 eine beliebige Anzahl von bogenförmigen Kanälen und Verbindungskanälen aufweisen. In einer Ausführungsform beträgt die Anzahl von bogenförmigen Kanälen weniger als 5.
  • In einigen Ausführungsformen ist ein stromaufwärtiges Ende des ersten bogenförmigen Kanals A1 mit einem stromabwärtigen Ende des ersten Endkanals E1 verbunden und erstreckt sich in Umfangsrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43. Ein Bogenwinkel des ersten bogenförmigen Kanals A1 in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 ist größer als 180 Grad, zum Beispiel liegt der Bogenwinkel des ersten bogenförmigen Kanals A1 in einem Bereich von ungefähr 330 Grad bis ungefähr 355 Grad.
  • Der zweite bogenförmige Kanal A2 ist an einer Innenseite (d.h. einer Seite, die sich näher der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 befindet) des ersten bogenförmigen Kanals A1 angeordnet. Der zweite bogenförmige Kanal A2 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43. Ein Bogenwinkel des zweiten bogenförmigen Kanals A2 kann kleiner sein als der Bogenwinkel des ersten bogenförmigen Kanals A1. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Bogenwinkel des zweiten bogenförmigen Kanals A2 in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 größer als 180 Grad, zum Beispiel liegt der Bogenwinkel des zweiten bogenförmigen Kanals A2 in einem Bereich von ungefähr 300 Grad bis ungefähr 330 Grad.
  • In einigen Ausführungsformen sind, wie aus der in 2 gezeigten Draufsicht ersichtlich, die Stützstifte 45 zwischen dem ersten bogenförmigen Kanal A1 und dem zweiten bogenförmigen Kanal A2 positioniert und sind derart angeordnet, dass eine Störung zwischen den Stützstiften 45 und dem ersten bogenförmigen Kanal A1 oder dem zweiten bogenförmigen Kanal A2 nicht auftritt. Außerdem sind, wie aus der in 2 gezeigten Draufsicht ersichtlich, die erste Gaseinlassöffnung 51 und die zweite Gaseinlassöffnung 55 zwischen dem ersten bogenförmigen Kanal A1 und dem zweiten bogenförmigen Kanal 2 positioniert und sind derart angeordnet, dass Wärme aus Bereichen der Wafer-Spannvorrichtung 43, die die erste Gaseinlassöffnung 51 und die zweite Gaseinlassöffnung 55 umgeben, effizient abgeführt werden kann. Einzelheiten des Prozesses zum Abkühlen der Wafer-Spannvorrichtung werden in einem Verfahren in Verbindung mit 9 beschrieben.
  • Der dritte bogenförmige Kanal A3 ist an einer Innenseite des zweiten bogenförmigen Kanals A2 angeordnet. Der dritte bogenförmige Kanal A3 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43. Ein Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Kanals A3 kann kleiner sein als der Bogenwinkel des zweiten bogenförmigen Kanals A2. In einem Ausführungsbeispiel ist der Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Kanals A3 in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 größer als 180 Grad, zum Beispiel liegt der Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Kanals A3 in einem Bereich von ungefähr 200 Grad bis ungefähr 230 Grad.
  • Der vierte bogenförmige Kanal A4 ist an einer Innenseite des dritten bogenförmigen Kanals A3 angeordnet. Der vierte bogenförmige Kanal A4 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43. Ein Bogenwinkel des vierten bogenförmigen Kanals A4 kann größer sein als der Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Kanals A3. In einem Ausführungsbeispiel ist der Bogenwinkel des vierten bogenförmigen Kanals A4 in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 größer als 180 Grad, zum Beispiel liegt der Bogenwinkel des vierten bogenförmigen Kanals A4 in einem Bereich von ungefähr 250 Grad bis ungefähr 300 Grad.
  • Der erste Verbindungskanal C1 verbindet ein stromabwärtiges Ende des ersten bogenförmigen Kanals A1 mit einem stromaufwärtigen Ende des zweiten bogenförmigen Kanals A2. Der zweite Verbindungskanal C2 verbindet ein stromabwärtiges Ende des zweiten bogenförmigen Kanals A2 mit einem stromaufwärtigen Ende des dritten bogenförmigen Kanals A3. Der zweite Verbindungskanal C2 kann unmittelbar benachbart zur Fluideinlassöffnung 61 angeordnet sein. Der dritte Verbindungskanal C3 verbindet ein stromabwärtiges Ende des dritten bogenförmigen Kanals A3 mit einem stromaufwärtigen Ende des vierten bogenförmigen Kanals A4. Der dritte Verbindungskanal C3 kann unmittelbar benachbart zur Fluidauslassöffnung 62 angeordnet sein. Ein stromabwärtiges Ende des vierten bogenförmigen Kanals A4 ist mit einem Ende des zweiten Endkanals E2 verbunden.
  • Der erste Verbindungskanal C1, der zweite Verbindungskanal C2 und der dritte Verbindungskanal C3 können sich in einer Richtung erstrecken, die zu einer Radialrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 parallel ist oder in Bezug auf die Radialrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 geneigt ist. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der erste Verbindungskanal C1 in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Radialrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 ist. In einer solchen Ausführungsform ist der erste Verbindungskanal C1 senkrecht zum ersten bogenförmigen Kanal A1 und dem zweiten bogenförmigen Kanal A2.
  • Außerdem erstreckt sich der zweite Verbindungskanal C2 in einer Richtung, die in Bezug auf die Radialrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 geneigt ist. Insbesondere bildet der zweite Verbindungskanal C2 einen spitzen Winkel in Bezug auf den zweiten bogenförmigen Kanal A2, und der zweite Verbindungskanal C2 bildet einen stumpfen Winkel in Bezug auf den dritten bogenförmigen Kanal A3. Von daher kann das Fluidmedium eine langsamere Durchflussrate beim Durchgang durch einen Schnittpunkt des zweiten bogenförmigen Kanals A2 und des zweiten Verbindungskanals C2 aufweisen als jene des Fluidmediums beim Durchgang durch andere Kanäle. Des Weiteren kann das Fluidmedium eine schnellere Durchflussrate beim Durchgang durch einen Schnittpunkt des dritten bogenförmigen Kanals A3 und des zweiten Verbindungskanals C2 aufweisen als jene des Fluidmediums beim Durchgang durch andere Kanäle. Der dritte Verbindungskanal C3 kann sich in Radialrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 erstrecken.
  • In einigen Ausführungsformen kann für eine Zufuhr eines Kühlmittels zum Abkühlen der Wafer-Spannvorrichtung 43 das Kühlmittel in der Fluideinlassöffnung 61 eine niedrigere Temperatur aufweisen als das Kühlmittel in der Fluidauslassöffnung 62. Bei verschiedenen Schnittwinkeln der Verbindungskanäle kann das Fluidmedium im zweiten Verbindungskanal C2 durch eine niedrigere Temperatur, die durch die Fluideinlassöffnung 61 erzeugt wird, abgekühlt werden, und das Fluidmedium im dritten Verbindungskanal C3 wird durch eine höhere Temperatur, die durch die Fluidauslassöffnung 62 erzeugt wird, möglicherweise nicht erhitzt.
