TWI614789B - 具有腔室壁溫度控制的電漿反應器 - Google Patents

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路布米斯基德米崔
安格維恩卡
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Abstract

於此提供一種用於處理基板之設備。於一些實施例中，設備包含第一導電本體，繞處理腔室之內部容積中的基板支撐件而設置；第一導電環，具有內緣及外緣，該內緣耦接至第一導電本體之第一端，該外緣自內緣徑向向外而設置；第二導電本體，耦接至第一導電環之外緣，並具有至少一部分設於第一導電環上，其中第一導電環和第二導電環之至少一部分係部分地界定第一導電環上的第一區域；及加熱器，經構成以加熱第一導電本體、第二導電本體及第一導電環。

Description

具有腔室壁溫度控制的電漿反應器
本發明之實施例大體關於基板處理設備。
基板處理系統，如電漿反應器，可使用以於基板上沉積、蝕刻或形成層。有益於控制此基板處理之態樣的一個參數為用以處理基板之電漿反應器的壁溫度。
因此，發明人於此提供基板處理系統的實施例，這些實施例可提供基板處理系統之襯墊或腔室壁的改良溫度控制。
於此提供一種用於處理基板之設備。於一些實施例中，用於處理基板的設備可包含第一導電本體，繞處理腔室之內部容積中的基板支撐件而設置；第一導電環，具有內緣及外緣，該內緣耦接至第一導電本體之第一端，該外緣自內緣徑向向外而設置；第二導電本體，耦接至第一導電環之外緣，並具有至少一部分設於第一導電環上，其中第一導電環和第二導電環之至少一部分係部分地界定第一導電環上的第一區域；及加熱器，經構成以加熱第一導電本體、第二導電本體及第一導電環。
於一些實施例中，基板處理設備可包含處理腔室，具 有內部容積及設置於內部容積中之基板支撐件；第一導電本體，繞處理腔室之內部容積中之基板支撐件而設置；第一導電環，具有內緣及外緣，該內緣耦接至第一導電本體之第一端，該外緣自內緣徑向向外而設置；第二導電本體，耦接至第一導電環之外緣，並具有至少一部分設於第一導電環上，其中第一導電環及第二導電本體之至少一部分係部分地界定第一導電環上的第一區域；及加熱器，經構成以加熱第一導電本體、第二導電本體及第一導電環。
於一些實施例中，基板處理設備可包含處理腔室，具有內部容積及設置於內部容積中之基板支撐件；第一導電本體，繞處理腔室之內部容積中之基板支撐件而設置；第一導電環，具有內緣及外緣，內緣耦接至第一導電本體之第一端，該外緣自內緣徑向向外而設置；第二導電本體，耦接至第一導電環之外緣，並具有至少一部分設於第一導電環上，第二導電本體具有設於第二導電本體中並與內部容積絕緣之第一通道，其中第一導電環及第二導電本體之至少一部分係部分地界定第一導電環上的第一區域；及第三導電本體，耦接至相對於第一端之第一導電本體的第二端，其中第三導電本體、第一導電環及第一導電本體部分地界定設於第一區域下的第二區域，且其中第三導電本體將第一導電本體電性地耦接至處理腔室之壁並將第一導電本體與處理腔室之壁熱去耦；第四本體，繞第二導電本體之外部而設置，並具有 第二通道以流動冷卻劑穿越第二通道；及加熱器，設於第二導電本體之第一通道中並經構成以加熱第一導電本體、第二導電本體及第一導電環。
本發明之其他和進一步的實施例係說明於下。
於此揭露一種用於處理基板之設備。本發明設備之優點為可藉由控制基板處理系統之溫度而幫助減少於處理期間於基板上的瑕疵及/或顆粒形成。於此所述之基板處理系統之一或多個組件的溫度控制可進一步改良於基板處理系統中之電漿特性，如電漿密度及/或電漿通量。所述之改良的溫度控制可有益地導致改良的處理良率、每次運行的穩定度、較高的產出，或如下所討論的類似優點。
