TW202109591A - 製程套組的護套和溫度控制 - Google Patents

製程套組的護套和溫度控制 Download PDF

Info

Publication number
TW202109591A
TW202109591A TW109125545A TW109125545A TW202109591A TW 202109591 A TW202109591 A TW 202109591A TW 109125545 A TW109125545 A TW 109125545A TW 109125545 A TW109125545 A TW 109125545A TW 202109591 A TW202109591 A TW 202109591A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cooling plate
ceramic
plate
ring
ceramic ring
Prior art date
Application number
TW109125545A
Other languages
English (en)
Inventor
趙在龍
卡堤克 拉馬斯瓦米
丹尼爾桑 比恩
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202109591A publication Critical patent/TW202109591A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins

Landscapes

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

Abstract

此處提供處理套組的實施例。在某些實施例中，一種在基板處理腔室中使用的處理套組，包括：陶瓷環，具有上部表面及下部表面，其中陶瓷環包括佈置於陶瓷環中的夾持電極及佈置於陶瓷環中的加熱元件；及邊緣環，佈置於陶瓷環上。

Description

製程套組的護套和溫度控制
本申請案主張於2019年7月30日申請的第62/880,529號美國臨時專利申請案的優先權，其在此處整體併入作為參考。
本揭露案的實施例大致係關於基板處理系統，且更具體而言，係關於在基板處理系統中使用的處理套組。
射頻（RF）功率常常在蝕刻處理中使用，例如需要非常高深寬比的孔洞，以製造接觸或深的溝道，用於鋪設電氣路徑的設施。RF功率可用於電漿產生及/或用於在待處理的基板上建立偏壓，以吸引來自體積電漿的離子。靜電夾盤用以靜電保持基板，以在處理期間控制基板溫度。靜電夾盤通常包括嵌入介電板中的電極，及佈置於介電板下方的冷卻板。處理套組可包括邊緣環，邊緣環通常佈置於冷卻板上方，且在介電板四周，以引導基板。
然而，當基板放置於處理腔室達長的閒置時間之後，邊緣環的溫度隨著基板以兩個不同的RF功率處理而上升。介於邊緣環及介電板之間的溫度差異相較於介電板及處理氣體可造成邊緣環及處理氣體之間非均勻的化學反應，而造成處理偏差。
用於建立偏壓的RF功率源施加至冷卻板。發明人已觀察到隨著邊緣環的高度歸因於基板處理期間離子撞擊而降低，藉由偏壓RF功率源建立的護套中的等勢線變得傾向靠近邊緣環，造成處理偏差。
因此，發明人已提供強化的處理套組的實施例。
此處提供在基板處理腔室中使用的處理套組的實施例。在某些實施例中，一種在基板處理腔室中使用的處理套組，包括：陶瓷環，具有上部表面及下部表面，其中陶瓷環包括佈置於陶瓷環中的一或更多夾持電極，及佈置於陶瓷環中的加熱元件；及邊緣環，佈置於陶瓷環上。
在某些實施例中，一種在基板處理腔室中使用的基板支撐件，包括陶瓷板，具有配置成支撐基板的第一側及相對於第一側的第二側，其中陶瓷板包括安裝於陶瓷板中的電極；第一冷卻板，耦合至陶瓷板的第二側；陶瓷環，佈置於陶瓷板四周，且具有第一側及相對於第一側的第二側，其中陶瓷環包括佈置於陶瓷環中的一或更多夾持電極及加熱元件，且其中陶瓷環與第一冷卻板間隔開來；邊緣環，佈置於該陶瓷環上；及第二冷卻板，耦合至陶瓷環的第二側，其中第二冷卻板與第一冷卻板熱隔絕。
