TWI495752B - 具有可作為溫度控制用之流體區的工作支承 - Google Patents

Description

具有可作為溫度控制用之流體區的工作支承

本發明係有關一種工作支承，尤其係有關一種具有可作為溫度控制用之流體區的工作支承，一流體，例如空氣，係餵入該流體區中，用於接觸工作支承上的工件，該流體能具有選擇性的熱導特徵，用於控制位在特定位置上的工作之溫度。

多種處理室係已可取得，用於加工不同的工件。該工件可包括，例如，玻璃板、膜、緞帶、太陽能板、鏡子、液晶顯示器、半導體晶圓、及相似之類等。許多不同的處理室已經可以取得，例如，於製造積體電路期間用於加工半導體晶圓。該處理室可用於退火晶圓，執行化學氣相沉積、物理氣相沉積、電漿及化學蝕刻處理、熱處理、表面工程、及其他處理。這些種類的處理室典型地包含一工件支承，用於握持工件於該室內。

在許多處理中，想要控制處理期間的工件溫度。例如，如果工件的溫度係均勻的及以想要的速率上升或下降至最高或最低點，則處理可予以最佳化。

在過去，工件支承已經用於加熱工件、冷卻工件、或控制工件溫度。在美國專利第5609720號、第5761023號、及日本專利申請第S63-78975(1988)，公開號為第H1-251735號中，已揭露工件支承，其具有一上表面，界定一圓形的通道，以不同壓力的熱導氣體加以充填，其接觸工件的底表面用於控制工件之溫度；以上專利全部內容在此併入以供參考。

例如在美國專利第5761023號中，揭示一工件支承，具有不同的壓力區，其設在支承的頂表面。在兩個不同區中提供一密封區，在該兩區中允許不同氣壓。工件想要較大的熱轉移的相對應 區域上，係提供較大的氣壓。依此方式，工件的溫度能加以控制，同時工件係暴露於處理下，其中該處理能影響工件的溫度。

雖然有多種嘗試以設計工件支承，其能控制不均勻性溫度，及握持工件於工件支承上，但仍有多種的缺點及不足。因此，有一需要進一步地改良工件支承，其能控制處理室內工件的溫度。

一般而言，本發明係有關一種工件支承，其用於握持工件於一處理室中，及關於一處理用於控制處理室內工件的溫度，及關於工件處理系統。依照本發明，工件支承包含多數個供應流體，如空氣，至工件支承及工件間的流體區，用於影響該區內工件的溫度。依照本發明，至少某區係非軸對稱的。依此方式，工件於工件方位角上的不同位置的溫度，能加以控制，其中溫度的不規則性可發生，例如，其起因於加工，如不均勻熱流。

例如在一實施例中，本發明係有關一工件支承，其包含一工件支承界定一工件接收表面。該工件接收表面係用於接收及握持一工件，如半導體晶圓。但應瞭解，依照本發明，任何合適的工件可加以握持於工件支承上。

工件支承包含一工件接收表面，其加以分割成為多數個流體區。每一流體區係與相對應的流體供應器彼此相通，該流體區供應器用於供應加壓的流體至單一流體區之工件接收表面及相對應的工件表面區之間。當流體餵入每一流體區時，每一流體區成為加壓化的。流體區係加以分割的，以致每一區係加以構形成加壓化的，其獨立於其他區。進一步地，至少某區在工件接收表面上係具有不同的方位角位置。這個結構可允許每一方位角區上的溫度加以獨立地調整，以致於藉由校正非均勻的方位角處理影響，而取得工件表面上所想要的控制溫度。

例如，在一實施例中，工件接收表面可包含一外周，其包括一外圍帶。該外圍帶可加以分割成流體區，具有不同的方位角位置。例如，外圍帶可加以分割成約2至12個區，如約3至12個區。在一實施例中，工件支承可進一步地包含一流體區，中心地位於工件接收表面。該中心地定位之流體區可具有一圓形或多角形的形狀，及可由外圍帶加以包圍。

具有不同方位角位置的流體區，可全部具有一實質相同的形狀及表面積。例如，沿著外圍帶加以安置時，外圍帶可加以分割成相同的分部。但於其他實施例中，不同方位角位置分部上的流體區可有不同的尺寸及形狀。

