TW201401431A - 具有冷卻底座之靜電夾盤 - Google Patents

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TW201401431A
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Dmitry Lubomirsky
Kyle Tantiwong
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Applied Materials Inc
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Abstract

本發明提供一種用於諸如電漿蝕刻腔室之電漿處理腔室的具有冷卻底座之靜電夾盤(electrostatic chuck;ESC)。ESC總成包括2級設計,其中熱轉移流體入口(供應)及熱轉移流體出口(回流)處於相同實體平面中。該2級設計包括底座總成,陶瓷(例如,AlN)經安置於該底座總成上。該底座安置於擴散器之上,該擴散器可在夾盤區域之上具有數百個小孔,以提供熱轉移流體之均勻分配。儲水槽板經固定至擴散器,該儲水槽板係用以在擴散器與儲水槽板之間提供將流體供應至擴散器之儲水槽。經由擴散器回流之熱轉移流體通過儲水槽板。

Description

具有冷卻底座之靜電夾盤 【相關申請案的交叉參考】
本申請案主張2012年4月23日申請之標題為「ESC WITH COOLING BASE」之美國臨時申請案第61/637,192號,及2012年5月21日申請之標題為「ESC WITH COOLING BASE」之美國臨時申請案第61/649,827號之權利,該等申請案之全部內容為所有目的在此以全文引用之方式併入。
本發明之實施例係關於微電子製造工業,且更特定言之,本發明之實施例係關於用於在電漿處理期間支撐工件之溫度控制夾盤。
電漿處理設備(諸如經設計以對微電子裝置及該裝置之類似者執行電漿蝕刻之彼等電漿處理設備)中之功率密度隨著製造技術之進步而增大。舉例而言,現在使用5千瓦至10千瓦之功率對300mm基板(例如,半導體晶圓)進行電漿蝕刻。隨著功率密度之增大,在處理期間增強夾盤之冷卻有益於均勻地控制工件之溫度。
熱不均勻性限制電漿處理窗,在該電漿處理窗內可 自基板獲得良好之電子裝置產量。在本技術中,此種非均勻性在方位角方向尤其大。此等非均勻性無法藉由其他硬體及製程調諧得以有效地補償,且因此最終影響晶圓上效能。
一種用以在電漿處理期間支撐工件之夾盤包含:底座,工件將被安置於該底座之上;擴散器,該底座將被安置於該擴散器之上;以及儲水槽板,擴散器經安置於儲水槽板之上,其中擴散器包含複數個供應開口,該複數個供應開口穿過擴散器且使得底座之底表面與安置於擴散器與儲水槽板之間的供應儲水槽流體連通。
一種用以在電漿處理期間支撐工件之夾盤包含:具有頂表面的支座,工件將被安置於該頂表面之上;具有頂表面的擴散器,支座將被安置於該頂表面之上,其中擴散器包含至少五十個通孔,該至少五十個通孔穿過擴散器且使支座之底表面與擴散器之底表面流體連通。
一種電漿蝕刻系統包含:真空腔室;噴淋頭,源氣體經由該噴淋頭供應至真空腔室;如請求項1所述之夾盤;以及射頻(radio frequency;RF)產生器,耦合至真空腔室、噴淋頭或夾盤中之至少一者。
100‧‧‧電漿蝕刻系統
105‧‧‧真空腔室
110‧‧‧工件
115‧‧‧開口
125‧‧‧電漿偏壓功率
126‧‧‧第二電漿偏壓功率
127‧‧‧RF匹配
128‧‧‧功率管道
129‧‧‧氣源
130‧‧‧電漿源功率
135‧‧‧電漿產生元件
141‧‧‧流體管道
142‧‧‧夾盤總成
143‧‧‧介電材料
145‧‧‧流體管道
149‧‧‧質量流量控制器
151‧‧‧排氣閥
155‧‧‧高容量真空泵堆疊
170‧‧‧系統控制器