  • In einigen Ausführungsformen ist, wie in 2 gezeigt, ein fächerförmiger Abschnitt 434 auf der Wafer-Spannvorrichtung 43 definiert, wie aus einer Draufsicht ersichtlich. Der fächerförmige Abschnitt 434 ist ein kreisförmiger Abschnitt, der durch eine erste Grenzlinie B1, eine zweite Grenzlinie B2 und einen am Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordneten Bogen umgeben wird. Der Mittelpunktwinkel α1 des fächerförmigen Abschnitts 434 beträgt von ungefähr 270 Grad bis ungefähr 300 Grad. Die erste Gaseinlassöffnung 51 und die zweite Gaseinlassöffnung 55 sind unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet, und die zwischen den ersten Gaseinlassöffnungen 51 und 55 verlaufende Referenzlinie L bildet eingeschlossene Winkel α2 und α3 mit der ersten Grenzlinie B1 und der zweiten Grenzlinie B2. Der Winkel α2 ist dem Winkel α2 gleich. In einem Ausführungsbeispiel liegen die Winkel α2 und α3 in einem Bereich von ungefähr 120 Grad bis ungefähr 150 Grad.
  • In einigen Ausführungsformen sind alle der Kanäle der Fluidführungsstruktur 63, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet sind, mit einer Bogenform ausgebildet und stellen einen Abschnitt eines Kreises dar. Zum Beispiel sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet sind, Teile von Kreisen mit verschiedenen Radien.
  • In einigen Ausführungsformen sind alle der Kanäle der Fluidführungsstruktur 63, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet sind, in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet. Zum Beispiel sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet sind, in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet.
  • In einigen Ausführungsformen sind alle der Kanäle der Fluidführungsstruktur 63, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet sind, in Bezug auf die Referenzlinie L, die zwischen den ersten Gaseinlassöffnungen 51 und 55 verläuft, symmetrisch angeordnet. Zum Beispiel sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet sind, in Bezug auf die Referenzlinie L, die zwischen den ersten Gaseinlassöffnungen 51 und 55 verläuft, symmetrisch angeordnet. Mit anderen Worten weisen Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die auf zwei Seiten der Referenzlinie L angeordnet sind, die gleiche Bogenlänge von der Referenzlinie L zu einer von der ersten Grenzlinie B1 oder der zweiten Grenzlinie B2 auf.
  • In einigen Ausführungsformen sind alle der Kanäle, die sich nicht in Umfangsrichtung der Wafer-Spannvorrichtung 43 erstrecken, außerhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet. Zum Beispiel sind der erste Verbindungskanal C1, der zweite Verbindungskanal C2, der dritte Verbindungskanal C3, der erste Endkanal E1 und der zweite Endkanal E2 nicht unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet. Außerdem sind die Fluideinlassöffnung 61 und die Fluidauslassöffnung 62 außerhalb des fächerförmigen Abschnitts 434 angeordnet.
  • In einigen Ausführungsformen sind der erste bogenförmige Kanal A1, der zweite bogenförmige Kanal A2, der dritte bogenförmige Kanal A3 und der vierte bogenförmige Kanal A4 voneinander durch verschiedene Pitches beabstandet. Zum Beispiel ist, wie in 3 dargestellt, der erste bogenförmige Kanal A1 vom zweiten bogenförmigen Kanal A2 durch einen ersten Pitch P1 beabstandet, der zweite bogenförmige Kanal A2 ist vom dritten bogenförmigen Kanal A3 durch einen zweiten Pitch P2 beabstandet, und der dritte bogenförmige Kanal A3 ist vom vierten bogenförmigen Kanal A4 durch einen dritten Pitch P3 beabstandet. Der erste Pitch P1 ist größer als der zweite Pitch P2, und der zweite Pitch P2 ist größer als der dritte Pitch P3. In einem Ausführungsbeispiel liegt der erste Pitch P1 in einem Bereich von ungefähr 38 mm bis ungefähr 45 mm, zum Beispiel beträgt der erste Pitch P1 42,14 mm. In einem Ausführungsbeispiel liegt der zweite Pitch P2 in einem Bereich von ungefähr 28 mm bis ungefähr 35 mm, zum Beispiel beträgt der zweite Pitch P2 28,84 mm. In einem Ausführungsbeispiel liegt der dritte Pitch P3 in einem Bereich von ungefähr 20 mm bis ungefähr 25 mm, zum Beispiel beträgt der dritte Pitch P3 23,86 mm.
  • In einigen Ausführungsformen ist der äußerste Kanal der Fluidführungsstruktur 63 vom Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 durch einen Abstand beabstandet, der größer als O ist. Zum Beispiel ist, wie in 3 dargestellt, der erste bogenförmige Kanal A1 vom Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 um einen Abstand Po entfernt. Der Abstand Po liegt in einem Bereich von ungefähr 10 mm bis ungefähr 15 mm, zum Beispiel 12 mm. Durch derartiges Anordnen des ersten bogenförmigen Kanals A1, dass er vom Umgang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 beabstandet ist, wird die Temperaturgleichmäßigkeit im Umfangsbereich der Wafer-Spannvorrichtung 32 verbessert. In einigen Ausführungsformen ist, wie in 3 dargestellt, der erste bogenförmige Kanal A1 unterhalb eines vertikalen Vorsprungs der inneren ringförmigen Nut 435 angeordnet. Wie aus der in 3 gezeigten Draufsicht ersichtlich, befindet sich die äußere ringförmige Nut 437 näher dem Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 als der erste bogenförmige Kanal A1.
  • In einigen Ausführungsformen weist jeder von dem ersten Verbindungskanal C1, dem zweiten Verbindungskanal C2 und dem dritten Verbindungskanal C3 eine Länge auf, die im Wesentlichen gleich dem Pitch zwischen den bogenförmigen Kanälen ist, die an ihren zwei Enden verbunden sind. Zum Beispiel weist der erste Verbindungskanal C1 eine Länge auf, die dem ersten Pitch P1 gleicht, der zweite Verbindungskanal C2 weist eine Länge auf, die dem zweiten Pitch P2 gleicht, und der dritte Verbindungskanal C3 weist eine Länge auf, die dem dritten Pitch P3 gleicht. Mit anderen Worten ist die Länge des ersten Verbindungskanals C1 größer als die Länge des zweiten Verbindungskanals C2, und die Länge des zweiten Verbindungskanals C2 ist größer als die Länge des dritten Verbindungskanals C3.
  • Da der Halbleiterwafer 5 am Mittelbereich eine höhere Temperatur aufweist als jene des Umfangsbereichs des Halbleiterwafers 5 besteht in einigen Ausführungsformen, aufgrund der Ausgestaltung eines schrittweise steigenden Pitches in einer Richtung weg von der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43, eine höhere Wärmeaustauschrate am Bereich in der Nähe der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 im Vergleich mit der Austauschrate am Bereich, der zum Umfang 430 der Wafer-Spannvorrichtung 43 benachbart ist.
