TWI564990B - 具有可變像素化加熱的靜電夾具、半導體處理系統及用於控制該靜電夾具之溫度的方法 - Google Patents

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Description

具有可變像素化加熱的靜電夾具、半導體處理系統及用於控制該靜電夾具之溫度的方法 【相關申請案的交叉引用】
此申請案主張於2013年9月6日提出申請的美國臨時專利申請案序號第61/874,525號的優先權權益，該申請案之整體內容於此以引用方式併入本文中。
本發明的實施例關於半導體處理設備的領域，且特別是關於具有可變像素化加熱的靜電夾具。
在電漿處理腔室(例如電漿蝕刻或電漿沈積腔室)中，腔室元件的溫度通常是在處理期間的重要控制參數。例如，基板支持器(一般稱作夾具或支座)的溫度可在處理配方(process recipe)期間被控制以加熱/冷卻工件至各種經控制的溫度(例如用以控制蝕刻率)。類似地，噴淋頭/上電極、腔室襯墊(liner)、阻板(baffle)、處理套件或其他元件的 溫度亦可在處理配方期間被控制以影響處理。通常，散熱器及/或熱源係耦合至處理腔室以將腔室元件的溫度維持在所需的溫度。通常，係利用熱耦合至腔室元件的至少一個熱傳導流體迴路以提供加熱及/或冷卻動力。
熱傳導流體迴路中之長的線長以及與這樣長的線長相關聯之大的熱傳導流體容量對於溫度控制反應時間是不利的。使用點(point-of-use)系統是用以降低流體迴路長度/容量的一個手段。然而，實體空間限制不利地限制了這樣的使用點系統的動力負載。
隨著電漿處理走向持續增加RF功率等級且亦增加工件直徑(現在一般是300mm而450mm的系統現正發展中)，解決快速反應時間及高功率負載兩者的溫度及/或RF控制及分配在電漿處理領域中是有益的。
本發明的實施例包括具有可變像素化加熱的靜電夾具。
在實施例中，靜電夾具(ESC)包括具有前表面及背表面的陶瓷板，該前表面用於支持晶圓或基板。基座係耦合至陶瓷板的背表面。光承載媒體係安置於基座中，光承載媒體經配置以提供用於ESC之像素化基於光的加熱性能。
在另一實施例中，一半導體處理系統包括一腔室，耦合至一抽氣裝置、一進氣裝置、一電漿點燃裝置及一偵測器。一計算裝置，同該電漿點燃裝置耦合。電壓源係同一樣本支持器耦合，該樣本支持器包括一靜電夾具(ESC)。ESC 安置於該腔室中且包括具有前表面及背表面的陶瓷板，該前表面用於支持晶圓或基板。ESC亦包括一基座，耦合至該陶瓷板的該背表面。該ESC亦包括一光承載媒體，安置於該基座中，該光承載媒體係經配置以提供用於該ESC之像素化基於光的加熱性能(pixelated light-based heating capability)。
在另一實施例中，一種控制一靜電夾具(ESC)之一溫度的方法涉及藉由該ESC之一冷卻基座的一溫度來提供該ESC的第一層級溫度控制。該方法亦涉及藉由控制該ESC之一或更多個電性加熱器的一溫度，提供該ESC的第二層級溫度控制。該方法亦涉及藉由控制該ESC的一光承載媒體來提供該ESC的第三層級溫度控制。
100‧‧‧像素化靜電夾具
102‧‧‧靜電夾具部分/陶瓷ESC
104‧‧‧ESC電極
106‧‧‧主要加熱器
108‧‧‧冷卻基座/在固態部分中具有通孔的冷卻板
110‧‧‧接合層
112‧‧‧光纖/光承載媒體/用於致動及溫度讀出的光纖束(或桿)
114‧‧‧控制盒
116‧‧‧光源
118‧‧‧溫度測量裝置
112A‧‧‧分流器或分離感測纜
150‧‧‧光源
152‧‧‧光源控制/軟體單元
154‧‧‧溫度偵測器讀取/輸出模組
156‧‧‧反饋處理
199‧‧‧光吸收塗料
400‧‧‧基板支架
401‧‧‧基板
402‧‧‧腔室壁
403‧‧‧升降銷釘
404‧‧‧主體
405‧‧‧主體上端
406‧‧‧內部容積
407‧‧‧升降銷釘孔
408‧‧‧處理容積
410‧‧‧靜電夾具
411‧‧‧饋通結構
412‧‧‧伸縮管
414‧‧‧下開口
416‧‧‧伸縮管下端
417‧‧‧凸緣
418‧‧‧腔室壁開口