如上所述，流體區可獨立地操作。例如，在一實施例中，流體區可用脊部加以分割，其與位在工件支承上的工件形成密封。

在一實施例中，工件支承可包括一靜電夾，其形成一靜電吸付至工件。在本實施例中，例如，工件支承可包含至少一金屬電極，嵌入一合適的介電材料。每一電極係包裹在介電材料中，及工件支承可與一DC電源相通，供應電壓至已包裹的電極。

依照本發明所製成的工件支承能與任何合適的處理室一同使用。在一實施例中，例如，工件支承可安置在一處理室中，該室與供應電漿至室內的電漿供應器彼此相通。例如，該電漿供應器可用於傳導電漿，加強在室內工件上的化學氣相沉積。應予瞭解的是，工件支承可用於一執行多種其他加工處理室中，如退火、離子蝕刻、電漿蝕刻等。

為了更佳地控制工件溫度，處理室可包含一或更多的溫度測量裝置，測量位在工件支承上的工件之溫度。處理室能進一步地包含一控制器，與溫度測量裝置及每一流體區之流體供應器相通。控制器可為任何合適的可程式化邏輯單元或微處理器，能加 以構形而基於從溫度測量裝置接收到之資訊，控制每一流體區內的壓力。

在一實施例中，控制器可為任何合適的可程式化邏輯單元或微處理器，能加以構形而基於從一模組基控制(model based control)所接收到之資訊，控制每一流體區內的壓力，其中傳到每一區中的能量流係由模組基控制指數加以預測。

在一實施例中，該室可包含多數個溫度測量裝置。例如，一溫度測量裝置可加以使用來監視工件在相對於每一流體區位置上的溫度。溫度測量裝置可包括，例如，高熱器。

取決於特定之應用，餵入每一流體區內的流體能加以改變。例如，可加以選用一流體，其與工件係非反應性的。例如，在一實施例中，一非反應性氣體，如氦氣，能餵入每一流體區中。氣體施加在工件上的壓力數量，基於所要的結果，也能加以改變。一般而言，工件上氣體壓力之增加，氣體調整多個區域內與其接觸之工件溫度的能力也增加。通常氣壓可為約1至約800托耳(133kPa)。

除了關於工件支承及處理室之外，本發明也關於用於控制工件溫度的方法。該方法包括以下步驟：例如，安置一工件於處理室內的工件支承上。工件安置在工件支承上後，施加一能源至處理室內的工件，造成工件溫度增加。該能源可包含，例如，電漿源、熱能源、及相似之類等。為了控制工件在加熱時的溫度，流體餵入獨立的加壓化流體區中，其介於工件及工件支承之工件接收表面。每一流體區影響工件上相對應點的溫度。依照本發明，至少某區具有不同的工件上的方位角位。

本發明其他特徵與觀點，將於下文作更深入的探討。

任何熟習本項技藝之人士應予瞭解，本揭示內容係僅為範例 用之實施例，並不打算成為本發明觀點之限制。

本發明通常係有關一工件支承，其在工件於處理室中處理時，不只能夠握持工件，也能影響工件之溫度。工件的溫度係由多數個流體區加以控制，其係產生在工件及工件支承之頂表面之間。一流體，例如具有所要熱傳導性質的空氣，餵入流體區中，在氣體以及相對於流體區之工件表面的部份之間，造成熱轉移。藉由控制每一流體區內的壓力，熱轉移的數量能加以改變。依此方式，可調整工件在特定位置上的溫度。

依照本發明，至少某些流體區，相對於工件，係位於不同的方位角位置上。在過去，工件支承已經加以建議包含多種壓力區用於控制熱轉移。但是該區係圓形，只允許軸對稱方式的溫度控制。而本發明已經發現，工件可幾乎不軸對稱式地加熱或冷卻。工件在處理時，其溫度典型地係徑向地及方位角地加以改變。不均勻的溫度可由多種因子加以產生。工件在不同方位角上的溫度能加以改變，例如，起因於工件之加熱方式及工件的冷卻方式。進一步地，工件與工件支承之接觸方式，也能造成工件溫度，在工件之表面上，以非軸對稱之方式加以改變。

因此，本發明的工件支承係加以設計，於徑向及角方向上提供溫度控制給予工件。

例如，參照第一圖，一依照本發明所製之工件處理系統之實施例在此顯示。在第一圖所示之實施例中，該系統包含一處理室9。處理室9包含一工件處理站13。工件處理站13包含一依照本發明的工件支承12。第一圖中的處理室包含一個處理站13用於加工一工件，如半導體晶圓。但應予以瞭解，在另一實施例中，處理室9可包含多個處理站。