  • In einigen Ausführungsformen weist die Fluideinlassöffnung 61 eine Breite W1 auf (siehe 3). In einer Ausführungsform liegt die Breite W1 in einem Bereich von ungefähr 25 mm bis ungefähr 30 mm, zum Beispiel beträgt die Breite W1 ungefähr 28 mm. Die Fluidauslassöffnung 62 kann dieselbe Breite aufweisen wie die Fluideinlassöffnung 61. In einigen Ausführungsformen weist die Fluidführungsstruktur 63 eine gleichmäßige Abmessung für jeden Kanal auf und weist eine Breite (oder einen Durchmesser) auf, die größer ist als eine Tiefe. Zum Beispiel weist, wie in 3 dargestellt, der zweite Endkanal E2 eine Tiefe D in einem Bereich von ungefähr 8 mm bis ungefähr 12 mm, zum Beispiel beträgt die Tiefe D ungefähr 8 mm; und der zweite Endkanal E2 weist eine Breite (oder einen Durchmesser) W2 in einem Bereich von ungefähr 8 mm bis ungefähr 12 mm, zum Beispiel beträgt die Breite W2 ungefähr 12 mm.
  • Gemäß einem Versuchsergebnis zeigt sich, wie in 5 dargestellt, bei einem Kanal, der eine Tiefe D von ungefähr 8 mm und eine Breite W2 von ungefähr 12 mm aufweist, die kleinste Filmdickengleichmäßigkeit. Die Gleichmäßigkeit der Filmdicke erfüllt die folgende Gleichung: ( T Max − T Min ) / 2 * T avg * 100 %
    Figure DE102020107215A1_0001
    wobei TMax eine maximale Dicke ist, die auf der Waferoberfläche gemessen wird, TMin eine minimale Dicke ist, die auf der Waferoberfläche gemessen wird, und Tavg eine durchschnittliche Dicke ist, die auf der Waferoberfläche gemessen wird. Eine geringere Gleichförmigkeit der Filmdicke kann eine bessere Leistungsfähigkeit von Halbleitervorrichtungen bieten.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Waferhaltemoduls 40a gemäß einigen Ausführungsformen. Das Waferhaltemodul 40a ist dem in 2 gezeigten Waferhaltemodul 40 ähnlich und gleiche Komponenten weisen gleiche Bezugszeichen auf. Unterschiede zwischen dem Waferhaltemodul 40a und dem Waferhaltemodul 40 umfassen die Tatsache, dass das Waferhaltemodul 40a die zwei Gaseinlassöffnungen 51 und 55 durch zwei Gaseinlassöffnungen 51a und 55a ersetzt.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Gaseinlassöffnung 51a und die Gaseinlassöffnung 55a benachbart zu einem Umfang 430a der Wafer-Spannvorrichtung 43a angeordnet. Eine Referenzlinie L verläuft zwischen den zwei Gaseinlassöffnungen 51a und 55a und durch die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Die Referenzlinie L kann zu einer Linie, die die zwei Einlassöffnungen 51a und 55a verbindet, senkrecht sein. In einigen Ausführungsformen sind die zwei Gaseinlassöffnungen 51a und 55a mit Nuten, wie z.B. der inneren ringförmigen Nut 435 und der äußeren ringförmigen Nut 437, wie in 3 dargestellt, die auf einer oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet sind, fluidmäßig verbunden. Die Gaseinlassöffnungen 51a und 55a sind unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434a der Wafer-Spannvorrichtung 43a angeordnet, und die zwischen den Gaseinlassöffnungen 51a und 55a verlaufende Referenzlinie L bildet eingeschlossene Winkel α5 und a6 mit der ersten Grenzlinie B1 und der zweiten Grenzlinie B2. Der Winkel α5 ist vom Winkel α6 verschieden. In einem Ausführungsbeispiel liegt der Winkel α5 in einem Bereich von ungefähr 120 Grad bis ungefähr 150 Grad, und der Winkel α6 liegt in einem Bereich von ungefähr 30 Grad bis ungefähr 60 Grad.
  • In der in 6 dargestellten Ausführungsform sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434a angeordnet sind, in Bezug auf die Referenzlinie L, die zwischen den Gaseinlassöffnungen 51a und 55a verläuft, asymmetrisch angeordnet. Mit anderen Worten weisen Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2, dem dritten bogenförmigen Kanal A3 und dem vierten bogenförmigen Kanal A4, die auf zwei Seiten der Referenzlinie L angeordnet sind, verschiedene Bogenlängen von der Referenzlinie L zur ersten Grenzlinie B1 oder von der Referenzlinie L zur zweiten Grenzlinie B2 auf.
  • 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Waferhaltemoduls 40b gemäß einigen Ausführungsformen. Das Waferhaltemodul 40b ist dem in 2 gezeigten Waferhaltemodul 40 ähnlich und gleiche Komponenten weisen gleiche Bezugszeichen auf. Unterschiede zwischen dem Waferhaltemodul 40b und dem Waferhaltemodul 40 umfassen die Tatsache, dass das Waferhaltemodul 40b die Fluidführungsstruktur 63 durch eine Fluidführungsstruktur 63b ersetzt und die Fluideinlassöffnung 61 und die Fluidauslassöffnung 62 durch eine Fluideinlassöffnung 61b und eine Fluidauslassöffnung 62b ersetzt.
  • Die Fluideinlassöffnung 61b ist benachbart zu einem Umfang 430b der Wafer-Spannvorrichtung 43b angeordnet, und die Fluidauslassöffnung 62b ist an einer Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43b angeordnet. In einigen Ausführungsformen wird die Fluidführungsstruktur 63b mit einer Spiralform ausgebildet und weist mehrere bogenförmigen Kanäle auf, wie z.B. einen ersten bogenförmigen Kanal A1b, einen zweiten bogenförmigen Kanal A2b, einen dritten bogenförmigen Kanal A3b, einen vierten bogenförmigen Kanal A4b und einen fünften bogenförmigen Kanal A5b auf. Ein stromaufwärtiges Ende des ersten bogenförmigen Kanals A1b ist mit der Fluideinlassöffnung 61b verbunden, und ein stromabwärtiges Ende des fünften bogenförmigen Kanals A5b ist mit der Fluidauslassöffnung 62b verbunden. Der zweite bogenförmige Kanal A2b, der dritte bogenförmige Kanal A3b, der vierte bogenförmige Kanal A4 erstrecken sich nacheinander vom ersten bogenförmigen Kanal A1b zum fünften bogenförmigen Kanal A5b.
  • In einigen Ausführungsformen weist jeder von dem ersten bogenförmigen Kanal A1b, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2b, dem dritten bogenförmigen Kanal A3b, dem vierten bogenförmigen Kanal A4b und dem fünften bogenförmigen Kanal A5b einen Mittelpunktwinkel von ungefähr 360 Grad auf. Außerdem sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1b, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2b, dem dritten bogenförmigen Kanal A3b, dem vierten bogenförmigen Kanal A4b und dem fünften bogenförmigen Kanal A5b, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434b der Wafer-Spannvorrichtung 43b angeordnet sind, mit einer Bogenform ausgebildet. Des Weiteren sind Abschnitte jedes von dem ersten bogenförmigen Kanal A1b, dem zweiten bogenförmigen Kanal A2b, dem dritten bogenförmigen Kanal A3b, dem vierten bogenförmigen Kanal A4b und dem fünften bogenförmigen Kanal A5b, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts 434b der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeordnet sind, in Bezug auf die Referenzlinie L, die zwischen den Gaseinlassöffnungen 51b und 55b verläuft, asymmetrisch angeordnet. Die Gaseinlassöffnungen 51b und 55b können eine ähnliche Ausgestaltung aufweisen wie die erste Gaseinlassöffnung 51 und 55.