在某些實施例中，一種處理腔室，包括腔室主體，具有基板支撐件佈置於腔室主體的內部空間之中，其中基板支撐件包括：冷卻板；陶瓷板，佈置於冷卻板上方，及氣體通道，從陶瓷板的底部表面延伸至頂部表面；陶瓷環，佈置於冷卻板上方及陶瓷板四周，具有間隙在其之間及具有佈置於陶瓷環中的一或更多夾持電極及加熱元件；邊緣環，佈置於陶瓷環上；及功率源，耦合至加熱元件，以獨立於陶瓷板的溫度控制陶瓷環的溫度。
以下說明本揭露案的其他及進一步實施例。
此處提供在基板處理腔室中使用的基板支撐件及處理套組的實施例。基板支撐件包括陶瓷板，具有支撐表面以支撐基板。基板支撐件包括處理套組，具有佈置於陶瓷板四周的陶瓷環。處理套組進一步包括邊緣環，佈置於陶瓷環上以引導基板。陶瓷環及陶瓷板有利地彼此熱隔絕，以提供獨立的溫度控制。
第1圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪具有基板支撐件的處理腔室（例如，電漿處理腔室）的概要側視圖。在某些實施例中，電漿處理腔室為蝕刻處理腔室。然而，配置用於不同處理的其他類型的處理腔室亦可使用或經修改用於與此處所述的靜電夾盤的實施例一起使用。
腔室100為真空腔室，而適合適以在基板處理期間於腔室內部空間120之中維持低於大氣壓力。腔室100包括腔室主體106，由蓋104覆蓋，而包覆定位於腔室內部空間120的上半部中的處理空間119。腔室100亦包括一或更多護罩105，環繞各種腔室部件，以避免此等部件及游離處理材料之間非所欲的反應。腔室主體106及蓋104可以金屬製成，例如鋁。腔室主體106可藉由耦合至接地115而接地。
基板支撐件124佈置於腔室內部空間120之中，以支撐且保持基板122，例如半導體晶圓，或例如可靜電保持的其他此類基板。基板支撐件124可大致包含靜電夾盤150（關於第2-3圖以下更詳細說明）及用於支撐靜電夾盤150的中空支撐桿112。靜電夾盤152包含具有一或更多電極154佈置於其中的陶瓷板152及冷卻板136。中空支撐桿112提供導管，以例如提供背側氣體、處理氣體、流體、冷卻劑、功率或類似者至靜電夾盤150。基板支撐件124包括佈置於陶瓷板152四周的陶瓷環187（關於第2-3圖以下更詳細說明）。
在某些實施例中，中空支撐桿112耦合至舉升機構113，例如致動器或馬達，而提供靜電夾盤150在上部、處理位置（如第1圖中所顯示）及下部、傳送位置（未顯示）之間的垂直運動。風箱組件110佈置於中空支撐桿112四周，且耦合於靜電夾盤150及腔室100的底部表面126之間，以提供彈性密封，而允許靜電夾盤150的垂直運動，同時避免從腔室100之中失去真空。風箱組件110亦包括與O形環165接觸的下部風箱凸緣164或接觸底部表面126的其他適合的密封元件，以幫助避免失去腔室的真空。
中空支撐桿112提供導管用於將背側氣體供應器141、夾持電源供應器140及RF源（例如，RF電漿電源供應器170及偏壓電源供應器117）耦合至靜電夾盤150。在某些實施例中，藉由RF電漿電源供應器170供應的RF能量可具有約40MHz或更大的頻率。背側氣體供應器141佈置於腔室主體106的外側且供應熱傳送氣體至靜電夾盤150。在某些實施例中，RF電漿電源供應器170及偏壓電源供應器117透過分別的RF匹配網路（僅顯示RF匹配網路116）耦合至靜電夾盤150。在某些實施例中，基板支撐件124可替代地包括AC、DC或RF偏壓功率。
基板舉升130可包括固定於平台108上的舉升銷109 ，平台108連接至桿111，而耦合至第二舉升機構132用於抬升及降低基板舉升130，使得基板122可放置於靜電夾盤150上或從靜電夾盤150移除。靜電夾盤150可包括通孔以容納舉升銷109。風箱組件131耦合於基板舉升130及底部表面126之間，以提供彈性密封而在基板舉升130的垂直動作期間維持腔室真空。