419‧‧‧O形環
420‧‧‧陶瓷板
422‧‧‧環
423‧‧‧加熱器
424‧‧‧凹槽
425‧‧‧電源供應
426‧‧‧電極
428‧‧‧處理表面
434‧‧‧冷卻板
435‧‧‧彈簧
436‧‧‧冷卻源
500‧‧‧用於進行電漿蝕刻程序的系統
502‧‧‧腔室
504‧‧‧樣本支持器
506‧‧‧抽氣裝置
508‧‧‧進氣裝置
510‧‧‧電漿點燃裝置
512‧‧‧計算裝置
514‧‧‧電壓源
516‧‧‧偵測器
600‧‧‧電腦系統
602‧‧‧處理器
604‧‧‧主記憶體
606‧‧‧靜態記憶體
608‧‧‧網路介面裝置
610‧‧‧視訊顯示單元
612‧‧‧文數字輸入裝置
614‧‧‧指標控制裝置
616‧‧‧訊號產生裝置
618‧‧‧次要記憶體
620‧‧‧網路
622‧‧‧軟體
626‧‧‧處理邏輯
630‧‧‧匯流排
631‧‧‧機器可存取存儲媒體
依據本發明之實施例，圖1繪示經配置以支持晶圓或基板的靜電夾具(ESC)部分的截面圖。
依據本發明的實施例，圖2A係平面圖，圖示複數個光纖/光承載媒體可能的圖案化。
依據本發明的實施例，圖2B繪示具有像素化基於光之加熱性能之靜電夾具(ESC)部分的截面圖。
依據本發明的另一實施例，圖3繪示具有像素化基於光之加熱性能之靜電夾具(ESC)部分的截面圖。
依據本發明的某些實施例，圖4繪示基板支架的側示意圖。
依據本發明的實施例，圖5繪示一系統，具有可變像素化加熱的靜電夾具可容納於該系統中。
依據本發明的實施例，圖6繪示示例性電腦系統的方塊圖。
係描述具有可變像素化加熱的靜電夾具。為了提供本發明實施例的詳細瞭解，在以下的描述中，闡述了許多特定細節，例如特定夾具及/或腔室配置。對於發明所屬領域中具技藝者將為明確的是，本發明的實施例可被實施而無這些特定細節。在其他的實例中，為了不不必要地隱藏本發明的實施例，係不詳細描述熟知的態樣(例如存在由夾具所支持之晶圓的蝕刻處理)。並且，要瞭解的是，圖示於圖示中的各種實施例係說明性的表示且不一定是按比例繪製的。
本文中所述的一或更多個實施例關於具有可變像素化加熱的靜電夾具或包括具有像素化加熱性能之靜電夾具的系統。特定而言，可變像素化加熱可併入使用光纖的接合靜電夾具及控制系統以致動特定光纖。應用可包括對於(例如如半導體處理腔室中所包括的)支座或靜電夾具之增加的溫度及溫度一致性控制。
為了提供背景，對於靜電夾具上非常一致的晶圓溫度及可調性的需求不斷增加。然而，對於改進效能的限制可能產生自跨單一夾具的冷點及/或熱點。這樣的冷或熱點形成可能產生自(例如)空間的4個區域加熱器阻抗變化或接合一致性厚度。如此，在實施例中，在支座或夾具中用於熱性控制補償的額外可調性係於本文中揭露。然而，在特定實施例中，對於RF的考量，係達成較大可調性的實施而不在支座 或夾具內包括額外的電性連接。
更一般而言，藉助於靜電夾合的晶圓夾合已被用以在蝕刻處理期間提供溫度控制。晶圓係取決於應用而使用散熱器或加熱器(或兩者)來夾合至陶瓷或多層表面。由於先天的非一致性及輔助硬體(例如升降銷釘、RF/DC電極(或多個RF/DC電極)…等等)，陶瓷表面溫度是不一致的。此非一致性傳導至晶圓，影響蝕刻處理。慣用的夾具設計已專注於冷媒佈局最佳化及引入多個(多達4個區域)加熱器。這樣的夾具設計尚未有益於解決關於輔助硬體(例如升降銷釘、RF/DC電極(或多個RF/DC電極)…等等)的議題或由所輔助硬體造成的議題。
更特定而言，慣用靜電夾具溫度控制一般基於冷卻基座及包括於靜電夾具中的一或更多個電性加熱器。然而，這樣的佈置可能具有導致某些程度之溫度非一致性的缺陷或缺點。例如，靜電夾具的陶瓷層及下層冷卻基座間的接合缺陷造成陶瓷板及冷卻基座之間的厚度變化且導致跨夾具之冷或熱點的形成。在另一示例中，(例如在電漿蝕刻或沈積腔室中的)電漿密度變化可導致跨晶圓或基板之熱或冷點的形成，該晶圓或基板係由夾具或支座所支持。又在另一示例中，夾具內的電極非一致性亦可導致跨夾具之冷及/或熱點的形成。