  • 8 zeigt eine Draufsicht auf Teilelemente eines Wafer-Herstellungssystems gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen weist die zweite Gasleitung 26 einen Endabschnitt auf, der mit dem Gasring 27 in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet ist, und die zweite Gasleitung 26 ist mit dem Gasring 27 über eine Röhre 28 verbunden. Der Endabschnitt der zweiten Gasleitung 26 weist eine Breite D1 auf und der Gasring 27 weist eine Breite D2 auf. In einigen Ausführungsformen ist die Breite D1 von der Breite D2 verschieden. Zum Beispiel beträgt die Breite D1 ungefähr 10 mm und die Breite D2 beträgt ungefähr 12 mm, was eine Geschwindigkeitsgleichmäßigkeit des Prozessgases, das von den Gasdüsen 29 zugeführt wird, wesentlich verbessert.
  • In einigen Ausführungsformen verläuft, wie in 8 dargestellt, eine Verlängerungslinie EL der Röhre 29 durch die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Ein eingeschlossener Winkel α7 der Verlängerungslinie EL und der Referenzlinie L zwischen der ersten Gaseinlassöffnung 51 und 55 beträgt ungefähr 30 Grad bis ungefähr 50 Grad. In einigen Ausführungsformen liefern die Gasdüsen 29, die näher der Röhre 28 angeordnet sind, ein Prozessgas mit einer höheren Geschwindigkeit im Vergleich mit anderen Gasdüsen 29, die von der Röhre 28 entfernt sind. Unterschiede bei der Geschwindigkeit des Prozessgases können zu einer uneinheitlichen Dickengleichförmigkeit führen. Da jedoch ein stromaufwärtiger Abschnitt A1U des ersten bogenförmigen Kanals A1, der ein Kühlmedium befördert, welches gerade in die Fluidführungsstruktur 63 eindringt, benachbart zur Röhre 28 angeordnet ist, kann ein Bereich des Halbleiterwafers 5, der über dem stromaufwärtigen Abschnitt A1U des ersten bogenförmigen Kanals A1 angeordnet ist, eine Temperatur aufweisen, die ein wenig niedriger ist als Temperatur in anderen Bereichen. Folglich wird eine Filmaufwachsrate optimal geregelt und die Filmdickengleichförmigkeit ist verbessert.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird in einigen Ausführungsformen das Hochfrequenzmodul 70 ausgelegt, und HF-Felder zu erzeugen, um Plasma in der Kamer 10 anzuregen. In einigen Ausführungsformen weist das Hochfrequenzmodul 70 eine Hochfrequenzquelle 71, eine obere Elektrode 72 und mehrere Induktionsspulen 73 auf. Die Hochfrequenzquelle 71 kann mit dem Steuermodul 90 verbunden sein. Das Steuermodul 90 ist betriebsfähig, um die von der Hochfrequenzquelle 71 ausgegebene Leistung zu modulieren und den richtigen Leistungsbetrag an die obere Elektrode 72 und die Induktionsspulen 73 zur Plasmaerzeugung zu liefern. Die Wafer-Spannvorrichtung 43 wird auch durch eine HF-Leistungsversorgung 49 HF-vorgespannt. Die HF-Leistungsversorgung 49 kann mit dem Steuermodul 90 verbunden sein. Das Steuermodul 90 ist betriebsfähig, um die von der HF-Leistungsversorgung 49 ausgegebene Leistung zu modulieren und den geeigneten Leistungsbetrag an die Wafer-Spannvorrichtung 43 zu liefern.
  • Das Gasausstoßmodul 80 ist ausgelegt, um die gasförmigen Materialien oder Plasma in der Kammer 10 zu entfernen. In einigen Ausführungsformen weist das Gasausstoßmodul 80 eine Ausstoßleitung 81 und eine Pumpe 82 auf. Die Ausstoßleitung 81 ist mit dem unteren Abschnitt der Kammer 10 verbunden. Die Ausstoßleitung 81 kann aus Quarz, SiC, Si oder einem beliebigen anderen geeigneten Material hergestellt werden, das üblicherweise in der Technik verwendet wird. Die Pumpe 82 wird mit der Ausstoßleitung 81 verbunden und ist ausgelegt, um den Ausstoßfluss von der Kammer 10 zu erzeugen. Die Durchflussrate des Ausstoßflusses in der Ausstoßleitung 81 kann durch Steuern der Ausgangsleistung der Pumpe 92 gemäß einem vom Steuermodul 90 ausgegebenen Steuersignal eingestellt werden. Die Pumpe 82 kann eine turbo-molekulare Pumpe aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Das Steuermodul 90 steuert und lenkt die Herstellungswerkzeuge, wie z.B. die Kammer 10, das Prozessgaszuführmodul 20, das Reinigungsgaszuführmodul 30, das Hochfrequenzmodul 70 und das Gasausstoßmodul 80, um verschiedene Prozesse, die am Filmabscheidungsprozess beteiligt sind, zu starten und zu stoppen. Das Steuermodul 90 steuert außerdem die Zufuhr des gasförmigen Materials von der Gasquelle 50 und die Zufuhr des Fluidmediums vom Fluid enthaltenden Behälter 60.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Steuermodul 90 einen Prozessor 91 und einen Speicher 92 auf. Der Prozessor 91 ist angeordnet, um einen oder mehrere Sätze von Befehlen, die im Speicher 92 gespeichert sind, auszuführen und/oder zu interpretieren. In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 91 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Multiprozessor, ein verteiltes Verarbeitungssystem, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder eine geeignete Verarbeitungseinheit. Der Speicher 92 weist einen Direktzugriffsspeicher oder eine andere dynamische Speichervorrichtung zum Speichern von Daten und/oder Befehlen zur Ausführung durch den Prozessor 91 auf. In einigen Ausführungsformen wird der Speicher 92 zum Speichern vorübergehender Variablen oder anderer Zwischeninformationen während der Ausführung von Befehlen, die durch den Prozessor 91 auszuführen sind, verwendet. In einigen Ausführungsformen weist der Speicher 92 außerdem einen Festwertspeicher oder eine andere statische Speichervorrichtung zum Speichern von statischen Informationen und Befehlen für den Prozessor 91 auf. In einigen Ausführungsformen ist Speicher 92 ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, ein Infrarot- und/oder ein Halbleitersystem (oder eine Vorrichtung oder ein Bauelement). Zum Beispiel weist der Speicher 92 einen Halbleiter- oder Festkörperspeicher, ein Magnetband, eine entfernbare Computerdiskette, einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), eine starre Magnetplatte und/oder eine optische Platte auf. In einigen Ausführungsformen, die optische Platten verwenden, weist der Speicher 92 eine CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory), eine CD-R/W (Compact Disc Read/Write) und/oder eine DVD (Digital Video Disc) auf.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren S100 zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers 5 zeigt, gemäß einigen Ausführungsformen. Zur Veranschaulichung wird das Ablaufdiagramm zusammen mit den in 1 bis 8 und 10 dargestellten schematischen Ansichten beschrieben. Zusätzliche Vorgänge können für andere Ausführungsformen des Verfahrens vor, während und nach dem Verfahren S100 bereitgestellt werden, und einige der beschriebenen Vorgänge können ersetzt oder eliminiert werden.