在某些實施例中，靜電夾盤150包括氣體分配通道138，從靜電夾盤150的下部表面（例如，冷卻板136的底部表面）延伸至靜電夾盤150的上部表面中的各種開口。氣體分配通道138配置成提供例如氮氣（N）或氦氣（He）的背側氣體至靜電夾盤150的頂部表面，以作用為熱傳送媒介。氣體分配通道138透過氣體導管142與背側氣體供應器141流體連通，以在使用期間控制靜電夾盤150的溫度及/或溫度輪廓。
腔室100耦合至真空系統114且與真空系統114流體連通，真空系統114包括節流閥（未顯示）及真空幫浦（未顯示），而用以排空腔室100。腔室100內側的壓力可藉由調整節流閥及/或真空幫浦而調節。腔室100亦耦合至處理氣體供應器118且與處理氣體供應器118流體連通，處理氣體供應器118可供應一或更多處理氣體至腔室100，用於處理佈置於其中的基板。
舉例而言，在操作中，可在腔室內部空間120中產生電漿102，以實行一或更多操作。電漿102可藉由從電漿功率源（例如，RF電漿電源供應器170）透過接近或在腔室內部空間120之中的一或更多電極耦合功率至處理氣體來產生，以點燃處理氣體且產生電漿102。偏壓功率亦可從偏壓電源供應器（例如，偏壓電源供應器117）提供至靜電夾盤150之中的一或更多電極154，以從電漿吸引離子朝向基板122。
第2圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪基板支撐件的概要部分側視圖。陶瓷板152包括配置成支撐基板122的第一側216及相對於第一側216的第二側224。陶瓷板152包括一或更多電極154安裝於其中。在某些實施例中，一或更多電極154包含上部電極、下部電極及電氣耦合至上部及下部電極的複數個柱。在某些實施例中，陶瓷板152以氮化鋁（AlN）或氧化鋁（Al2 O3 ）製成。在某些實施例中，陶瓷板152包括從陶瓷板152的外部側壁232徑向向外延伸的環狀環286。
在某些實施例中，冷卻板136以導電材料製成，例如鋁（Al）。在某些實施例中，冷卻板136包括耦合至陶瓷板152的第二側224的第一冷卻板208。在某些實施例中，第一冷卻板208的外部表面與陶瓷板152的外部表面共平面。第一冷卻板208包括複數個第一冷卻劑通道242。第一冷卻劑通道242配置成流動通過冷卻劑以冷卻陶瓷板152。
在某些實施例中，結合層230佈置於陶瓷板152及第一冷卻板208之間。結合層230配置成在第一冷卻板208及陶瓷板152之間提供改進的熱耦合。在某些實施例中，結合層230包含矽樹脂。在某些實施例中，結合層230具有約0.1mm至約0.4mm的厚度。在某些實施例中，結合層230具有約0.2W/mK至約1.2W/mK的導熱性。
陶瓷環187佈置於陶瓷板152四周。陶瓷環187包括第一側244及相對於第一側244的第二側226。在某些實施例中，第一側244為上部側。在某些實施例中，陶瓷環187包括一或更多夾持電極228安裝於其中。邊緣環210佈置於陶瓷環187上。在某些實施例中，邊緣環210的外部直徑大於陶瓷環187的外部直徑。邊緣環210包括佈置於邊緣環210的最上部表面及第二上部表面214之間的有角度的內部表面212。一或更多夾持電極228耦合至夾持電源供應器254，以保持邊緣環210。在某些實施例中，陶瓷環187以氮化鋁（AlN）或氧化鋁（Al2 O3 ）製成。
在某些實施例中，偏壓電源供應器117電氣耦合至冷卻板136，以在基板122及邊緣環210上建立相同的偏壓。在操作中，施加在冷卻板136上的偏壓電源供應器117在基板122及電漿102之間產生護套。結果，來自電漿102的離子吸引至被偏壓的基板122，且離子以垂直於護套之中的等勢線加速通過護套。當邊緣環210因為處理而隨著時間磨損，護套的形狀靠近基板122的邊緣彎曲，導致基板122非均勻的處理。