172‧‧‧中央處理單元
173‧‧‧記憶體
174‧‧‧輸入/輸出介面
175‧‧‧溫度控制器
177‧‧‧第一熱交換器(HTX)或冷卻器
178‧‧‧第二熱交換器或冷卻器
185‧‧‧閥
190‧‧‧直流供應
200‧‧‧底座
203‧‧‧氦氣分配溝槽
204‧‧‧氦氣供應環
205‧‧‧電阻式加熱器電力供應線
210‧‧‧冷卻底座總成
255‧‧‧擴散器
277‧‧‧儲水槽板
301‧‧‧冷卻底座總成
305‧‧‧支撐板
310‧‧‧供應儲水槽
320‧‧‧凸出部
325‧‧‧凸出部通道
330‧‧‧供應開口
340‧‧‧環形通道
345‧‧‧徑向通道
350‧‧‧回流開口
352‧‧‧公配件
600‧‧‧RF耦合器
A‧‧‧頂表面
B‧‧‧底表面
在附圖的圖式中作為實例而非限制地圖示本發明之實施例,在該等附圖中:第1圖為根據本發明之一實施例之包括夾盤總成的電漿蝕刻系統的示意圖; 第2圖圖示根據一實施例之用於第1圖之夾盤總成中的冷卻底座總成的分解等角視圖;第3A圖圖示根據一實施例之冷卻底座總成的橫截面等角視圖;第3B圖圖示根據一實施例之冷卻底座總成的展開橫截面等角視圖;第4A圖圖示根據一實施例之用於第2圖、第3A圖及第3B圖之冷卻底座總成中的擴散器的頂表面之平面圖;以及第4B圖圖示根據一實施例之第4A圖中所示之擴散器的底表面之平面圖。
在以下描述中,闡述眾多細節。然而,將對熟習此項技術者顯而易見的是,可在無此等特定細節的情況下實踐本發明。在一些情況下,以方塊圖形式而非詳細地展示熟知的方法及裝置以避免混淆本發明。遍及本說明書對「一實施例」之提及意謂結合該實施例描述之特定特徵、結構、功能或特性包括於本發明之至少一實施例中。因此,在本說明書中各處出現之片語「在一實施例中」未必係指本發明之同一實施例。另外,可在一或更多個實施例中以任何適當方式組合本文中所描述之特定特徵、結構、功能或特性。舉例而言,在第一實施例之上下文中描述之特徵可於兩個實施例不相互排斥之任何情況下與在第二實施例中描述之特徵相組合。
術語「耦合」及「連接」以及該等術語之衍生術語 可在本文中用以描述組件之間的結構關係。應理解,此等術語不意欲為彼此之同義詞。實情為,在特定實施例中,「連接」可用以指示兩個或兩個以上元件彼此直接實體接觸或電接觸。「耦合」可用以指示兩個或兩個以上元件彼此直接或間接(在該兩個或兩個以上元件之間具有其他介入元件)實體或電接觸,及/或該兩個或兩個以上元件彼此協作或互動(例如,如在引起影響關係時)。術語「流體耦合」及「流體連通」係指元件之間的結構關係,該結構關係允許流體自元件中之一者傳遞至另一者。因此,「流體耦合」之第一元件與第二元件以如下方式耦合在一起:使第一元件與第二元件流體連通,以使得取決於元件之間的壓降的方向,第一元件中之流體可傳送至第二元件,反之亦然。
在用於本發明之描述及所附申請專利範圍中時,單 數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」亦意欲包括複數形式,除非上下文另有明確指示。亦將理解,如本文中使用之術語「及/或」係指且涵蓋相關聯所列項中之一或更多者的任一及所有可能之組合。
如本文中使用之術語「在......之上」、「在......下」、「在......之間」、「在......上」係指一個組件或材料層相對於其他組件或層之相對位置,其中此等實體關係係值得注意的。舉例而言,在材料層之上下文中,安置於另一層之上或之下的一層可與另一層直接接觸或可具有一或更多個介入層。此外,安置於兩個層之間的一層可與該兩個層直接接觸或可具有一或更多個介入層。相反,在第二層「上」之第一層與該 第二層直接接觸。在組件總成之上下文中進行類似區分。