  • Das Verfahren S100 beginnt bei Vorgang S110, in dem der Halbleiterwafer 5 auf die obere Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 geladen wird. In einigen Ausführungsformen wird der Halbleiterwafer 5 in die Kammer 10 durch einen Roboterarm (in FIG. nicht dargestellt) bewegt. Der Roboterarm ordnet den Halbleiterwafer 5 auf den Stützstiften 45 an und bewegt sich aus der Kammer 200. Nachdem der Halbleiterwafer 5 auf den Stützstiften 45 angeordnet wurde, senken die Stützstifte 45 den Halbleiterwafer 5 ab, und dann wird der Halbleiterwafer 5 durch die Wafer-Spannvorrichtung 43 befestigt, wie in 10 dargestellt.
  • Das Verfahren S100 umfasst außerdem einen Vorgang S120, in dem ein gasförmiges Material zwischen den Halbleiterwafer 5 und die obere Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen wird das gasförmige Material an die Wafer-Spannvorrichtung 43 über eine oder mehrere Gasleitungen geliefert, die mit der ersten Gasförmig 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verbunden sind. Das gasförmige Material 59 von der ersten Gaseinlassöffnung 51 kann an die innere ringförmige Nut 435 über Gaskanäle, wie z.B. einen ersten unteren Kanal 52, einen ersten oberen Kanal 53, einen ersten ringförmigen Kanal 54 und Öffnungen 435, die in 3 gezeigt sind, geliefert werden. Außerdem kann das gasförmige Material 59 von der zweiten Gaseinlassöffnung 55 an die äußere ringförmige Nut 437 über Gaskanäle, wie z.B. einen zweiten unteren Kanal 56, einen zweiten oberen Kanal 57, einen zweiten ringförmigen Kanal 58 und Öffnungen 438, die in 4 gezeigt sind, geliefert werden.
  • Wie in 10 dargestellt, fließt das gasförmige Material 59, das in die innere ringförmige Nut 435 und die äußere ringförmige Nut 437 eingefüllt wurde, weiter in einen Spalt, der zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet ist. Der größte Teil des gasförmigen Materials 59 von der inneren ringförmigen Nut 435 wird zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 durch das gasförmige Material 59 von der äußeren ringförmigen Nut 437 eingefangen. Daher wird ein Gasfilm zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der oberen Fläche 431 der Wafer-Spannvorrichtung 43 ausgebildet und wirkt als ein Wärmetransfermedium zwischen dem Halbleiterwafer 5 und der Wafer-Spannvorrichtung 43. In einigen Ausführungsformen weist das gasförmige Material 59 ein Gas auf, das eine verhältnismäßig hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, wie z.B. Helium.
  • Das Verfahren S100 umfasst außerdem einen Vorgang S130, in dem ein Fluidmedium an die Fluidführungsstruktur 63 der Wafer-Spannvorrichtung 43 geliefert wird. In einigen Ausführungsformen wird ein Fluidmedium 69, wie z.B. Glykol, an die Fluidführungsstruktur 63 zum Kühlen der Wafer-Spannvorrichtung 43 geliefert. In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 in die Fluidführungsstruktur 63 mit einer Durchflussrate in einem Bereich von ungefähr 0,5 m/s bis ungefähr 2,0 m/s geliefert. Gemäß einem Versuchsergebnis zeigt sich, wie in 5 dargestellt, bei der Bedingung, dass das Fluidmedium 69 derart gesteuert wird, dass es eine Durchflussrate von ungefähr 2,0 m/s aufweist, die kleinste Filmdickengleichförmigkeit.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 in die Fluidführungsstruktur 63 über eine Leitung, die mit der Fluideinlassöffnung 61 verbunden ist, geliefert. Nachdem das Fluidmedium 69 in die Fluidführungsstruktur 63 gelangt, kann das Fluidmedium 69 sequenziell durch den ersten Endkanal E1, den ersten bogenförmigen Kanal A1, den ersten Verbindungskanal C1, den zweiten bogenförmigen Kanal A1, den zweiten Verbindungskanal C2, den dritten bogenförmigen Kanal A3, den dritten Verbindungskanal C3 und den zweiten Endkanal E2 fließen. Das Fluidmedium 69 wird dann aus der Fluidführungsstruktur 63 über eine andere Leitung, die mit der Fluidauslassöffnung 62 verbunden ist, entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch zwei bogenförmige Kanäle geführt, die auf zwei Seiten der ersten Gaseinlassöffnung 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55 angeordnet sind, und das Fluidmedium 69 fließt durch die zwei bogenförmigen Kanäle in entgegengesetzte Umfangsrichtungen um die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Zum Beispiel fließt, wie in 10 dargestellt, das Fluidmedium 69 im ersten bogenförmigen Kanal A1 gegen die Uhrzeigersinnrichtung (als „X“ gekennzeichnet) in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43, und das Fluidmedium 69 im zweiten bogenförmigen Kanal A2 fließt in Uhrzeigersinnrichtung (als „•” gekennzeichnet) in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Das Fluidmedium 69 fließt durch den ersten bogenförmigen Kanal A1 und den zweiten bogenförmigen Kanal A2 in entgegengesetzte Umfangsrichtungen um die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Bei einer solchen Anordnung kann die Wärme im fächerförmigen Abschnitt 434 der Wafer-Spannvorrichtung 43 effizient entfernt werden. Außerdem fließt das Fluidmedium 69 im dritten bogenförmigen Kanal A3 in Uhrzeigersinnrichtung (als „X“ gekennzeichnet) in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43, und das Fluidmedium 69 im vierten bogenförmigen Kanal A4 fließt gegen die Uhrzeigersinnrichtung (als „•” gekennzeichnet) in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43. Das Fluidmedium 69 fließt durch den dritten bogenförmigen Kanal A3 und den vierten bogenförmigen Kanal A4 in entgegengesetzte Umfangsrichtungen um die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch die bogenförmigen Kanäle geführt, die symmetrisch um die Referenzlinie L sind, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verläuft. Zum Beispiel wird das Fluidmedium 69 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1, den zweiten bogenförmigen Kanal A2, den dritten bogenförmigen Kanal A3 und den vierten bogenförmigen Kanal A4 geführt, die um die Referenzlinie L, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verläuft, symmetrisch sind, wie in 2 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass viele Abwandlungen und Modifikationen an Ausführungsformen der Offenbarung vorgenommen werden können. In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch die bogenförmigen Kanäle geführt, die asymmetrisch um eine Referenzlinie L sind, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung 51 und der zweiten Gaseinlassöffnung 55 verläuft. Zum Beispiel wird das Fluidmedium 69 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1, den zweiten bogenförmigen Kanal A2, den dritten bogenförmigen Kanal A3 und den vierten bogenförmigen Kanal A4 geführt, die um die Referenzlinie L, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung 51a und der zweiten Gaseinlassöffnung 55a verläuft, asymmetrisch sind, wie in 5 dargestellt. Durch Anordnen von zwei bogenförmigen Kanälen, die durch zwei gegenüberliegende Seiten der Gaseinlassöffnungen verlaufen, kann Wärme von einem Abschnitt der Wafer-Spannvorrichtung 43, der um die Gaseinlassöffnungen angeordnet ist, durch beide der zwei benachbarten bogenförmigen Kanäle gleichmäßig abgeführt werden.