為了最小化在基板122上的衝擊且引導電壓控制，偏壓電源供應器117有利地配置成提供負的脈衝DC功率源258至一或更多夾持電極228。負的脈衝DC功率源258配置成提供功率輪廓，以修正護套彎曲，且橫跨基板122維持實質上平坦的護套輪廓。在某些實施例中，一或更多夾持電極228以小於0.3mm距邊緣環210的底部佈置，以提供負的脈衝DC功率足夠的耦合至邊緣環210。
陶瓷環187包括安裝於陶瓷環187中的加熱元件219。加熱元件219耦合至功率源268（例如，AC功率源）以加熱加熱元件219。在某些實施例中，溫度探針佈置於陶瓷環187的第二側226上，以藉由控制功率源268施加至加熱元件219的功率來監控且控制陶瓷環187的溫度。在某些實施例中，夾持電極佈置於第一側244及加熱元件219之間。陶瓷環187與陶瓷板152間隔開來。在某些實施例中，陶瓷環187與第一冷卻板208間隔開來。
在某些實施例中，氣體分配通道138包括從靜電夾盤150的下部表面（例如，冷卻板136的底部表面）延伸至陶瓷環187的頂部表面的第二氣體通道（見第2圖）。第二氣體通道配置成提供例如氮氣（N）或氦氣（He）的背側氣體至陶瓷環187的頂部表面，以作用為熱傳送媒介。
在某些實施例中，陶瓷環187在上部內部邊緣處包括第一缺口。在某些實施例中，環狀環286佈置於第一缺口中。在某些實施例中，陶瓷環187在上部內部邊緣處包括第二缺口。在某些實施例中，第二缺口配置成容納O形環，以提供背側氣體的密封。
第二冷卻板218耦合至陶瓷環187的第二側226。在某些實施例中，第二冷卻板218與第一冷卻板208電氣連接但熱隔絕。第二冷卻板218具有複數個第二冷卻劑通道252。第二冷卻劑通道252配置成流動通過冷卻劑以冷卻陶瓷環187。在某些實施例中，第二冷卻劑通道252與第一冷卻劑通道242流體獨立，以有利地獨立冷卻邊緣環210及基板122。第一冷卻劑通道242及第二冷卻劑通道252耦合至配置成通過其再循環冷卻劑的冷凝器272。在某些實施例中，結合層262佈置於陶瓷環187及第二冷卻板218之間。在某些實施例中，結合層262類似於結合層230。
在某些實施例中，如第2圖中所顯示，第一冷卻板208具有碟狀，且佈置於具有碟狀的第二冷卻板218上。在某些實施例中，第二冷卻板218在第二冷卻板218的周圍邊緣處具有抬升的唇部284。在某些實施例中，抬升的唇部284的寬度與陶瓷環187的寬度實質上相同。抬升的唇部284與第一冷卻板208間隔開來，以提供與第一冷卻板208的熱隔絕。
在某些實施例中，如第2圖中所顯示，熱隔絕層282佈置於第一冷卻板208及第二冷卻板218之間，以將第一冷卻板208與第二冷卻板218熱隔絕。在某些實施例中，熱隔絕層282以藉由美國密歇根州米德蘭的DuPont Electronics公司製造的CIRLEX® 製成。在某些實施例中，熱隔絕層282具有為約1.0mm至約2.0mm之厚度。在某些實施例中，熱隔絕層282具有約0.1W/mK至約0.3W/mK的導熱性。
在某些實施例中，如第2圖中所顯示，氣體分配通道138包括從第二冷卻板218的底部透過第二冷卻板218、第一冷卻板208及陶瓷板152延伸至第一冷卻板208的第一側216或頂部表面的第一氣體通道238。在某些實施例中，氣體分配通道138包括從第二冷卻板218的底部經由第二冷卻板218及陶瓷環187延伸至陶瓷環187的第一側244的第二氣體通道256。第一氣體通道238及第二氣體通道256配置成分別提供背側氣體至陶瓷板152的第一側216及陶瓷環187的第一側244。在某些實施例中，第一氣體通道238及第二氣體通道256在基板支撐件124之中為流體獨立的，以對基板122及邊緣環210提供獨立溫度控制。