試圖解決以上考量的先前解決方案涉及將許多電阻性構件併入靜電夾具以提供良好的調整溫度控制。電阻性構件實質上是輔助加熱器，該輔助加熱器係結合夾具內之電性 加熱器使用且同冷卻基座使用以控制溫度一致性。然而，增加這樣的電阻性加熱器當使用RF環境時(例如當RF電極在夾具或支座內是有效時)可能導致發弧議題。
相較之下，如本文中所述，針於良好的溫度一致性調整，係使用光能而不是熱阻。藉由光加熱所進行之工具性離散溫度控制的一或更多個優點包括(但不限於)：(1)加熱支座或靜電夾具之特定區域(或多個區域)的能力、(2)特殊穿孔接合可允許直接加熱陶瓷夾具或支座背側、(3)如加熱的RF介面議題緩解是基於光的、(4)僅允許特定光纖的控制系統係用於基於冷點地圖來加熱。如此，在實施例中，為了以慣用方法解決上述的議題，係描述具有極度溫度一致性的下一代(超過4個區域)蝕刻腔室ESC。本文中所述的實施例可針對具有主動溫度控制的下一代蝕刻腔室ESC。
作為一般的示例，依據本發明的實施例，圖1繪示經配置以支持晶圓或基板之靜電夾具(ESC)部分的截面圖。
參照圖1，像素化靜電夾具100包括靜電夾具部分102(例如Al2O3或類似固體的陶瓷板)。(例如對於RF應用而言)靜電夾具部分包括ESC電極104及複數個主要加熱器106(例如加熱器104…等等)。在所示的實施例中，係使用單一或單極ESC電極配置。ESC部分102係通過接合層110接合至冷卻基座108。複數個光纖/光承載媒體112係安置於冷卻基座108中。複數個光纖/光承載媒體112係耦合至控制盒114。控制盒114可進一步耦合至光源116，例如連續或脈衝光源。如此，像素化靜電夾具100的配置包括靜電夾具背 側的光纖光學佈線。如以下所更詳細描述的，控制盒可包括或耦合至溫度測量裝置118(如圖1中所描繪的)。
再次參照圖1，裝置100具有三個層級的溫度控制：由冷卻基座108(例如具有Al主體且流體能夠通過的冷卻器板)所提供的第一層級、由電性加熱器106所提供的第二層級及由光纖/光承載媒體112所提供的第三層級(例如使用藉由光加熱所進行之像素化個別晶粒控制)，光纖/光承載媒體112係提供用於加熱的光。藉由提供所有三個層級的溫度控制，在實施例中，在300mm的板上可達到小於1度的非一致性。例如，依據本發明的實施例，靜電夾具(ESC)具有連同冷卻基座以提供基準溫度控制的1或更多個(例如高達8個)主要加熱器。為了提供溫度分配的良好調整，大量的光加熱構件(例如光導管、光纖光學元件…等等)係安置於ESC的背部。為了降低RF相關的非一致性，良好調整的光加熱器不是基於電阻的。因此，在實施例中，可達成具有改良RF一致性及/或改良溫度一致性的蝕刻處理。
依據本發明的實施例，圖2A係平面圖，圖示複數個光纖/光承載媒體的可能圖案化。參照圖2A，冷卻基座108在其中具有複數個光纖/光承載媒體112。對於包括複數個光纖/光承載媒體112，可作出任何合適的佈置。在一個這樣的示例中，複數個光纖/光承載媒體的佈局在陶瓷板110的背部具有200個至500個之間的輸入點。雖然為了說明的目的而在圖2A中描繪了非常特定的圖案，其他實施例包括完全對稱的圖案。在那種情況下，圖2A的圖案可用以僅描繪對於加熱 陶瓷板110上之冷點是有效的那些複數個光纖/光承載媒體112。因此，要瞭解的是，圖2A僅繪示所全部包括之光纖/光承載媒體112的許多可能性中之一者，或僅繪示在特定應用中經致動之光纖/光承載媒體112的子集合。
依據本發明的實施例，圖2B繪示具有像素化基於光之加熱性能之靜電夾具(ESC)部分的截面圖。參照圖2B，係描繪ESC部分102、冷卻基座108及接合層110。此外，光纖/光承載媒體112係描繪為自ESC部分102的背側接取ESC。在實施例中，如所描繪的，接合層係經穿孔以允許光纖112接取至ESC部分102的背側。因此，通過光纖112所提供的光能可用以加熱ESC部分102非常局部的部分。在特定的實施例中，這樣局部的加熱被視為是像素化的且係用以在一個晶粒一個晶粒的基礎(或其他小區域的基礎)上降低ESC上之晶圓處理的冷點。在特定的實施例中，接著，係同穿孔使用接合，使得當冷卻板接合至陶瓷時，光纖可在接合中接取通孔。