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch die bogenförmigen Kanäle geführt, die in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet sind. Zum Beispiel wird das Fluidmedium 69 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1, den zweiten bogenförmigen Kanal A2, den dritten bogenförmigen Kanal A3 und den vierten bogenförmigen Kanal A4 geführt, die in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet sind, wie in 2 dargestellt. Da die bogenförmigen Kanäle konzentrisch angeordnet sind, kann Wärme aus einem Abschnitt der Wafer-Spannvorrichtung 43, der zwischen zwei bogenförmigen Kanälen angeordnet ist, durch beide benachbarten bogenförmigen Kanäle gleichmäßig abgeführt werden. Folglich zeigt sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf dem Halbleiterwafer 5.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch die bogenförmigen Kanäle geführt, die in Bezug auf die Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 konzentrisch angeordnet sind. Zum Beispiel wird das Fluidmedium 69 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1, den zweiten bogenförmigen Kanal A2, den dritten bogenförmigen Kanal A3 und den vierten bogenförmigen Kanal A4 geführt, wie in 2 dargestellt. Der Bogenwinkel des ersten bogenförmigen Kanals A1 liegt in einem Bereich von ungefähr 330 Grad bis ungefähr 355 Grad, der Bogenwinkel des zweiten bogenförmigen Kanals A2 liegt in einem Bereich von ungefähr 300 Grad bis ungefähr 330 Grad, der Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Kanals A3 liegt in einem Bereich von ungefähr 200 Grad bis ungefähr 230 Grad, und der Bogenwinkel des vierten bogenförmigen Kanals A4 liegt in einem Bereich von ungefähr 250 Grad bis ungefähr 300 Grad. Da sich die bogenförmigen Kanäle durch den größten Teil des Bereichs der Wafer-Spannvorrichtung 43 erstrecken, kann die Temperatur in der Wafer-Spannvorrichtung 43 genau reguliert werden.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Fluidmedium 69 durch einen der bogenförmigen Kanäle geführt, der unterhalb eines vertikalen Vorsprungs der inneren ringförmigen Nut 435 angeordnet ist. Zum Beispiel wird, wie in 10 dargestellt, das Fluidmedium 69 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1 geführt, und der erste bogenförmige Kanal A1 ist unterhalb eines vertikalen Vorsprungs der inneren ringförmigen Nut 435 angeordnet.
  • In einigen Ausführungsformen fließt das Fluidmedium 69 von der Fluideinlassöffnung 61 zuerst durch einen bogenförmigen Kanal, der sich am weitesten weg von der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 54 befindet, und fließt zu einem anderen bogenförmigen Kanal, der sich näher der Mitte C der Wafer-Spannvorrichtung 43 befindet. Zum Beispiel fließt das Fluidmedium 69 von der Fluideinlassöffnung 61 durch den ersten bogenförmigen Kanal A1 vor dem zweiten bogenförmigen Kanal A2.
  • Das Verfahren S100 umfasst außerdem einen Vorgang S140, in dem ein Plasmagas über dem Halbleiterwafer 5 zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen wird die HF-Leistung auf die Kuppelstruktur 13 und die Wafer-Spannvorrichtung 43 durch das Funkfrequenzmodul 70 und die HF-Leistungsversorgung 49 angewendet, und das Plasma wird zwischen der Kuppelstruktur 13 und der Wafer-Spannvorrichtung 43 angeregt. In einigen Ausführungsformen wird, wie in 10 dargestellt, das Plasmagas 15 zum Halbleiterwafer 5 gelenkt, um einen dünnen Film auf dem Halbleiterwafer 5 in einem HDP-CVD-Prozess zu bilden, oder ein auf dem Halbleiterwafer 5 ausgebildetes Material in einem Ätzprozess auszusparen.
  • Das Verfahren S100 umfasst außerdem einen Vorgang S150, in dem der Halbleiterwafer 5 von der Wafer-Spannvorrichtung 43 entnommen wird. In einigen Ausführungsformen wird nach dem Abschluss des Prozesses in der Kammer 10 der Halbleiterwafer 5 durch die Stützstifte 45 angehoben, und wird aus der Kammer durch den Roboterarm (in FIG. nicht dargestellt) entfernt.
  • Es versteht sich, dass der Halbleiterwafer, der gemäß den vorliegenden offenbarten Verfahren hergestellt wird, mehreren Prozessen unterzogen wird. Zum Beispiel wird, nachdem der mit einem dünnen Film ausgebildete Halbleiterwafer 5 aus dem Wafer-Herstellungssystem 1 entfernt wurde, der Halbleiterwafer 5 an ein CMP-System (chemischmechanisches Polieren) für einen Planarisierungsprozess gesendet. Da die auf dem Halbleiterwafer 5 ausgebildeten dünnen Filme eine höhere Gleichförmigkeit im Vergleich mit jenen aufweisen, die durch eine herkömmliche Wafer-Spannvorrichtung gehandhabt werden, versteht es sich, dass Prozessparameter, die im Planarisierungsprozess verwendet werden, gemäß einem regulären Rezept eingestellt werden können, ohne dass zusätzliche Zeit für Umarbeiten verbracht wird. Folglich wird eine Werkzeugverfügbarkeit eines CMP-Systems erhöht, und das Verwenden einer Suspension im CMP-System wird reduziert.
  • Der Halbleiterwafer 5 kann zusätzlichen Prozessen unterzogen werden, die Materialabscheidungs-, Implantations- oder Ätzvorgänge umfassen, um verschiedene Merkmale, wie z.B. Feldeffekttransistoren, Abdeckisolationsschichten, Kontakte/Durchkontaktierungen, Silizidschichten, Interconnect-Metallschichten, dielektrische Schichten, Passivierungsschichten, Metallisierungsschichten mit Signalleitungen oder dergleichen, auszubilden. In einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Schichten aus leitfähigen, halbleitenden und isolierenden Materialien über dem Substrat ausgebildet, und eine Struktur wird in einer oder mehreren der Schichten ausgebildet.