如圖所示，處理站13包含一處理區14。在第一圖之實施例 中，處理區14係與一隔離閥17連接。隔離閥17開及閉，進而允許更換工件。隔離閥17密封至處理室壁10。

在所示之實施例中，工件支承12包含靜電夾頭的功能。靜電夾頭係加構形而產生一靜電力，握持工承支承之頂表面上的工件。更具體地，可藉由在靜電夾頭及工件之間，提供一單極的，或兩個雙極的DC電壓，而使靜電夾頭作用。如將於下文中詳細描述的，工件支承12能包含介電材料頂層，其能起靜電夾頭作用。

在一實施例中，一單一的單極DC電壓，在介電質頂表面上造成一正電荷，吸付工件中的負電荷。電荷關係在工件支承表面及工件之間，產生一種吸引性的，實質均勻的庫倫力。但應瞭解，本發明的技術及原理也能應用到不必包括靜電夾頭之工件支承上。

在另一實施例中，兩個雙極的DV電壓在介電層的一側上造成正及負的電荷。這些電荷在工件支承的頂表面及工件之間產生吸引性的庫倫力。

處理站13係加以構形以接收工件支承12上的工件。工件，例如半導體晶圓，載入處理室之後，施加工件一能源，以便使工件經歷想要的物理及/或化學改變。可使用處理室中的能源包含，例如，一離子源、反應性化學源、熱源、電漿源、或其混合。可用於施加能源至工件上的熱源包含光熱源，例如電漿弧燈、鎢鹵素燈、微波、感應、抗性加熱器或其組合。

在第一圖的實施例中，處理室10包含一電漿源，用於施加電漿給予工件。該電漿係由一或更多的感應線圈40加以提供，其與RF阻抗匹配裝置(未示)及RF能量供應器相互連接。

參照第二圖，圖式另一工件支承12的橫斷面圖。如圖所示，工件支承12包含一工件接收表面18，其由一介電區20加以界定。 介電區20位在一基底頂部，在本實施例中，其包含一第一基底區22，位在一第二基底區15上。基底區22及15係由任何合適的金屬或陶瓷材料加以製成。例如，在一實施例中，基底區22及15係由鋁加以製成。工件支承12係附著至工件支承支柱57上。支柱的作用在於提供剛性機械支撐給予工件支承12，及提供熱及電隔離於處理室9。

在一實施例中，基底區22及15能以液體加以冷卻。在這個方面，工件支承12能加以界定多數個熱控制流體通道24。參照第七圖，例如，一基底實施例係加以顯示而圖解熱控制流體通道24。如第二圖所示，熱控制流體通道24係與主要熱控制入口導管26彼此相通。熱控制流體，如水，係餵入主要熱控制入口導管26，用於循環於熱控制流體通道24。工件支承能進一步地包含一熱控制出口(未示)。例如，熱控制流體在流經熱控制流體通道24之後，能流入熱控制出口。在一實施例中，經由熱控制出口，熱控制流體能餵入一熱交換機中及再循環回到熱控制流體通道。

如上文所述，介電區20係位在基底區22之頂部，並界定工件接收表面18。介電區20能由任何合適的介電材料加以製成，如陶瓷材料。介電區能包括多層的介電材料或能包括一單一層。

例如在所示的第二圖中，介電區20包含一第一介電層28，位在一較厚的第二介電層30上。第一介電層28可具有例如約0.4~1mm的厚度，同時第二介電層30可具有例如約2~5mm的厚度。

在一實施例中，為了要形成一靜電夾頭，一如第六圖所示之雙極電極陣列32，能安置在第一介電層28及第二介電層30之間。電極陣列32能加以安置而與第二圖所示之DC電源供應器34接通。兩個不同的DC電壓能由單一的DC電源或兩個獨立的電源供應加以提供。DC電源供應器34提供必要的電壓以產生一電場， 在工件接收表面18及該表面上所握持的工件之間，產生一靜電吸附。DC電源供應器所產生的電壓量係可加以使用而調節靜電吸附的量。再者，當必要從工件支承上移除工件時，DC電源供應係加以關閉，以致無電壓產生，或由起始電壓產生一相反極性的電壓。DC電壓典型地係約500~2000伏特。

如第二圖所示，工件支承12進一步地與一RF導管36相互接通，該導管與一RF阻抗匹配裝置(未示)彼此連接，而該裝置與一提供RF偏壓能源至工件的RF電源供應38連接。