在另一態樣中，光學塗料可包括於陶瓷的背部上以增加光吸收效率。並且，又在另一態樣中，可同分流使用相同的光纖束，使得一個部分用於致動而其他部分用於自背部陶瓷進行溫度測量(替代性地，可實施在用於讀出之位置附近的分離側)。依據本發明的另一實施例，作為兩個態樣的示例，圖3繪示具有像素化基於光的加熱性能之靜電夾具(ESC)部分的截面圖。參照圖3，係描繪ESC部分102、冷卻基座108及接合層110。此外，光纖/光承載媒體112係描 繪為自ESC部分102的背側接取ESC。在實施例中，如所描繪的，接合層110係經穿孔以允許光纖112接取至ESC部分102的背側。並且，光吸收塗料199係包括於ESC部分102的暴露部分上。因此，通過光纖112所提供的光能可用以加熱ESC部分102非常局部的部分，這藉由塗料199所強化。參照圖3，係為了進行溫度偵測而包括分離自光纖112的分流器或分離感測纜112A。如圖3中所描繪的，反饋處理156可包括光源150、光源控制/軟體單元152及溫度偵測器讀取/輸出模組154之間的通訊。
在實施例中，光纖/光承載媒體112可包括各式各樣的光源中之一或更者，例如LED、光纖雷射或具有透鏡系統的慣用光。作為特定的示例，係使用可自JDS單相公司(JDS Uniphase Corporation)取得之高能8.5 W 9xx nm以光纖耦合的二極體雷射。在實施例中，通過光纖/光承載媒體112中之一或更多者所進行的加熱係藉由首先在陶瓷的特定位置獲得溫度訊號所達成。接著，係為了良好調整溫度而控制陶瓷下的各光纖(例如用以控制晶圓上的CD一致性，其中係以一溫度的函數(約0.5奈米對1℃的溫度增加)獲得不同的CD)。可使用自晶圓向光纖上之熱輸入映射CDU的控制系統。在實施例中，為了通過圖1及2A、2B及3的光纖/光承載媒體112來加熱，係使用大約1000瓦特(例如在200W至2000W的範圍中)。因此，在一個這樣的實施例中，在250光纖系統的情況下，通過光纖/光承載媒體112中之各者，係提供約4W。
在實施例中，光纖/光承載媒體112亦可用以在通過 光纖/光承載媒體112中之被選者致動/加熱之前，獲得用於溫度偵測的訊號。作為示例，光纖/光承載媒體112(除了熱源之外)可用作高溫計以接收來自ESC電極反射或放射的輻射，以允許溫度讀取。替代性地(未圖示)，這樣的輻射可在光纖/光承載媒體112進一步投射過陶瓷層的情況下自基板或晶圓獲得。
如上所述，基於光的像素化加熱功能性可在靜電夾具中包括為三個層級的加熱一致性控制，其中第一及第二層級的加熱一致性控制係由冷卻基座及電性加熱器所提供。依據本發明的某些實施例，作為示例，圖4繪示適合用於調節基於光之像素化加熱功能性之基板支架的側示意圖。
圖4描繪依據本發明之某些實施例之基板支架400的側示意圖。如圖4中所繪示的，基板支架400係配置於加載位置中以接收抑或移除基板401。例如，如圖4中及加載位置中所繪示的，基板401可安置於基板支架400上的複數個升降銷釘403上。升降銷釘403對於基板支架400的支架表面是可移動的，例如透過升降銷釘孔407來移動，該升降銷釘407促進了升降銷釘403的相對移動。基板支架400可安置於處理腔室中(腔室壁402的剖視圖係繪示於圖4中)。處理腔室可為任合適的基板處理腔室。
基板支架400可包括主體404。主體404可具有內部容積406，該內部容積係分離自處理腔室的處理容積408。內部容積406可維持在(例如)約每平方英寸14.7磅(psi)的氣壓，或維持在惰性大氣(例如氮氣(N2)或類似物)下。 係進一步自可能出現在處理腔室之處理容積408中的任何氣體隔離及保護內部容積406。處理容積408可維持在大氣壓或次大氣壓。
內部容積406可由主體404之上端405處的靜電夾具410所圍繞且由饋通結構411所圍繞，該饋通結構411係焊接或硬焊至主體404的下開口414。例如，如圖4所繪示，伸縮管412可包圍饋通結構411的至少一部分且自腔室外部及內部容積406隔離處理容積408。伸縮管412可皆提供用以促進基板支架400運動的可伸縮區域及用於向基板支架400提供氣體、電力、冷卻劑及類似物的途徑。氣體、電力、冷卻劑及類似物可藉由透過饋通結構411來提供。