第3圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪基板支撐件的概要部分側視圖。在某些實施例中，如第3圖中所顯示，第二冷卻板318為環形，且佈置於第一冷卻板308四周。在某些實施例中，第一冷卻板308在下部周圍邊緣處包括缺口314。在某些實施例中，第二冷卻板318包括從第二冷卻板318的下部表面342徑向向內延伸的環狀凸片312。環狀凸片312延伸至缺口314中而不接觸第一冷卻板308。在某些實施例中，間隙346延伸於第一冷卻板308及第二冷卻板318之間，以將第一冷卻板308與第二冷卻板318熱隔絕。在某些實施例中，第二冷卻板318的下部表面342與第一冷卻板308的下部表面共平面。在某些實施例中，第一冷卻板208及第二冷卻板318佈置於絕緣器304上且耦合至絕緣器304。在某些實施例中，絕緣器以塑膠材料製成。
在某些實施例中，O形環316佈置於藉由缺口314界定的表面及環狀凸片312之間，以提供密封，以減少或避免背側氣體洩漏至間隙346中。在某些實施例中，環狀墊片328佈置於藉由缺口314界定的表面及環狀凸片312之間，以電氣耦合第一冷卻板308及第二冷卻板318。在某些實施例中，第二O形環326佈置於陶瓷環187及邊緣環210之間，以提供密封，以減少或避免背側氣體洩漏至間隙346中。在某些實施例中，第三O形環324佈置於陶瓷環187及第二冷卻板218之間，以提供密封，以減少或避免背側氣體洩漏於其間。
儘管以上針對本揭露案的實施例，可衍生本揭露案的其他及進一步實施例而不會悖離其基本範疇。
100:腔室 102:電漿 104:蓋 105:護罩 106:主體 108:平台 109:銷 110:組件 111:桿 112:桿 113:機制 114:系統 115:接地 116:網路 117:供應器 118:供應器 119:空間 120:空間 122:基板 124:支撐件 126:表面 130:舉升 131:組件 132:機制 136:板 138:通道 140:供應器 141:供應器 142:導管 150:夾盤 152:板 154:電極 164:凸緣 165:O形環 170:供應器 187:環 208:板 210:環 212:表面 214:表面 216:側 218:板 219:元件 224:側 226:側 228:電極 230:層 232:側壁 238:通道 242:通道 252:通道 254:供應器 256:通道 258:源 262:層 268:源 272:冷凝器 282:層 284:唇部 304:絕緣器 308:板 312:凸片 314:缺口 316:O形環 318:板 324:O形環 326:O形環 328:墊圈 342:表面 346:間隙
以上簡要概述且以下詳細討論的本揭露案的實施例可藉由參考描繪於隨附圖式中本揭露案的圖示實施例而理解。然而，隨附圖式僅圖示本揭露案的典型實施例，且因此不應考量為範疇之限制，因為本揭露案認可其他均等效果的實施例。
第1圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪具有基板支撐件的處理腔室之概要側視圖。
第2圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪基板支撐件的概要部分側視圖。
第3圖根據本揭露案的至少某些實施例，描繪基板支撐件的概要部分側視圖。
為了促進理解，已盡可能地使用相同的元件符號代表共通圖式中相同的元件。圖式並非按照比例繪製，且可為了清楚而簡化。一個實施例的元件及特徵可有益地併入其他實施例中而無須進一步說明。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
117:供應器
122:基板
124:支撐件
140:供應器
152:板
154:電極
187:環
208:板
210:環
212:表面
214:表面
216:側
218:板
219:元件
224:側
226:側
228:電極
230:層
232:側壁
238:通道
242:通道
252:通道
254:供應器
256:通道
258:源
262:層
268:源
272:冷凝器
282:層
284:唇部