第1圖為根據本發明之一實施例之包括夾盤總成142的電漿蝕刻系統100的示意圖。電漿蝕刻系統100可為本技術中已知之任何類型的高效能蝕刻腔室,該腔室諸如但不限於由CA,USA之Applied Materials製造的EnablerTM、MxP®、MxP+TM、Super-ETM、DPS II AdvantEdgeTM G3,或E-MAX®腔室。其他市售蝕刻腔室可類似地利用本文中描述之夾盤總成。儘管在電漿蝕刻系統100之上下文中描述示例性實施例,但本文中所述之夾盤總成亦適用於用以執行在夾盤上施加熱負載的任何電漿製造製程之其他處理系統(例如,電漿沉積系統等)。
參看第1圖,電漿蝕刻系統100包括通常接地之真空腔室105。經由開口115裝載工件110且將工件110夾緊至夾盤總成142。工件110可為用於電漿處理技術中之任何習知工件(例如,半導體晶圓等),且本發明在此方面不受限制。 工件110經安置於介電材料143之頂表面上,該介電材料143經安置於冷卻底座總成210之上。在特定實施例中,夾盤總成142包括複數個區域,每一區域可獨立地控制至設定點溫度。在示例性實施例中,內部熱區域鄰近於工件110之中心,且外部熱區域鄰近於工件110之周邊/邊緣。處理(源)氣體係經由質量流量控制器149自一或多個氣源129供應至腔室105之內部(例如,經由氣體噴淋頭)。腔室105經由連接至高容量真空泵堆疊155之排氣閥151排空。
當將電漿功率施加至腔室105時,電漿形成於工件 110之上的處理區中。電漿偏壓功率125經耦合至夾盤總成142以激發電漿。電漿偏壓功率125通常具有在約2MHz至60MHz之間的低頻率,且電漿偏壓功率125可例如處於13.56MHz頻帶中。在示例性實施例中,電漿蝕刻系統100包括在約2MHz之頻帶下操作之第二電漿偏壓功率126,該第二電漿偏壓功率126連接至與電漿偏壓功率125相同之RF匹配127,且該第二電漿偏壓功率126經由功率管道128耦合至下部電極120。電漿源功率130經由匹配(未圖示)耦合至電漿產生元件135以提供高頻源功率,從而以電感或電容方式激發電漿。電漿源功率130可具有比電漿偏壓功率125高的頻率,諸如在100MHz與180MHz之間的頻率,且電漿源功率130可例如在162MHz頻帶中。
溫度控制器175係用以執行溫度控制演算法,且溫度控制器175可為軟體或硬體中之任一者或軟體與硬體之組合。溫度控制器175可進一步包含負責經由中央處理單元172、記憶體173及輸入/輸出介面174來管理系統100之系統控制器170的組件或模組。溫度控制器175用以輸出控制信號,從而影響夾盤總成142與在電漿腔室105外部之熱源及/或散熱片之間的熱轉移速率。在示例性實施例中,溫度控制器175耦合至第一熱交換器(HTX)或冷卻器177及第二熱交換器或冷卻器178,以使得溫度控制器175可獲取HTX/冷卻器177、178之溫度設定點及夾盤總成之溫度176,且可經由夾盤總成142中之流體管道141及145控制熱轉移流體流動速率。熱交換器/冷卻器177係用以經由複數個外部流體管道141 冷卻夾盤總成142之外部部分,且熱交換器178係用以經由複數個內部流體管道145冷卻夾盤總成142之內部部分。可藉由溫度控制器175控制在熱交換器/冷卻器與夾盤總成中之流體管道之間的一或更多個閥185(或其他流量控制裝置),以獨立地控制熱轉移流體至複數個內部及外部流體管道141、145中之每一者的流動速率。因此,在示例性實施例中,使用兩個熱轉移流體迴路。可使用本技術中已知之任何熱轉移流體。熱轉移流體可包含適於向基板或自基板提供適當熱轉移的任何流體。舉例而言,熱轉移流體可為氣體(諸如氦氣(He)、氧氣(O2)或該等氣體之類似氣體)或液體(諸如但不限於Galden®、Fluorinert®或乙二醇/水)。