在一可替換的實施例中，RF能源可經由一RF阻抗匹配裝置(未示)耦合至工件支承12，該裝置與一RF導管36連接。在這個實施例中，無額外的RF能源提供至產處理站13。

在一可替換的實施例中，並無RF能源耦合至工件支承12。

在工件加工期間，RF能源產生電漿中的離子及電子，用於進行在工件前表面上所要的化學反應。另一方面，RF偏壓能源提供獨立的能源控制，當其撞擊工件頂表面時，具有離子。

RF能量供應及DC能量供應皆能使用任何合適的技術加以接地。例如在一實施例中，RF及DC能量供應可接地至一電極，其與處理室連接。

在所示的實施例中，處理室運用感應耦合RF能源以產生並維持一工件加工所必須的電漿。RF偏壓經由工件支承12(也作為靜電夾頭)能耦合至電漿中。

為了負載及解負載工件接收表面18上的工件，工件支承12能包含任何合適的固定裝置。例如在一實施例中，工件支承可包含多數個升降針(lift pin)，用於適當地安置工件於工件接收表面上，及提高及降低工件接收表面上的工件。在這個方面，第二圖所示的工件支承12能包含多數個針道41，用於升降針總成。例如 在一實施例中，工件支承12可包含三個針道，用於收容3個針。

依照本發明，工件支承12進一步包含多數個流體區，其形成於工件接收表面18上，想要允許位在工件支承上工件之溫度調節。流體區係與一饋入特定壓力流體至該區中的流體供應器彼此接通。餵入該區中的流體能為任何具有適當熱傳導性的流體。例如在一實施例中，流體可包括空氣，如氦氣或氫氣。

依照本發明，至少某流體區係位在工件接收表面上的不同方位角位置上。總的來說，流體區係想要允許工件的溫度控制，不止在徑向位置上，也在方位角位置上進行。

例如，參照第三圖及第五圖，一依照本發明所製之工件支承的實施例係在此圖示。參照第三圖，例如，工件支承12的工件接收表面18界定一中央流體區42，在本實施例中，其由三個外圍流體區44、46、48加以包圍。流體區係由脊部56加以隔離。脊部56係打算與位在工件接收表面18上的工件之背面加以密封。脊部56可由相同於製成工件接收表面或不同之材料加以製成。脊部56的頂表面形成工件接收表面18。

參照第五(a)及(b)圖，圖示第三圖所示之工件支承12的橫斷面圖。在第五(b)圖的實施例中，工件60，例如一半導體晶圓，係位在工件接收表面18上，在第五(a)圖中，該工件60係加以移除。如前文所述，脊部56與工件60形成密封。因此，形成個自的及獨立的流體區。在本圖中，中心區42係與外圍區44及46加以連結。

為了確保工件60與工件接收表面18接觸時維持一平坦表面，中心區42也可含有數個支柱41，其分佈在中心區中用於支撐工件60。這些支柱41的高度相等於脊部56的高度。支柱41的頂部典型地具有小的圖形接觸面積，其接觸工件60的背表面。支柱 41的頂表面係一額外的工件接收表面18之元件。

為了導入流體至區中，中央流體區42係與一流體供應器62相互接通，其也在第二圖之橫斷面圖中加以顯示。如第五(a)及(b)圖中所示，流體區44係與流體供應器64相通，同時流體區46係與流體供應器66相通。如將於下文中更詳細地描述者，每一區中的壓力可獨立於其他區而加以控制。

在處理期間，一熱導流體，如氦氣、氫氣及相似之類等，係以選定的壓力餵入每一區中。因而流體區在工件80的背表面上成為加壓化的。熱導流體能包含流體混合物，及單一流體。流體的壓力增加，在流體及工件間的熱導量也增加。例如在流體餵入流體區時，該區內的氣壓可約為1~800托耳。

如第三圖所示，在所示之實施例中，工件支承包含一相對較大的中心定位的流體區，其由外圍區加以包圍。在某些應用中，例如，能量輸入及冷卻體的空間分佈，在工件區域的中心部位上，係通常為平坦的。因此在某些應用中，可能只需要單一的中心流體區用於適當的溫度控制。