  • Ausführungsformen eines Wafer-Herstellungssystems verwenden eine Wafer-Spannvorrichtung, um den Halbleiterwafer abzukühlen. Die Fluidführungsstruktur zum Führen eines Wärmetauschmediums in der Wafer-Spannvorrichtung weist mehrere bogenförmige Kanäle auf, die in der Nähe von Gaseinlassöffnungen zur Aufnahme eines Heliumgases angeordnet sind. Da Wärme, die in Bereichen der Wafer-Spannvorrichtung um die Gaseinlassöffnungen angesammelt wird, effizient entfernt werden kann, tritt eine gleichmäßigere Verarbeitung am Halbleiterwafer, der bearbeitet wird, wahrscheinlicher auf. Gemäß einem Versuchsergebnis in einem HDP-CVD-Prozess, verringert sich die Filmdickengleichförmigkeit um ungefähr 0,8 % von 1,57 % auf 0,78 % im Vergleich mit einem Halbleiterwafer, der durch eine herkömmliche Wafer-Spannvorrichtung gekühlt wird.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Laden eines Halbleiterwafers auf eine obere Fläche einer Wafer-Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst außerdem ein Zuführen eines gasförmigen Materials zwischen den Halbleiterwafer und die obere Fläche der Wafer-Spannvorrichtung durch eine erste Gaseinlassöffnung und eine zweite Gaseinlassöffnung, die unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind. Das Verfahren umfasst ferner ein Zuführen eines Fluidmediums in eine Fluideinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung und Führen des Fluidmediums von der Fluideinlassöffnung, so dass es durch mehrere bogenförmige Kanäle fließt, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind. Außerdem umfasst das Verfahren ein Zuführen eines Plasmagases über den Halbleiterwafer.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Laden eines Halbleiterwafers auf eine obere Fläche einer Wafer-Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst außerdem ein Zuführen eines gasförmigen Materials zwischen den Halbleiterwafer und die obere Fläche der Wafer-Spannvorrichtung durch eine Gaseinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst ferner ein Zuführen eines Fluidmediums in eine Fluideinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung und Führen des Fluidmediums von der Fluideinlassöffnung, so dass es durch einen ersten bogenförmigen Kanal und einen zweiten bogenförmigen Kanal fließt, die auf gegenüberliegenden Seiten der Gaseinlassöffnung angeordnet sind. Der zweite bogenförmige Kanal ist näher einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet als der erste bogenförmige Kanal, und das Fluidmedium von der Fluideinlassöffnung fließt durch den ersten bogenförmigen Kanal vor dem zweiten bogenförmigen Kanal. Außerdem umfasst das Verfahren ein Zuführen eines Plasmagases über den Halbleiterwafer.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Wafer-Herstellungssystem zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers bereitgestellt. Das Wafer-Herstellungssystem weist eine Wafer-Spannvorrichtung auf, der eine obere Fläche aufweist. Mehrere Öffnungen werden auf der oberen Fläche ausgebildet. Das Wafer-Herstellungssystem weist außerdem eine Gaseinlassöffnung auf, die in der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet ist und unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet ist. Die Gaseinlassöffnung kommuniziert fluidmäßig mit den Öffnungen. Das Wafer-Herstellungssystem weist ferner eine Fluideinlassöffnung, einen ersten bogenförmigen Kanal und einen zweiten bogenförmigen Kanal, die in der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet sind, auf. Der erste bogenförmige Kanal und ein zweiter bogenförmiger Kanal kommunizieren fluidmäßig mit der Fluideinlassöffnung. Der erste bogenförmige Kanal und der zweite bogenförmige Kanal sind unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet und auf gegenüberliegenden Seiten der Gaseinlassöffnung angeordnet. Außerdem weist das Wafer-Herstellungssystem eine Gasquelle und eine Fluid enthaltende Quelle auf. De Gasquelle ist mit der Gaseinlassöffnung fluidmäßig verbunden und die Fluid enthaltende Quelle ist mit der Fluideinlassöffnung fluidmäßig verbunden.
  • Das Vorstehende skizziert Merkmale mehrerer Ausführungsformen, so dass ein Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Ein Fachmann sollte erkennen, dass er die vorliegende Offenbarung als eine Grundlage zum Entwerfen oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen leicht verwenden kann, um die gleichen Aufgaben durchzuführen und/oder die gleichen Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen zu erzielen. Ein Fachmann sollte ebenfalls verstehen, dass derartige äquivalente Ausführungen nicht vom Erfindungsgedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifizierungen hier vornehmen kann, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers, umfassend: Laden eines Halbleiterwafers auf eine obere Fläche einer Wafer-Spannvorrichtung; Zuführen eines gasförmigen Materials zwischen den Halbleiterwafer und die obere Fläche der Wafer-Spannvorrichtung durch eine erste Gaseinlassöffnung und eine zweite Gaseinlassöffnung, die unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind; Zuführen eines Fluidmediums in eine Fluideinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung und Führen des Fluidmediums von der Fluideinlassöffnung so, dass es durch mehrere bogenförmige Kanäle fließt, die unterhalb des fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind; und Zuführen eines Plasmagases über den Halbleiterwafer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluidmedium durch die bogenförmigen Kanäle geführt wird, die symmetrisch bezüglich einer Referenzlinie sind, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung und der zweiten Gaseinlassöffnung verläuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluidmedium durch die bogenförmigen Kanäle geführt wird, die asymmetrisch bezüglich einer Referenzlinie sind, die zwischen der ersten Gaseinlassöffnung und der zweiten Gaseinlassöffnung verläuft, wobei ein eingeschlossener Winkel zwischen der Referenzlinie und einer Grenze des fächerförmigen Abschnitts in einer Draufsicht größer als 30 Grad ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluidmedium durch die bogenförmigen Kanäle geführt wird, die konzentrisch bezüglich einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluidmedium durch die bogenförmigen Kanäle geführt wird, die Bogenwinkel von größer als 180 Grad bezüglich einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung aufweisen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster der bogenförmigen Kanäle, ein zweiter der bogenförmigen Kanäle und ein dritter der bogenförmigen Kanäle in der Reihenfolge entlang einer Richtung zu einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind, und das Verfahren ferner umfasst: Führen des Fluidmediums von dem ersten der bogenförmigen Kanäle zu dem zweiten der bogenförmigen Kanäle durch einen ersten Verbindungskanal; und Führen des Fluidmediums von dem zweiten der bogenförmigen Kanäle zu dem dritten der bogenförmigen Kanäle durch einen zweiten Verbindungskanal, der eine Länge aufweist, die kleiner als eine Länge des ersten Verbindungskanals ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidmedium durch einen ersten der bogenförmigen Kanäle und einen zweiten der bogenförmigen Kanäle geführt wird, die auf zwei Seiten der ersten Gaseinlassöffnung und der zweiten Gaseinlassöffnung angeordnet sind, wobei das Fluidmedium durch den ersten der bogenförmigen Kanäle und den zweiten der bogenförmigen Kanäle in entgegengesetzte Umfangsrichtungen um eine Mitte der Wafer-Spannvorrichtung fließt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gasförmige Material, das durch die erste Gaseinlassöffnung zugeführt wird, zu einer inneren ringförmigen Nut geführt wird, die auf der oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet ist, wobei das gasförmige Material, das durch die zweite Gaseinlassöffnung zugeführt wird, zu einer auf der oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildeten äußeren ringförmigen Nut geführt wird, die die innere ringförmige Nut umgibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Fluidmedium durch einen der bogenförmigen Kanäle geführt wird, der unterhalb eines vertikalen Vorsprungs der inneren ringförmigen Nut angeordnet ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Abgeben des Fluidmediums durch eine Fluidauslassöffnung, wobei die Fluideinlassöffnung und die Fluidauslassöffnung außerhalb des fächerförmigen Abschnitts der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind.