第2圖圖示根據一實施例之包含用於夾盤總成142中的冷卻底座總成210的總成的分解等角視圖。與當今在用之使用熱轉移流體的串列路徑(例如,橫跨夾盤表面盤繞之管道)的習知夾盤相比,本設計在本質上較接近於最常用於電漿處理腔室中之氣體輸送的2級噴淋頭。然而,與習知氣體噴淋頭(其中入口/出口位於總成之相對端)相比,冷卻底座總成210之實施例具有處於相同實體平面中之流體入口及出口(亦即,在第一介面處存在供應及回流,而非流經總成之流體的單次通過)。冷卻底座總成210包括:底座200,工件將被安置於該底座200之上;擴散器255,底座200經安置於擴散器255之上;以及儲水槽板277,擴散器255經安置於儲水槽板277之上。在示例性實施例中,擴散器255及底座200各自為單獨的材料板,為了匹配熱膨脹係數(CTE)之目的, 擴散器255及底座200較佳為相同材料(例如,鋁)。冷卻底座總成210可在多個步驟中製造,且具有在製造期間接合(例如,永久結合、壓入配合,或藉由螺釘可移除地附接,等)以製成一個完整底座之三個主要零件/組件。
如第2圖中所圖示,底座200、擴散器255及儲水槽板277中之每一者具有頂表面A及底表面B。介電材料143經安置於底座200之頂表面之上,工件將被安置於介電材料143之上,如第1圖中所圖示。介電材料143可為本技術中任何已知材料,且在一個有利實施例中,介電材料143為能夠在頂表面附近維持靜電電荷以在處理期間靜電夾緊工件之陶瓷(例如,AlN)。大體而言,介電材料143可操作為本技術中已知之任何靜電夾盤(ESC),諸如但不限於Johnson-Raybeck(JR)夾盤。在一個示例性實施例中,介電材料143包含具有至少一個電極(例如,網格或柵格)之陶瓷圓盤,該至少一個電極嵌入於陶瓷中且將耦合至直流(direct current)供應(例如,第1圖中的190),且該至少一個電極在該電極通電時於陶瓷表面與安置於陶瓷表面上之工件之間誘發靜電電勢。
如第2圖中進一步展示,底座200具有除了氦氣分配溝槽203之外實質上平滑之頂表面,氦氣供應環204位於氦氣分配溝槽203中。底座200進一步包括通孔以容納各種升舉銷、感測器探針(例如,光纖溫度探針、IV探針,等)以及直流電極及/或電阻式加熱器電力供應線205。底座200進一步充當介電材料143與擴散器255之間的熱傳導機械流體阻障層。底座200具有底表面,該底表面可暴露於通過擴 散器255之熱轉移流體。由於熱轉移流體係由底座200包含而無流體傳遞至底座200之頂表面,因此可將底座視為固定至噴淋頭之帽,其中該擴散器255為以均勻分配之熱轉移流體噴淋底座200之噴淋頭。由於熱轉移流體具有可控溫度(例如,自HTX/冷卻器177、178中之任一者供應之溫度),因此熱轉移流體之均勻分配維持底座200於一溫度,該溫度橫跨底座200之區域且因此橫跨介電材料143之區域高度均勻,且因而在工件經受處理時橫跨工件高度均勻。
第3A圖圖示根據一實施例之冷卻底座總成301的橫截面等角視圖。第3B圖圖示在第3A圖中之虛線框中繪出的冷卻底座總成301之部分之展開橫截面等角視圖。在此等視圖中,不存在介電材料143,且為圖示擴散器255之頂表面與底座200之底表面之間的介面而將底座200圖示為透明的。
冷卻底座總成301包括安置於支撐板305上之冷卻底座總成210。支撐板305經固定至冷卻底座總成210,且支撐板305包括RF耦合器600(例如,多接點配件),該RF耦合器600安置於夾盤之中心處以接收用於為夾盤142供電之RF輸入電纜。熱轉移流體入口及出口配件係進一步經由作為用於促進冷卻底座總成210之介面的支撐板305提供。在示例性實施例中,支撐板305與冷卻底座總成具有相同材料(例如,鋁)。
在一實施例中,擴散器255包括複數個供應開口330,該複數個供應開口330穿過擴散器255且使底座200之底表面與供應儲水槽310流體連通,該供應儲水槽310安置 於擴散器255與儲水槽板277之間。供應開口330(亦即,通孔)係圖示於第3B圖以及第4A圖及第4B圖中,第4A圖為根據一實施例之擴散器255之頂表面(「A側」)的平面圖,且第4B圖為根據一實施例之擴散器255之底表面(「B側」)的平面圖。供應開口330係用以將熱轉移流體橫跨底座200之表面區域均勻地分配至底座200。在一有利實施例中,存在圍繞擴散器255之圓形區域以方位角對稱方式佈置之至少五十個供應開口330,且在示例性實施例中,存在數百個供應開口330。供應開口之方位角對稱性、大數目以及下方供應儲水槽310之寬連續區域一起用以提供同心溫度分佈或邊界條件。 然後,可利用加熱器元件(例如,電阻元件)之環形佈置來最佳化徑向溫度分佈。