Claims (20)

  1. 一種在一基板處理腔室中使用的處理套組，包含： 一陶瓷環，具有一上部表面及一下部表面，其中該陶瓷環包括佈置於該陶瓷環中的一或更多夾持電極，及佈置於該陶瓷環中的一加熱元件；及 一邊緣環，佈置於該陶瓷環上。
  2. 如請求項1所述之處理套組，其中該一或更多夾持電極佈置於該上部表面及該加熱元件之間。
  3. 如請求項1所述之處理套組，進一步包含一氣體通道，從該陶瓷環的該下部表面延伸至該上部表面。
  4. 如請求項1所述之處理套組，其中該陶瓷環包含氮化鋁（AlN）或氧化鋁（Al2 O3 ）。
  5. 如請求項1所述之處理套組，其中該陶瓷環在一上部內部邊緣處包括一缺口。
  6. 如請求項1至5任一項所述之處理套組，進一步包含一冷卻板，耦合至該陶瓷環。
  7. 如請求項6所述之處理套組，進一步包含一結合層，佈置於該陶瓷環及該冷卻板之間。
  8. 一種在一基板處理腔室中使用的基板支撐件，包含： 一陶瓷板，具有配置成支撐一基板的一第一側及相對於該第一側的一第二側，其中該陶瓷板包括安裝於該陶瓷板中的一電極； 一第一冷卻板，耦合至該陶瓷板的該第二側； 如請求項1至5任一項所述之陶瓷環，佈置於該陶瓷板四周，且其中該陶瓷環與該第一冷卻板間隔開來；及 一第二冷卻板，耦合至該陶瓷環的該第二側，其中該第二冷卻板與該第一冷卻板熱隔絕。
  9. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該第一冷卻板及該第二冷卻板包括配置成循環一冷卻劑的冷卻劑通道。
  10. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該一或更多夾持電極耦合至一負脈衝DC功率源。
  11. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該第一冷卻板佈置於該第二冷卻板上，而具有一熱隔絕層在其間。
  12. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該第二冷卻板為佈置於該第一冷卻板四周而具有一間隙在其間的一環。
  13. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該邊緣環包括一有角度的內部表面。
  14. 如請求項8所述之基板支撐件，進一步包含一氣體通道，從該陶瓷板的該第一側延伸至該第二側。
  15. 如請求項8所述之基板支撐件，進一步包含一結合層，佈置於該陶瓷環及該第二冷卻板之間。
  16. 一種處理腔室，包含： 一腔室主體，具有一基板支撐件佈置於該腔室主體的一內部空間之中，其中該基板支撐件包括： 一冷卻板； 一陶瓷板，佈置於該冷卻板上方，及一氣體通道，從該陶瓷板的一底部表面延伸至一頂部表面； 如請求項1至5任一項所述之陶瓷環，佈置於該冷卻板上方及該陶瓷板四周，具有一間隙在其間；及 一功率源，耦合至該加熱元件，以獨立於該陶瓷板的一溫度控制該陶瓷環的該溫度。
  17. 如請求項16所述之處理腔室，其中該一或更多夾持電極耦合至一負脈衝DC功率源。
  18. 如請求項16所述之處理腔室，其中該冷卻板包含佈置於該陶瓷板下方的一第一冷卻板，及佈置於該陶瓷環下方的一第二冷卻板。
  19. 如請求項18所述之處理腔室，其中該第一冷卻板及該第二冷卻板佈置於一絕緣器上。
  20. 如請求項18所述之處理腔室，其中該第一冷卻板佈置於該第二冷卻板上，而具有一熱隔絕層在其間。
TW109125545A 2019-07-30 2020-07-29 製程套組的護套和溫度控制 TW202109591A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962880529P 2019-07-30 2019-07-30
US62/880,529 2019-07-30
US16/939,160 2020-07-27
US16/939,160 US11894255B2 (en) 2019-07-30 2020-07-27 Sheath and temperature control of process kit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202109591A true TW202109591A (zh) 2021-03-01