  11. Verfahren zum Verarbeiten eines Halbleiterwafers, umfassend: Laden eines Halbleiterwafers auf eine obere Fläche einer Wafer-Spannvorrichtung; Zuführen eines gasförmigen Materials zwischen den Halbleiterwafer und die obere Fläche der Wafer-Spannvorrichtung durch eine Gaseinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung; Zuführen eines Fluidmediums in eine Fluideinlassöffnung der Wafer-Spannvorrichtung und Führen des Fluidmediums von der Fluideinlassöffnung, so dass es durch einen ersten bogenförmigen Kanal und einen zweiten bogenförmigen Kanal fließt, die auf gegenüberliegenden Seiten der Fluideinlassöffnung angeordnet sind, wobei der zweite bogenförmige Kanal einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung näher liegt als der erste bogenförmige Kanal, wobei das Fluidmedium von der Fluideinlassöffnung durch den ersten bogenförmigen Kanal vor dem zweiten bogenförmigen Kanal fließt; und Zuführen eines Plasmagases über den Halbleiterwafer.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Fluidmedium durch den ersten bogenförmigen Kanal und den zweiten bogenförmigen Kanal geführt wird, die bezüglich der Mitte der Wafer-Spannvorrichtung konzentrisch angeordnet sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Fluidmedium durch den ersten bogenförmigen Kanal und den zweiten bogenförmigen Kanal geführt wird, die Bogenwinkel von größer als 180 Grad bezüglich der Mitte der Wafer-Spannvorrichtung aufweisen.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend: Führen des Fluidmediums von dem zweiten bogenförmigen Kanal so, dass es durch einen dritten bogenförmigen Kanal verläuft, wobei der erste bogenförmige Kanal, der zweite bogenförmige Kanal und der dritte bogenförmige Kanal in einer Reihenfolge entlang einer Richtung zur Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind; Führen des Fluidmediums vom ersten bogenförmigen Kanal zum zweiten bogenförmigen Kanal durch einen ersten Verbindungskanal; und Führen des Fluidmediums vom zweiten bogenförmigen Kanal zum dritten bogenförmigen Kanal durch einen zweiten Verbindungskanal, der eine Länge aufweist, die kleiner ist als eine Länge des ersten Verbindungskanals.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, wobei das Fluidmedium durch den ersten bogenförmigen Kanal und den zweiten bogenförmigen Kanal derart geführt wird, dass es in entgegengesetzte Umfangsrichtungen um die Mitte der Wafer-Spannvorrichtung fließt.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 15, wobei das gasförmige Material, das durch die Gaseinlassöffnung zugeführt wird, zu einer inneren ringförmigen Nut geführt wird, die auf der oberen Fläche der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet ist, und das Fluidmedium durch den ersten bogenförmigen Kanal geführt wird, der unterhalb eines vertikalen Vorsprungs der inneren ringförmigen Nut ausgebildet ist.
  17. Wafer-Herstellungssystem, aufweisend: eine Wafer-Spannvorrichtung, der eine obere Fläche aufweist, wobei mehrere Öffnungen auf der oberen Fläche ausgebildet sind; eine Gaseinlassöffnung, die in der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet und unterhalb eines fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet ist, wobei die Gaseinlassöffnung mit den Öffnungen strömungsverbunden ist; eine Fluideinlassöffnung, die in der Wafer-Spannvorrichtung ausgebildet ist; einen ersten bogenförmigen Kanal und einen zweiten bogenförmigen Kanal, die mit der Fluideinlassöffnung fluidmäßig kommunizieren, wobei der erste bogenförmige Kanal und der zweite bogenförmige Kanal unterhalb des fächerförmigen Abschnitts der oberen Fläche angeordnet sind und auf gegenüberliegenden Seiten der Gaseinlassöffnung angeordnet sind; eine Gasquelle, die mit der Gaseinlassöffnung fluidmäßig verbunden ist; und eine Fluidquelle, die mit der Fluideinlassöffnung strömungsverbunden ist.
  18. Wafer-Herstellungssystem nach Anspruch 17, wobei die bogenförmigen Kanäle konzentrisch bezüglich einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind.
  19. Wafer-Herstellungssystem nach Anspruch 17 oder 18, wobei die bogenförmigen Kanäle Bogenwinkel von größer als 180 Grad bezüglich einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung aufweisen.
  20. Wafer-Herstellungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 19, ferner aufweisend: einen dritten bogenförmigen Kanal, wobei der erste bogenförmige Kanal, der zweite bogenförmige Kanal und der dritte bogenförmige Kanal in der Reihenfolge entlang einer Richtung zu einer Mitte der Wafer-Spannvorrichtung angeordnet sind; einen ersten Verbindungskanal, der den ersten bogenförmigen Kanal mit dem zweiten bogenförmigen Kanal verbindet; und einen zweiten Verbindungskanal der den zweiten bogenförmigen Kanal mit dem dritten bogenförmigen Kanal verbindet, wobei der zweite Verbindungskanal eine Länge aufweist, die kleiner als eine Länge des ersten Verbindungskanals ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022102768A1 (de) 2022-02-07 2023-08-10 Stephan Wege Symmetrischer Prozessreaktor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609720A (en) 1995-09-29 1997-03-11 Lam Research Corporation Thermal control of semiconductor wafer during reactive ion etching
US20040187787A1 (en) 2003-03-31 2004-09-30 Dawson Keith E. Substrate support having temperature controlled substrate support surface
US20190304815A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5192849A (en) 1990-08-10 1993-03-09 Texas Instruments Incorporated Multipurpose low-thermal-mass chuck for semiconductor processing equipment
KR101384585B1 (ko) 2007-09-06 2014-04-11 가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지 정전 척 장치에서의 가스공급구조의 제조방법 및 정전 척 장치 가스공급구조 및 정전 척 장치
US9847222B2 (en) 2013-10-25 2017-12-19 Lam Research Corporation Treatment for flowable dielectric deposition on substrate surfaces
US10832931B2 (en) 2014-05-30 2020-11-10 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with embossed top plate and cooling channels
US10781518B2 (en) * 2014-12-11 2020-09-22 Applied Materials, Inc. Gas cooled electrostatic chuck (ESC) having a gas channel formed therein and coupled to a gas box on both ends of the gas channel
US11367597B2 (en) * 2018-07-05 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chuck and plasma processing apparatus including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609720A (en) 1995-09-29 1997-03-11 Lam Research Corporation Thermal control of semiconductor wafer during reactive ion etching
US20040187787A1 (en) 2003-03-31 2004-09-30 Dawson Keith E. Substrate support having temperature controlled substrate support surface
US20190304815A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022102768A1 (de) 2022-02-07 2023-08-10 Stephan Wege Symmetrischer Prozessreaktor
WO2023147814A1 (de) 2022-02-07 2023-08-10 Stephan Wege Symmetrischer prozessreaktor

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