伸縮管412可(例如)藉由焊接或硬焊在下開口414處耦合至主體404。伸縮管412之相對的下端416可耦合至腔室壁402的開口418。例如，如圖4所繪示，伸縮管412下端416可包括凸緣417，該凸緣417可透過O形環419(或銅墊片或類似物)來耦合至腔室壁402。O形環419可安置於面對腔室壁402表面之處理容積的凹槽中。其他的設計及將伸縮管412耦合至主體404及腔室壁402的步驟是可能的。
基板支架400可包括冷卻板434，該冷卻板434係安置於靜電夾具410以下的內部容積406中。例如，在某些實施例中，冷卻板434可直接接觸面對靜電夾具410表面的內部容積。然而，冷卻板434的此實施例僅為示例性的且冷卻板可不直接接觸靜電夾具410。冷卻板434可包括複數個冷卻通道(未圖示)，係用於將冷卻劑通過該等冷卻通道來循 環。冷卻劑可包括任何合適的液體或氣體冷卻劑。在某些實施例中，冷卻劑可透過冷卻源436供應至冷卻板434，該冷卻源436係透過饋通結構411耦合至冷卻板434。例如，冷卻板434可藉由一或更多個彈簧435或任何合適的接合機制來接合至靜電夾具410。
在某些實施例中，冷卻板434可包括內及外冷卻板。在某些實施例中，內冷卻板可安置於中央氣體線附近，且外冷卻板可安置於複數個外氣體線的附近。例如，內及外冷卻板可用以取決於靜電夾具410是如何被利用的(例如電力是如何提供至電極(或多個電極)426及/或一或更多個加熱器423或類似物的)來調整冷卻能力。進一步地，內及外冷卻板可用以改進基板溫度控制或自高溫冷卻基板支架400。例如，內及外冷卻板可經調節以控制一或更多個加熱器423及基板401間的熱傳輸。
在某些實施例中，冷卻板434可包括上及下冷卻板。上及下冷卻板可用以提供以上對於內及外冷卻板所討論的類似效益。上及下冷卻板可被堆疊，使得上冷卻板透過箔片來接觸靜電夾具410，同時下冷卻板接觸上冷卻板。藉由獨立地對上及下冷卻板控制冷卻劑的流動，係在陶瓷主體420及冷卻板組件434之間達成可變的熱傳輸。在某些實施例中，上及下冷卻板中之各者可在冷卻板434的整個直徑上提供一致的冷卻。在其他實施例中，上及下冷卻板中之各者可向冷卻板434的內及外區域提供不同的冷卻。也就是說，在某些實施例中，上及下冷卻板可同內及外冷卻板組合。
因此，靜電夾具410可包括陶瓷板420。如圖4所繪示的，陶瓷板420可安置於環422上，該環422係安置於靜電夾具410及主體404的上端405之間。例如，環422可包括KOVARTM或任何合適的材料。環422可(例如)藉由將環422焊接或硬焊至靜電夾具410及主體404的上端405兩者，來將靜電夾具410固定至主體404的上端405。陶瓷板420可包括任何合適的陶瓷材料，例如氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)或摻雜陶瓷(例如氧化鈦摻雜氧化鋁或鈣摻雜氮化鋁或類似物)。如圖4所繪示，陶瓷板420可包括複數個凹槽424，該等凹槽424係形成於陶瓷板420的基板支持表面中。凹槽(例如)可用以向基板401的背側表面提供背側氣體。陶瓷板420可進一步包括電極或複數個電極426，其中該等電極(或多個電極)426可用以將基板401固定於靜電夾具410的處理表面428。
圖4繪示依據本發明的某些實施例的電極(或多個電極)426。例如，如以上所討論的，電極(或多個電極)426可用以將基板401固定至靜電夾具410的處理表面428。例如，在某些實施例中，電極(或多個電極)426可用於自靜電夾具410經控制地解除夾緊(de-chucking)，以夾緊彎曲的基板或類似物。例如，在解除夾緊期間，氣體仍可通過凹槽424流動及/或凹槽中的壓力可高於處理容積408中的壓力。據此，例如，為了防止基板401跳開靜電夾具410，在複數個電極的情況下，可在關閉電極426中的其他者之前關閉電極426中的某些以逐步解除夾緊基板401。例如，在夾緊期間， 較大的基板(例如300毫米或更大)可能彎曲。據此，為了針對靜電夾具410扁平化彎曲的基板，相對於電極426中的其他者，可將電極426中的某些操作於較高功率及/或頻率以扁平化基板。