但是，在工件的外圍區域中可能發生較大的冷卻及溫度不均勻性。本發明人已經發現，溫度的不規則性可能不止存在於某些徑向位置上，也存在於不同的方位角或角位置上。因此，依照本發明，工件支承12包含多數個獨立的流體區位在不同的方位角位置上。例如在第三圖所示的實施例中，外圍流體區係位在一外圍帶上。然後外圍帶係加以分割戊為外圍流體區44、46及48。藉由在外圍區中彼此地改變流體壓，方位角的溫度不均勻性由不均勻的能量輸入加以造成，及不均勻的溫度能加以計算及校正。

在第三圖所示的實施例中，外圍帶係分割成三個流體區，其具有實質相同的形狀及表面積。但應瞭解，外圍帶能加以分割成更多或更少的流體區。例如，第三圖所示的外圍帶能分割成約2~12個流體區或甚至更多。

進一步地，外圍流體區不必具有相同的表面積及形狀。外圍流體區的尺寸及形狀可加以改變及剪裁成特定的應用。例如在一實施例中，所有的外圍區能有不同的形狀及尺寸。於另一實施例中，某些外圍區能有相同尺寸，但其他外圍區有不同尺寸。

例如，參照第八至十二圖，圖示工件支承之多種其他的工件接收表面的實施例。相似的參考符號在此使用以指示相似的元件。例如第八圖圖示一工件接收表面，其相似於第三圖之工件接收表面18。在第八圖的實施例中，除了三個流體區，工件接收表面18包含六個外圍流體區44、46、48、50、52、54。如所示者，每一流體區係由脊部56加以隔離。

另一方面，第九圖及第十圖圖示工件支承12之工件接收表面18，其有矩形的形狀。例如，在第九圖及第十圖圖示之工件支承12之工件接收表面18，係可用於處理矩形的工件或基材。在第九圖及第十圖中，每一工件接收表面18包含一中央流體區42，其由外圍流體區44、46、48、50加以包圍。在第九圖中，外圍區均有矩形的形狀，及全部幾乎地具有相同的表面積。

在另一方面，於第十圖中，外圍流體區44、46、48、50有不同的尺寸。具體地，外圍區46及50係大於外圍區44及48。外圍區彼此係由對角的脊部56加以分隔。

參照第十一圖及第十二圖，圖示工件支承12的工件接收表面18的其他實施例。在第十一圖及第十二圖的實施例中，中央流體區42具有多角的形狀。具體地，中央流體區42係為六角形。

在第十二圖中，中央流體區42係由外圍區44、46、48、50、52、54加以包圍。所有的外圍流體區通常具有相同的形狀及表面積。

另一方面在第十一圖中，中央流體區係由外圍流體區加以包圍，其中外圍流體區有一者係尺寸較大於其他區。如所示者，中央流體區42係由外圍區44、46、48、50、52加以包圍。外圍流體區42的尺寸通常為其他流體區者之2倍。

流體餵入每一流體區之方式，能取決於流體區的數量以及餵入該區中的特定流體。例如，參考第四圖，圖示一流體供應系統。如所示者，該系統包含一流體入口70，其能加以安置而與流體槽(未示)接通。例如，當餵入一空氣至流體區時，流體入口能加以安置而與一加壓化的空氣源接通。

如所示者，流體入口70係與一閥裝置72連接，如氣動閥。經由閥72，流體入口70分隔成第一流體管線74及第二流體管線76。第一流體管線74包含一流量計78、一控制閥79及壓力感應器80。如第三圖所示，經由壓力感應器80，流體管線餵入流體供應器62用於供應流體至中央流體區42。

相似地，第二流體管線76也包含一流量計82、一第二閥83及一壓力感應器84。經由壓力感應器84，流體管線餵入流體供應器64用於供應流體至，例如外圍流體區之一者。如吾人所能理解的，流體供應系統能包含進一步的流體管線，此取決於收容在工件支承之工件接收表面上之不同流體區的數量。

如第四圖所示，流體供應能進一步地包含一控制器96。在本文中，”控制器”想要蘊涵一具有單一的控制器的系統，或含有多數個用於每一元件的控制器的系統。例如控制器96可包括一或更多的電子裝置，如一或更多的微處理器，或一或更多的可程式化邏輯單元。控制器96能加以安置而與流量計78及82連接，控制閥79及83，及壓力感應器80及84。

在一實施例中，於處理期間，控制器96能與一給定的壓力設定點加以程式化，或加以構形而基於多種參數計算壓力設定點。然後控制器96能加以使用而控制可變的噴嘴控制閥79及83，以致氣體壓力實質地等化壓力設定點，如同可由壓力感應器80及84加以指示者。