每一供應開口330大體上為熱轉移流體可穿過之最小直徑管道,該直徑約數十密爾(其中1密爾為0.001吋或0.00254毫米),且在示例性實施例中,該直徑在20密爾與100密爾之間,且較佳在25密爾與75密爾之間。小的供應開口330用以在通過冷卻底座總成210之熱轉移流體路徑中提供大部分壓力差。供應開口230允許在擴散器255下方自上游進入之流體建立壓力且均勻地向上穿過擴散器255流動。 因而,開口之方位角對稱性確保至底座200之方位角對稱熱轉移流體流動。大數目之供應開口330確保合理的低壓泵足以驅動熱轉移流體通過冷卻劑迴路(例如,自HTX/冷卻器377,經過供應開口330,並回流)。
如第3A圖及第3B圖中所示,供應儲水槽310為環 形腔體,該環形腔體具有在徑向方向上跨越複數個環形通道340之寬度。功能上,供應儲水槽310用以提供橫跨儲水槽之連續區域的低壓力降,該儲水槽跨越大百分比之夾盤(底座)區域,以使得擴散器255中之開口橫跨擴散器255之表面區域提供均勻的壓力差。因而,供應儲水槽310係在供應開口330之上游,其中熱轉移流體流動路徑穿過第3B圖中圖示之供應開口330。如第3A圖中所圖示,供應儲水槽310由擴散器255之後表面之外周界處的間隙(standoff)提供,然而,儲水槽板277可具有功能上等效之特徵來隔開擴散器255與儲水槽板277之面對的表面。
在一實施例中,擴散器255包括至少一個回流開口350,熱轉移流體通過該至少一個回流開口350而經由儲水槽板277回流。第3B圖以橫截面圖示第一回流開口350及在擴散器255之頂表面上的第二回流開口350。如圖所示,回流開口穿過擴散器255。與回流開口350對準,擴散器255形成公配件352,公配件352位於儲水槽板277中之回流開口355中。公配件352形成穿過供應儲水槽310之回流管道。
在一實施例中,底座200與擴散器255中之至少第一者具有複數個凸出部320,該複數個凸出部320與底座200及擴散器255中之第二者實體接觸。底座200之底表面或擴散器255之頂表面(面向底座200之底表面)中之任一者可經機械加工以具有凸出部320。在該示例性實施例中,凸出部320經機械加工至擴散器255中。如第3A圖及第3B圖中所示,凸出部320之頂表面與底座200之底表面直接實體接觸。
凸出部320進一步界定在徑向相鄰的凸出部320之間的至少一個環形通道。舉例而言,在第3B圖中,環形通道340具有界定距夾盤中心之徑向距離的中心線A-A’。在其中複數個凸出部包括處於許多不同徑向距離處之凸出部(例如,凸出部320在第4A圖中於11個離散半徑處可見)的示例性實施例中,複數個環形通道340界定於距夾盤中心之離散徑向距離處,其中凸出部320中之至少一凸出部安置於徑向鄰近的環形通道340之間。環形通道340使複數個供應開口330與至少一個回流開口350流體連通。因為凸出部320沿著方位角不連續,因此複數個凸出部320進一步界定流體耦合相鄰環形通道340之複數個徑向通道345。如第3B圖中進一步展示,供應開口330安置於凸出部320內,其中每一凸出部320進一步包括凸出部通道325,該凸出部通道325流體耦合供應開口330與環形通道340。