如上所述，靜電夾具410可進一步包括一或更多個加熱器423。一或更多個加熱器423可耦合至一或更多個電源供應425且可為可獨立控制的。在某些實施例中，一或更多個加熱器423可包括複數個加熱器423，如圖4中所繪示的。例如，在某些實施例中，複數個加熱器423可包括中央加熱器、安置於中央加熱器附近的中間加熱器及安置於中間加熱器附近的外加熱器。中央、中間及外加熱器中之各者可耦合至相同的或分離的一或更多個電源供應425及且透過溫度反饋迴路來獨立控制。例如，第一熱電耦可監測緊臨中央加熱器位置之陶瓷板420的溫度。類似地，額外的熱電耦可執行中間及外加熱器的類似功能。
具有可變像素化加熱的靜電夾具可包括於處理設備中，該處理設備係適合用以在用於蝕刻之樣本的近區中提供蝕刻電漿。例如，依據本發明的實施例，圖5繪示可將具有可變像素化加熱的靜電夾具容納於其中的系統。
參照圖5，用於進行電漿蝕刻程序的系統500包括配備樣本支持器504(例如如以上所述之具有可變像素化加熱性能的ESC)的腔室502。抽氣裝置506、進氣裝置508及電漿點燃裝置510係同腔室502耦合。計算裝置512係同電漿點燃裝置510耦合。系統500可額外包括同樣本支持器504 耦合的電壓源514及同腔室502耦合的偵測器516。計算裝置512亦可同抽氣裝置506、進氣裝置508、電壓源514及偵測器516耦合，如圖5中所描繪的。
腔室502及樣本支持器504可包括適合用以包含離子化氣體(也就是電漿)且適合用以將樣本輸送至離子化氣體或自該離子化氣體所射出之帶電物種之近區中的反應腔室及樣本安置裝置。抽氣裝置506可為適合用以抽空及去加壓化腔室502的裝置。進氣裝置508可為適合用以將反應氣體注入進腔室502的裝置。電漿點燃裝置510可為適合用於點燃得自反應氣體之電漿的裝置，該反應氣體係由進氣裝置508注入進腔室502。偵測裝置516可為適合用以偵測處理操作之終端的裝置。在一個實施例中，系統500包括類似於(或相同於)用在應用材料公司之AdvantEdge系統(Applied Materials® AdvantEdge system)上之導體蝕刻腔室或相關腔室的腔室502、樣本支持器504、抽氣裝置506、進氣裝置508、電漿點燃裝置510及偵測器516。
要瞭解的是，雖然以上描述了蝕刻腔室，例如於本文中所述的那些靜電夾具可替代性地包括於其他半導體處理腔室中。其他合適半導體處理腔室的示例包括(但不限於)化學氣相沈積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)處理腔室。
本發明的實施例可提供為電腦程式產品(或軟體)，其可包括具有儲存於其上之指令的機器可讀取媒體，該等指令可用以編程電腦系統(或其他電子裝置)以執行依據本發明的程序。機器可讀取媒體包括用於以可由機器(例如電腦) 所讀取的形式來儲存或傳送資訊的任何機制。例如，機器可讀取(例如電腦可讀取)媒體包括機器(例如電腦)可讀取存儲媒體(例如唯讀記憶體(「ROM」)、隨機存取記憶體(「RAM」)、磁碟存儲媒體、光學存儲媒體、快閃記憶體裝置…等等)、機器(例如電腦)可讀取傳輸媒體(電子的、光學的、聲學的或其他形式的傳播訊號(例如紅外訊號、數位訊號…等等))…等等。
圖6繪示電腦系統600之示例性形式之機器的圖解表示，一組指令可執行於該電腦系統600內，該組指令係用於使該機器執行本文中所討論之方法學中之任一或更多者。在替代性實施例中，機器可在本地區域網路(LAN)、內部網路、外部網路或網際網路中連接(例如聯網)至其他機器。機器可操作為客戶端及伺服器網路環境中的伺服器或客戶端機器，或操作為點對點(或分佈式)網路環境中的同級機器。機器可為個人電腦(PC)、平板PC、機頂盒(STB)、個人數位助理(PDA)、蜂巢式電話、網頁設備、伺服器、網路路由器、開關或橋接器或能夠執行一組指令(順序的或其他方式)的任何機器，該組指令指定要由該機器所採取的動作。進一步地，雖僅繪示單一機器，亦應採用用詞「機器」以包括個別地或聯合地執行一組(或多組)指令以執行本文中所討論之方法學中之任一或更多者的任何系列的機器(例如電腦)。在一個實施例中，電腦系統600係適合用為相關聯於圖5所描述的計算裝置512及/或相關聯於圖1所描述的控制盒114。