如第四圖所示，在一實施例中，流體供應系統能包含固定的噴嘴90及92，其分別與流體管線74及76接通。固定的噴嘴90及92也在下游與於流體管線94接通。在某些實施例中，尤其是當流體區與處理室內的工件形成密封時，吾人想要的是，小量的流體流經流體閥83及79，以便符合控制器96所設的壓力設定點。因此，為了協助壓力控制，在一實施例中，流體供應系統能包含固定的噴嘴90及92。

在第四圖所示的實施例中，流體供應系統包含獨立控制環，用於兩個分離的區域。具體地，流量計78、控制閥79以及壓力感應器80能加以使用以控制中央流體區42內的氣體壓力。另一方面，控制閥83、流量計82及壓力感應器84，能加以使用而控制工件接收表面之外圍區之一者的壓力。在一實施例中，每一工件接收表面18上的流體區可與一分離的及個別的流量計相連接，控制閥及壓力感應器，以便個體地控制每一流體區。每一流體區所需的控制量能由多種因子及特定的應用加以決定。

流體由流體供應系統進入流體區的方式及其在流體區內分佈的方式，可決定於靜電夾頭之其他元件的位置及特性，其在本發明中並不重要。

在一實施例中，第一圖所示之工件處理系統能包含一或更多的溫度測量裝置，其係加以構形而感應及監視處理室內工件的溫度。總的來說，任何合適的溫度測量裝置均可使用。例如，可加 以使用的測量裝置包含高熱計、熱耦合、電熱調節器、光纖溫度感應器等。

在一實施例中，晶圓處理系統能包含多數個溫度測量裝置，其係加以構形以測量多個位置上的工件之溫度。依此方式，例如，高熱計可加以使用，測量工件的溫度而不接觸到工件。例如，一高熱計可測量每一安置有流體區之位置上的工件之溫度。

溫度測量裝置可加以安置而與第四圖所示之控制器96連接。控制器96可加以構形，而基於從溫度測量裝置上所接收之資訊，控制每一流體區內的壓力。依此方式，基於溫度測量裝置所感應的溫度，可加以調節工件於方位角位置上的溫度。

例如，控制器96可依開放迴路式樣(open loop fashion)、封閉迴路式樣或模組基式樣，加以工作。例如在開放迴路系統中，各自的工作係首先於處理室中加以處理。在處理期間，工件的溫度係在多個位置上加以監視。基於溫度測量裝上所接收的資訊，控制器能加以程式化而控制每一用於處理相似工件之流體區上的壓力。

可更換地，控制器能加以構形，而在每一工件處理期間，基於一封閉迴路裝置內的即時溫度測值，控制流體區的壓力。

基於不同的理由，流體區可用於控制工件溫度。例如，在一實施例中，流體區能加以使用而更加均勻地加熱處理室內的工件。但在其他實施例中，吾人想要的是以非均勻的方式加熱工件。例如，在某些處理中，想要取得在工件表面上的特定的溫度曲線而非均一者。

在第一圖的實施例中，如前文所述，工件處理系統包含一電漿源，用於實行不同的加工。例如，如所示者，處理室包含一開口11，用於引入反應劑進入室內。任何合適的反應劑傳輸系統均 可併入處理室中。例如在一實施例中，一蓮蓬頭可安放在開口11內。

除了反應劑傳輸系統，處理室也能與一泵浦裝置連接，在想要時，用於汲取流體，如空氣，流出該室。此外，泵浦裝置能在處理室內產生真空或者接近真空的條件。例如，處理室係特別適合進行低於約500托耳之處理，如小於約5托耳，如甚至小於約0.005托耳。

但應瞭解，本發明的工件支承可加以使用於多種及不同種類的處理室中。例如，本發明的教示能均等地應用到實行化學蒸氣沉積、蝕刻、退火等。

這些以及其他本發明的修飾及改變，在不離開本發明之範圍下，可由一般熟悉本項技藝之人士加以實施，本發明範圍更加詳細地係描述於申請專利範圍中。此外，應予以瞭解，實施例的諸多觀點可全部地或部份地加以互換。進一步地，一般熟悉本項技藝之人士將瞭解到，前文之描述只是作為範例而已，並不打算限制本發明，本發明範圍係進一步地由後附的申請專利範圍加以界定。