Family

ID=74230119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109125545A TW202109591A (zh) 2019-07-30 2020-07-29 製程套組的護套和溫度控制

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11894255B2 (zh)
JP (1) JP7381713B2 (zh)
KR (1) KR20220037498A (zh)
CN (1) CN114144861B (zh)
TW (1) TW202109591A (zh)
WO (1) WO2021021831A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11610792B2 (en) * 2019-08-16 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Heated substrate support with thermal baffles
JP2021068782A (ja) * 2019-10-21 2021-04-30 東京エレクトロン株式会社 載置台アセンブリ、基板処理装置、及びシール部材
US20220336258A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Applied Materials, Inc. Apparatus for controlling lift pin movement

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4151749B2 (ja) 1998-07-16 2008-09-17 東京エレクトロンＡｔ株式会社 プラズマ処理装置およびその方法
JP4559595B2 (ja) 2000-07-17 2010-10-06 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置及びプラズマ処理装置
US6838646B2 (en) * 2002-08-22 2005-01-04 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Susceptor device
US7244336B2 (en) 2003-12-17 2007-07-17 Lam Research Corporation Temperature controlled hot edge ring assembly for reducing plasma reactor etch rate drift
JP5317424B2 (ja) * 2007-03-28 2013-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US7758764B2 (en) 2007-06-28 2010-07-20 Lam Research Corporation Methods and apparatus for substrate processing
JP2009290087A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及びプラズマ処理装置
US20100018648A1 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 Applied Marterials, Inc. Workpiece support for a plasma reactor with controlled apportionment of rf power to a process kit ring
US8449679B2 (en) * 2008-08-15 2013-05-28 Lam Research Corporation Temperature controlled hot edge ring assembly
JP5657262B2 (ja) * 2009-03-27 2015-01-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101559913B1 (ko) 2009-06-25 2015-10-27 삼성전자주식회사 플라즈마 건식 식각 장치
JP5642531B2 (ja) * 2010-12-22 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
TWI560801B (en) * 2011-09-30 2016-12-01 Applied Materials Inc Electrostatic chuck with temperature control
JP6001402B2 (ja) 2012-09-28 2016-10-05 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
US9779971B2 (en) * 2014-04-11 2017-10-03 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for rapidly cooling a substrate
JP6442296B2 (ja) * 2014-06-24 2018-12-19 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
KR20160015510A (ko) 2014-07-30 2016-02-15 삼성전자주식회사 정전척 어셈블리, 이를 구비하는 반도체 제조장치, 및 이를 이용한 플라즈마 처리방법
US10008404B2 (en) * 2014-10-17 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
JP6346855B2 (ja) * 2014-12-25 2018-06-20 東京エレクトロン株式会社 静電吸着方法及び基板処理装置
JP6539113B2 (ja) 2015-05-28 2019-07-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10854492B2 (en) 2015-08-18 2020-12-01 Lam Research Corporation Edge ring assembly for improving feature profile tilting at extreme edge of wafer
US10109464B2 (en) * 2016-01-11 2018-10-23 Applied Materials, Inc. Minimization of ring erosion during plasma processes
US10685862B2 (en) * 2016-01-22 2020-06-16 Applied Materials, Inc. Controlling the RF amplitude of an edge ring of a capacitively coupled plasma process device
KR20170127724A (ko) 2016-05-12 2017-11-22 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
US9852889B1 (en) 2016-06-22 2017-12-26 Lam Research Corporation Systems and methods for controlling directionality of ions in an edge region by using an electrode within a coupling ring
US9947517B1 (en) 2016-12-16 2018-04-17 Applied Materials, Inc. Adjustable extended electrode for edge uniformity control
KR102581226B1 (ko) * 2016-12-23 2023-09-20 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
JP6869034B2 (ja) * 2017-01-17 2021-05-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102535916B1 (ko) * 2017-04-26 2023-05-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
US10763081B2 (en) 2017-07-10 2020-09-01 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for manipulating radio frequency power at an edge ring in plasma process device
JP6866255B2 (ja) * 2017-08-09 2021-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10784089B2 (en) * 2019-02-01 2020-09-22 Applied Materials, Inc. Temperature and bias control of edge ring
US11551916B2 (en) * 2020-03-20 2023-01-10 Applied Materials, Inc. Sheath and temperature control of a process kit in a substrate processing chamber

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220037498A (ko) 2022-03-24
US11894255B2 (en) 2024-02-06
JP2022542090A (ja) 2022-09-29
CN114144861B (zh) 2024-06-04
JP7381713B2 (ja) 2023-11-15
US20210035844A1 (en) 2021-02-04
WO2021021831A1 (en) 2021-02-04
CN114144861A (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6728196B2 (ja) 高温ポリマー接合によって金属ベースに接合されたセラミックス静電チャック
US11551916B2 (en) Sheath and temperature control of a process kit in a substrate processing chamber
TW202109591A (zh) 製程套組的護套和溫度控制
KR102042612B1 (ko) 반도체 프로세싱에서 엣지 링의 열 관리
TW201921580A (zh) 具有冷卻和傳導銷的基板支撐件
KR102449747B1 (ko) 플라즈마 프로세싱을 위한 이중-구역 가열기
TW202046371A (zh) 電漿處理腔室中用於高偏壓射頻(rf)功率應用的靜電夾盤
TW202224067A (zh) 經由邊緣夾鉗的薄型基板運送
TW202123304A (zh) 用於處理腔室的高導通下部護罩
US11551960B2 (en) Helical plug for reduction or prevention of arcing in a substrate support
US11424096B2 (en) Temperature controlled secondary electrode for ion control at substrate edge
TW202235646A (zh) 用於經由邊緣夾鉗進行薄基板操縱的沉積環
TW202126121A (zh) 用於處理腔室的高導通內部護罩
US20220293397A1 (en) Substrate edge ring that extends process environment beyond substrate diameter
JP7508693B2 (ja) 基板支持体内のリフトピンインターフェース
TW202224083A (zh) 基板支撐件中的提升銷接口
KR20200000994A (ko) 기판 처리장치
TW202326797A (zh) 用於減少邊緣電弧的可更換靜電卡盤外環
CN117859200A (zh) 用于减轻边缘电弧放电的可更换静电卡盘外环
TW202333287A (zh) 基板支撐件的間隙抽吸以防止輝光放電和點火
JP2019160843A (ja) 基板載置構造体およびプラズマ処理装置