示例性電腦系統600包括透過匯流排630來互相通訊的處理器602、主記憶體604(例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(DRAM)(例如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM))…等等)、靜態記憶體606(例如快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)…等等)及次要記憶體618(例如資料存儲裝置)。
處理器602代表一或更多個一般用途處理裝置，例如微處理器、中央處理單元或類似物。更特定而言，處理器602可為複合指令集計算(complex instruction set computing,CISC)微處理器、減少指令集計算(reduced instruction set computing,RISC)、非常長指令字元(very long instruction word,VLIW)微處理器、實施其他指令集的處理器或實施指令集之組合的處理器。處理器602亦可為一或更多個特定用途的處理裝置，例如特定應用集成電路(ASIC)、現場可編程閘陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、網路處理器或類似物。處理器602係經配置以為了執行本文中所討論的操作而執行處理邏輯626。
電腦系統600可進一步包括網路介面裝置608。電腦系統600亦可包括視訊顯示單元610(例如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、文數字輸入裝置612(例如鍵盤)、指標控制裝置614(例如滑鼠)及訊號產生裝置616(例如喇叭)。
次要記憶體618可包括將一或更多組的指令(例如軟體622)儲存於其上之機器可存取存儲媒體(或更特定而言 是電腦可讀取存儲媒體)631，該等組的指令包括了本文中所述之方法學或功能中之任何一或更多者。軟體622亦可(完全地或至少部分地)在由電腦系統600執行該軟體622期間常駐於主記憶體604內及/或處理器602內，主記憶體604及處理器602亦構成機器可讀取存儲媒體。軟體622可進一步透過網路介面裝置608在網路620上傳送或接收。
雖機器可存取存儲媒體631係圖示於示例性實施例中而為單一媒體，應採用用詞「機器可讀取存儲媒體」以包括儲存一或更多組指令的單一媒體或多個媒體(例如集中式或分佈式資料庫及/或相關聯的快取記憶體及伺服器)。亦應採用用詞「機器可讀取存儲媒體」以包括能夠儲存或編碼由機器所執行之一組指令的任何媒體，且該組指令使機器執行本發明之方法學中之任何一或更多者。應據此採用用詞「機器可讀取存儲媒體」以包括(但不限於)固態記憶體及光學及磁式媒體。
因此，具有像素化加熱的靜電夾具已被揭露。在實施例中，靜電夾具(ESC)包括具有前表面及背表面的陶瓷板，該前表面用於支持晶圓或基板。基座係耦合至陶瓷板的背表面。光承載媒體係安置於基座中，光承載媒體經配置以提供用於ESC之像素化基於光的加熱性能。
100‧‧‧像素化靜電夾具
102‧‧‧靜電夾具部分/陶瓷ESC
104‧‧‧ESC電極
106‧‧‧主要加熱器
108‧‧‧冷卻基座/在固態部分中具有通孔的冷卻板
110‧‧‧接合層
112‧‧‧光纖/光承載媒體/用於致動及溫度讀出的光纖束(或桿)
114‧‧‧控制盒
116‧‧‧光源
118‧‧‧溫度測量裝置

Claims (20)

  1. 一種靜電夾具(ESC)，包括：一陶瓷板，具有一前表面及一背表面，該前表面係用於支持一晶圓或基板；一基座，耦合至該陶瓷板的該背表面；及一光承載媒體，安置於該基座中，該光承載媒體係經配置以提供用於該ESC之像素化基於光的加熱性能(pixelated light-based heating capability)。