在一實施例中,凸出部通道325流體耦合至通道340、345,該通道340、345鄰近於凸出部320之最靠近回流開口之側。在該示例性實施例中,凸出部通道325在徑向方向上延伸,以便流體耦合供應開口與鄰近於凸出部之最靠近環形通道之側的環形通道340(與複數個回流開口350一致)。 取決於含有回流開口350之通道340、345之數目,凸出部通道325可在不同方向上延伸。對於所有回流開口350安置於單一環形通道340(從而准許其他凸出部320之較緊密比率封裝且准許相對直接地架設流體回流管線,等)內之示例性實施例,對於在回流開口350內之徑向距離(亦即,在較小徑 向距離)處的所有凸出部,凸出部通道325徑向向外朝向夾盤周邊延伸,而對於在回流開口350外之徑向距離(亦即,在較大徑向距離)處的所有凸出部320,凸出部通道325徑向向內朝向夾盤中心延伸。
在實施例中,回流開口350安置於環形通道340及/或徑向通道345中之一或更多者中。在示例性實施例中,回流開口350安置於環形通道340中。如最佳由第3A圖、第4A圖及第4B圖中所圖示,複數個回流開口350經安置於與環形通道340中之一者相同的徑向距離處,但安置於不同方位角(例如,在所圖示實施例中約每隔18°)處。
在實施例中,電阻式加熱器嵌入於介電材料143、底座200、擴散器255、儲水槽板277或支撐板305中之至少一者中。在一有利實施例中,電阻式加熱器嵌入於介電材料143中。在示例性實施例中,徑向方向上的複數個個別加熱器區域(例如,內徑及圍繞內徑之外部環形區)係用以補償可能存在之溫度的輕微徑向不均勻性。
應理解,以上描述意欲為說明性而非限制性的。舉例而言,儘管圖式中之流程圖展示由本發明之某些實施例執行的操作之特定次序,但應理解,此種次序並非必需(例如,替代實施例可以不同次序執行操作,組合某些操作,使某些操作部分同時發生,等)。此外,許多其他實施例將在熟習此項技術者閱讀並理解以上描述後顯而易見。儘管已參考特定示例性實施例描述本發明,但將認識到,本發明並不限於所描述之實施例,且本發明可用在所附申請專利範圍之精神 及範疇內的修改及變更來加以實踐。因此,本發明之範疇應參考所附申請專利範圍,以及該申請專利範圍所賦予的等效物之全部範疇來決定。
143‧‧‧介電材料
200‧‧‧底座
203‧‧‧氦氣分配溝槽
204‧‧‧氦氣供應環
205‧‧‧電阻式加熱器電力供應線
210‧‧‧冷卻底座總成
255‧‧‧擴散器
277‧‧‧儲水槽板
A‧‧‧頂表面
B‧‧‧底表面

Claims (20)

  1. 一種用以在電漿處理期間支撐一工件之夾盤,該夾盤包含:一底座,該工件將被安置於該底座之上;一擴散器,該底座將被安置於該擴散器之上;以及一儲水槽板,該擴散器經安置於該儲水槽板之上,其中該擴散器包含複數個供應開口,該複數個供應開口穿過該擴散器且使得該底座之一底表面與安置於該擴散器與該儲水槽板之間的一供應儲水槽流體連通。
  2. 如請求項1所述之夾盤,其中該複數個供應開口包含圍繞該擴散器之一圓形區域以方位角對稱方式佈置之至少五十個開口。
  3. 如請求項1所述之夾盤,其中該擴散器進一步包含至少一個回流開口,該至少一個回流開口穿過擴散器且與穿過該供應儲水槽之一回流管道及在該儲水槽板中之一回流開口耦合。
  4. 如請求項3所述之夾盤,其中該底座與該擴散器中之至少一第一者包含與該底座及該擴散器中之一第二者實體接觸之複數個凸出部,其中該複數個凸出部界定至少一個環形通道,該至少一個環形通道使該複數個供應開口與該至少一個回流開口流體連通。
  5. 如請求項3所述之夾盤,其中該複數個供應開口中之一第一者安置於該複數個凸出部中之一第一者內,且其中該複數個凸出部中之該第一者進一步包含一通道,該通道流體耦合該供應開口與該至少一個環形通道。
  6. 如請求項3所述之夾盤,其中該至少一環形通道包含複數個環形通道,每一環形通道處於距該夾盤之一中心之一徑向距離處,其中該等凸出部中之至少一個凸出部安置於徑向相鄰之環形通道之間。
  7. 如請求項6所述之夾盤,其中該供應儲水槽包含一環形腔體,該環形腔體具有跨越複數個該等環形通道之一徑向寬度。
  8. 如請求項6所述之夾盤,其中該複數個凸出部進一步界定流體耦合相鄰環形通道之複數個徑向通道。