9‧‧‧處理室

10‧‧‧處理室壁

11‧‧‧開口

12‧‧‧工件支承

13‧‧‧工件處理站

14‧‧‧處理區

15‧‧‧第二基底區

17‧‧‧隔離閥

18‧‧‧工件接收表面

20‧‧‧介電區

22‧‧‧第一基底區

24‧‧‧熱控制流體通道

26‧‧‧主要熱控制入口導管

28‧‧‧第一介電層

30‧‧‧第二介電層

32‧‧‧雙極電極陣列

34‧‧‧DC電源供應器

36‧‧‧RF導管

38‧‧‧RF電源供應

40‧‧‧感應線圈

41‧‧‧針道

42‧‧‧中央流體區

44、46、48、50、52、54‧‧‧外圍流體區

56‧‧‧脊部

57‧‧‧工件支承支柱

60‧‧‧工件

62‧‧‧流體供應器

64‧‧‧流體供應器

66‧‧‧流體供應器

70‧‧‧流體入口

72‧‧‧閥裝置

74‧‧‧第一流體管線

76‧‧‧第二流體管線

78‧‧‧流量計

79、83‧‧‧控制閥

80‧‧‧壓力感應器

82‧‧‧流量計

83‧‧‧第二閥

84‧‧‧壓力感應器

90及92‧‧‧噴嘴

94‧‧‧流體管線

96‧‧‧控制器

完整而可施實的本發明揭示內容，包含其對於熟悉本項技藝人士之最佳樣態，係更加詳細地敍述於說明書的其餘部份，包含所付圖式之參照，其中第一圖係依照本發明所製之工件處理系統實施例的橫斷面視圖。

第二圖係依照本發明所製之工件支承實施例的橫斷面視圖。

第三圖係依照本發明所製之工件支承用工件接收表面實施例的立體視圖。

第四圖係可依照本發明加以使用之流體供應系統實施例的圖表。

第五(a)及第五(b)圖係第二圖所示工件支承之橫斷面視圖，在第五(b)圖中一晶圓位在工件接收表面上。

第六圖係一雙極電極裝置的平面圖，其可併入本發明之工件支承。

第七圖係一流體冷卻通道的立體圖，其可併入依照本發明之工件支承。

第八圖係另一依照本發明所製之工件處理系統實施例的橫斷面視圖。

第九圖係依照本發明所製之工件支承實施例的平面視圖。

第十圖係另一依照本發明所製之工件支承實施例的平面視圖。

第十一圖係另一依照本發明所製之工件支承實施例的平面視圖。

第十二圖係另一依照本發明所製之工件支承實施例的平面視圖。

在本說明書及圖式中，重複使用的參考符號係想要承現相同或類似的本發明特徵或元件。

10．．．處理室壁

11．．．開口

12．．．工件支承

13．．．工件處理站

14．．．處理區

15．．．第二基底區

17．．．隔離閥

18．．．工件接收表面

40．．．感應線圈

Claims (24)