  2. 如請求項1所述之ESC，其中該光承載媒體包括複數個光纖。
  3. 如請求項2所述之ESC，其中該基座係藉由一穿孔接合層來耦合至該陶瓷板的該背表面，該穿孔接合層具有開口以接納該等複數個光纖。
  4. 如請求項1所述之ESC，其中該陶瓷板包括一或更多個電性加熱器，該等電性加熱器係容納於該陶瓷板中。
  5. 如請求項1所述之ESC，其中該陶瓷板包括一RF電極，該RF電極係容納於該陶瓷板中。
  6. 如請求項1所述之ESC，其中該基座係一冷卻基座。
  7. 如請求項6所述之ESC，其中該陶瓷板包括容納於其中的一或更多個電性加熱器，其中該等一或更多個電性加熱器及該冷卻基座提供兩個層級的溫度一致性控制性，且其中該光承載媒體提供一第三層級的溫度一致性控制。
  8. 如請求項1所述之ESC，其中該光承載媒體係經進一步配置以提供溫度感測性能。
  9. 如請求項2所述之ESC，其中該等光纖中之各者係可獨立控制的。
  10. 一種半導體處理系統，包括：一腔室，耦合至一抽氣裝置、一進氣裝置、一電漿點燃裝置及一偵測器；一計算裝置，同該電漿點燃裝置耦合；一電壓源，同一樣本支持器耦合，該樣本支持器包括一靜電夾具(ESC)，該ESC安置於該腔室中且包括：一陶瓷板，具有一前表面及一背表面，該前表面係用於支持一晶圓或基板；一基座，耦合至該陶瓷板的該背表面；及一光承載媒體，安置於該基座中，該光承載媒體係經配置以提供用於該ESC之像素化基於光的加熱性能(pixelated light-based heating capability)。
  11. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該ESC的該光承載媒體包括複數個光纖。
  12. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該ESC之該基座係藉由一穿孔接合層來耦合至該ESC之該陶瓷板的該背表面，該穿孔接合層具有開口以接納該等複數個光纖。
  13. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該ESC的該陶瓷板包括一或更多個電性加熱器，該等電性加熱器係容納於該陶瓷板中。
  14. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該ESC的該陶瓷板包括一RF電極，該RF電極係容納於該陶瓷板中。
  15. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該ESC的該基座係一冷卻基座。
  16. 如請求項15所述之半導體處理系統，其中該ESC的該陶瓷板包括容納於其中的一或更多個電性加熱器，其中該等一或更多個電性加熱器及該冷卻基座提供該ESC的兩個層級的溫度一致性控制，且其中該光承載媒體提供該ESC的一第三層級的溫度一致性控制。
  17. 如請求項10所述之半導體處理系統，其中該ESC的該光承載媒體係經進一步配置以提供溫度感測性能。
  18. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該ESC之該等光纖中之各者係可獨立控制的。
  19. 一種用於控制一靜電夾具(ESC)的一溫度的方法，該方法包括以下步驟：藉由控制該ESC之一冷卻基座的一溫度，提供該ESC的第一層級溫度控制；藉由控制該ESC之一或更多個電性加熱器的一溫度，提供該ESC的第二層級溫度控制；及藉由控制該ESC的一光承載媒體，提供該ESC的第三層級溫度控制，該光承載媒體配置為提供用於該ESC之像素化基於光的加熱性能。
  20. 如請求項19所述之方法，其中控制該ESC的該光承載媒體的步驟更包括以下步驟：使用該光承載媒體來進行溫度感測。
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