  9. 如請求項6所述之夾盤,其中該至少一個回流開口包含複數個回流開口,該複數個回流開口安置於與該等環形通道中之一者相同的一徑向距離處,但安置於不同方位角處。
  10. 如請求項9所述之夾盤,其中該複數個凸出部中之每一者進一步包含一通道,該通道流體耦合該供應開口與一環形 通道,該環形通道鄰近於徑向鄰近一回流開口的該等凸出部中之一凸出部。
  11. 如請求項10所述之夾盤,其中該複數個回流開口處於距該夾盤之一中心的一第一徑向距離處,其中處於距該夾盤中心大於該第一徑向距離之一第二徑向距離處的該等凸出部中之一第一凸出部包含自一第一供應開口朝向該夾盤中心徑向延伸之一通道;以及其中處於距該夾盤中心小於該第一徑向距離之一第三徑向距離處的該等凸出部中之一第二凸出部包含自一第二供應開口朝向夾盤周界徑向延伸之一通道。
  12. 如請求項1所述之夾盤,進一步包含安置於該底座之上的一陶瓷圓盤,該陶瓷圓盤具有嵌入該陶瓷圓盤中之至少一個電極以在對該至少一個電極通電時在該陶瓷之一表面與該工件之間誘發一靜電電勢。
  13. 如請求項1所述之夾盤,其中該底座及擴散器中之每一者包含具有一相同材料之單獨板,且其中該夾盤進一步包含一支撐板,該儲水槽板安置於該支撐板之上,其中該支撐板包含一RF耦合器以接收用於對該夾盤供電之一RF輸入電纜。
  14. 如請求項13所述之夾盤,其中該陶瓷圓盤、該底座、該擴散器、該儲水槽板或該支撐板中之至少一者包含複數個電 阻式加熱器。
  15. 一種用以在電漿處理期間支撐一工件之夾盤,該夾盤包含:具有一頂表面的一支座,該工件將被安置於該頂表面之上;具有一頂表面的一擴散器,該支座將被安置於該頂表面之上,其中該擴散器包含至少五十個通孔,該至少五十個通孔穿過該擴散器且使該支座之一底表面與該擴散器之一底表面流體連通。
  16. 如請求項15所述之夾盤,進一步包含一供應儲水槽,該擴散器安置於該供應儲水槽之上,其中該供應儲水槽在該複數個供應開口下方跨越該夾盤之一連續區域。
  17. 如請求項16所述之夾盤,其中該擴散器進一步包含至少一個回流開口,該至少一個回流開口穿過該擴散器且流體耦合至穿過該供應儲水槽之一回流管道。
  18. 一種電漿蝕刻系統,包含:一真空腔室;一噴淋頭,一源氣體經由該噴淋頭供應至該真空腔室;如請求項1所述之夾盤;以及一RF產生器,耦合至該真空腔室、噴淋頭或夾盤中之至 少一者。
  19. 如請求項18所述之電漿蝕刻系統,其中該擴散器板進一步包含至少一個回流開口,該至少一個回流開口穿過擴散器板且與穿過該供應儲水槽之一回流管道耦合;以及其中該蝕刻系統進一步包含一熱轉移流體迴路,該熱轉移流體迴路將該供應儲水槽流體耦合至一熱交換器或冷卻器之一高壓力側,且將該回流管道流體耦合至該熱交換器或冷卻器之一低壓力側。
  20. 如請求項19所述之電漿蝕刻系統,其中該熱轉移流體為一液體。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10537013B2 (en) 2012-04-23 2020-01-14 Applied Materials, Inc. Distributed electro-static chuck cooling
US10332772B2 (en) 2013-03-13 2019-06-25 Applied Materials, Inc. Multi-zone heated ESC with independent edge zones
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US10008404B2 (en) 2014-10-17 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