1. 一種工件支承，用於握持一工件於一處理室，其包括：一工件支承，界定一工件接收表面，用於接收及握持一工件；多數個已分割的流體區，位在工件接收表面，每一流體區與一分隔的流體管線彼此接通，其中當流體餵入每一流體區時，每一流體區成為加壓化的，該流體區係被位在該工作接收表面的脊部所分離，當該工件置於該工件接收表面上時，該脊部的頂表面與該工件的底表面接觸，如此使得該工件、該工件接收表面，與該脊部為每一分割的流體區界定出一包圍封閉的體積，且其中至少某區在工件接收表面上具有不同的方位角位置，且再者其中每一流體區的該流體管線包含一控制閥，其係配置用於獨立控制每一各別的流體區，以便調節通過接收於該工件支承上之工件的溫度；其中該工件接收表面具有一周邊並包括一鄰近該周邊的外圍，該外圍包含一外圍帶，其分割成具有不同的方位角位置的流體區，且其中該工件支承進一步包含一流體區，其位於該工件接收表面的中央。
2. 如申請專利範圍第1項所述的工件支承，其中工件接收表面具有一外周並且包含一鄰接該外周的外圍，該外圍包括一外圍帶，其係分割成具有不同分位角位置的流體區。
3. 如申請專利範圍第2項所述的工件支承，其中至少2個分割的流體區係位在外圍帶上。
4. 如申請專利範圍第2項所述的工件支承，其中外圍帶係分割成約3個區至約12個區。
5. 如申請專利範圍第2項所述的工件支承，其中工件支承 進一步地包含一流體區，位在工件接收表面中心。
6. 如申請專利範圍第1項所述的工件支承，其中工件支承包括一靜電夾頭。
7. 如申請專利範圍第1項所述的工件支承，其中流體區具有不同的方位角位置，其均具有實質相同的形狀及表面積。
8. 如申請專利範圍第2項所述的工件支承，其中外圍帶係均等地分割成流體區。
9. 一種處理室，包含如申請專利範圍第1項所界定的工件支承。
10. 如申請專利範圍第9項所述的處理室，其中該室具有一處理區，其係與一能源或反應源相互接通。
11. 如申請專利範圍第9項所述的處理室，其中進一步包括至少一溫度測量裝置，用於測量位在工件支承上之工件的溫度，處理室進一步包括一控制器，其與溫度測量裝置及流體供應器連接，該控制器係加以構形而基於從溫度測量裝置所接收到的資訊，加以控制餵入流體區之流體量。
12. 如申請專利範圍第1項所述的工件支承，其中流體區係由脊部加以分割，該脊部與位在工件支承上的工件形成密封。
13. 如申請專利範圍第6項所述的工件支承，其中工件支承包含一經由介電材料加以塗覆的金屬或陶瓷基底，及其中工件支承進一步包含一或更多的電極位於介電材料之內，及一DC能量供應，用於提供不同電壓至每一個嵌入的電極。
14. 一種在處理室中控制工件溫度的方法，包括：安置一工件於處理室之工件支承上，該工件係安置於工件支承之工件接收表面上；在處理室中提供工件一能源，造成工件溫度提升；及 將流體導入已加壓的流體區中，其位在工件及工件接收表面之間，每一流體區影響相對應位置之工件的溫度，至少某區在工件上具有不同的方位角位置。
15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中在流體區中的壓力係在約1至800托耳間加以變動。
16. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中已加壓的流體區係包含一中心區，由不同角位置的流體區加以包圍。
17. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中工件具有一外圍及其中流體區具有不同的方位角位置，沿著鄰近工件外圍之外圍帶加以安置。
18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中外圍帶係加以分割成為約2到12個流體區。
19. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中餵入已加壓流體區中的流體包括氦氣，氫氣或其混合。
20. 一種工件處理系統，其包括：一處理室，用於處理工件；一能源，與該處理室相互接通；一工件支承，收容於該處理室中，該工件支承界定一工件接收表面，用於接收及握持一工件；多數個已分割之流體區，位在工件接收表面上，每一流體區與一流體管線相互接通，該流體區被位在該工件接收表面上的脊部分隔開，當該工件置於該工件接收表面上時，該脊部的頂表面與該工件的底表面接觸，如此使得該工件、該工件接收表面，與該脊部為每一分割的流體區界定出一包圍封閉的體積，且其中至少某區在工件接收表面上具有不同的方位角位置；一控制器，其與流體管線相互接通，該控制器係加以構 形而獨立地控制餵入該流體區之壓力，以便調節通過接收於該工件支承上之工件的溫度；其中該工件接收表面具有一周邊並包括一鄰近該周邊的外圍，該外圍包含一外圍帶，其分割成具有不同的方位角位置的流體區，且其中該工件支承進一步包含一流體區，其位於該工件接收表面的中央。
21. 如申請專利範圍第20項所述的工件處理系統，進一步地包括多數個溫度測量裝置，用於決定收容在處理室內的工件的溫度，該系統包含在每一流體區之相對應的溫度測量裝置。
22. 如申請專利範圍第21項所述的理系統，其中溫度測量系統包括高熱計、熱電偶、電熱調節器、纖維光學溫度感應器、或其組合，每一溫度感應裝置係與控制器連接，該控制器係加以構形而基於接收自溫度測量裝置的資訊加以控制流體區內的壓力。
23. 如申請專利範圍第20項所述的工件處理系統，其中工件接收表面具有一外周及包含一鄰近該外周之外圍，該外圍包括一外圍帶，其係加以分割成為具有不同方位角位置的流體區。
24. 如申請專利範圍第23項所述的工件處理系統，其中該系統進一步包括一流體區，中心地位在工件接收表面上，且其中工件支承包括一靜電夾頭，並且其中與處理區相互接通之能源係包括電漿源、熱能源、離子源、反應化學源、或其組合。