US10186444B2 (en) 2015-03-20 2019-01-22 Applied Materials, Inc. Gas flow for condensation reduction with a substrate processing chuck
US10008399B2 (en) 2015-05-19 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic puck assembly with metal bonded backing plate for high temperature processes
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US10504700B2 (en) 2015-08-27 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
US10249526B2 (en) 2016-03-04 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly for high temperature processes
US10522377B2 (en) * 2016-07-01 2019-12-31 Lam Research Corporation System and method for substrate support feed-forward temperature control based on RF power
JP7037640B2 (ja) * 2018-03-28 2022-03-16 京セラ株式会社 ヒータ及びヒータシステム
US10957572B2 (en) 2018-05-02 2021-03-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone gasket for substrate support assembly

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740853B1 (en) * 1999-09-29 2004-05-25 Tokyo Electron Limited Multi-zone resistance heater
US20060105182A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Applied Materials, Inc. Erosion resistant textured chamber surface
US7697260B2 (en) * 2004-03-31 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Detachable electrostatic chuck
JP5183058B2 (ja) * 2006-07-20 2013-04-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 急速温度勾配コントロールによる基板処理
US7589950B2 (en) * 2006-10-13 2009-09-15 Applied Materials, Inc. Detachable electrostatic chuck having sealing assembly
CN101903996B (zh) * 2007-12-21 2013-04-03 应用材料公司 用于控制衬底温度的方法和设备
JP5507198B2 (ja) * 2009-10-26 2014-05-28 新光電気工業株式会社 静電チャック

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