第1圖顯示依據本發明之一些實施例的感應耦合電漿反應器(反應器100)的概要側視圖。反應器100可單獨，或作為積體半導體基板處理系統的一個處理模組，或群集工具而使用，如可自Santa Clara,California之應用材料公司取得的CENTURA®積體半導體晶圓處理系統。可有利地受益於依據本發明之實施例之改變的合適電漿反應器之例子包含感應耦合電漿蝕刻反應器(如半導體設備之DPS®襯墊)或其他感應耦合電漿反應器(如MESA®)或同樣可自應用材料公司取得的類似產品。上面所列舉 的半導體設備僅作為說明，並且其他的蝕刻反應器及非蝕刻設備(如CVD反應器，或其他半導體處理設備)亦可依據本發明之教示而適當地修改。舉例來說，可配合於此所揭露的本發明方法之合適的示例性電漿反應器可見於由Todorow等人於2010年6月23所提出，名稱為“INDUCTIVELY COUPLED PLASMA APPARATUS”之美國專利案第12/821,609號，或由S.Banna等人於2010年6月23所提出，名稱為“DUAL MODE INDUCTIVELY COUPLED PLASMA REACTOR WITH ADJUSTABLE PHASE COIL ASSEMBLY”之美國專利案第12/821,636號。
反應器100一般包含具有導電本體(壁)130及蓋體120(如，室頂)之處理腔室104，導電本體(壁)130及蓋體120一起界定出內部容積105；基板支撐件116，設於內部容積105內，具有基板115設於基板支撐件116上；感應耦合電漿設備102及控制器140。壁130一般耦接至電性接地134，且於反應器100係構造為感應耦合電漿反應器的實施例中，蓋體120可包括面對反應室100之內部容積105的介電材料。於一些實施例中，基板支撐件116可經構成為陰極，經由匹配網路124而耦接至偏壓電源122。偏壓電源122可示例地作為在約13.56 MHz之頻率時(此頻率適於產生連續或脈衝功率任一者)，高達約1000 W(但不限於約1000 W)之電源，雖然其他的頻率及功率亦可提供給特定的應用所需。於其他 實施例中，電源122可為DC和脈衝DC電源。於其他實施例中，電源122可適於提供多種頻率，或者一或多個第二電源(未顯示)可經由相同的匹配網路124或一或多個不同的匹配網路(未顯示)而耦接至基板支撐件116，以提供多種頻率。
反應器100可包含一或多個組件以管理溫度及/或控制於反應器100中的電漿分布，如第1至4圖中所示。舉例來說，一或多個組件可包含第一導電本體160，於處理腔室102之內部容積105中繞基板支撐件116而設置。舉例來說，第一導電本體160係導電地且可為陰極套筒(如環繞基板支撐件116之套筒)以影響在內部容積105及/或鄰近於基板支撐件116處之電漿行為。第一導電本體160可具有任何合適的形狀，以提供所欲的電漿行為，舉例來說，如圓柱狀或類似形狀。第一導電本體160可包含第一端162及第二端164。
於一些實施例中，反應器100可包括設於處理腔室104內之襯墊101，以管理於反應器100中之溫度及/或電漿分布。襯墊101一般可包括第二導電本體174，第二導電本體174具有形成於第二導電本體174之第一端111中的第一通道180，及耦接至第二導電本體174之第二端113的導電環166。於一些實施例中，導電環166可具有耦接至第一導電本體160之第一端162的內緣168。作為替代，於一些實施例中，內緣168可設置成在第一端162處或接近第一端162處緊鄰於，或安置於，或抵 靠於導電本體160上。導電環166之內緣168可相對第一導電本體160而設置，使得於導電環166和第一導電本體160之間並無間隙存在。導電環166之外緣170可自導電環166之內緣168徑向向外設置。導電環166可為電漿屏或類似物，且可影響處理腔室102之內部容積105中及/或鄰近基板支撐件116的電漿之行為。舉例來說，導電環166可包含複數個開口172，穿設導電環166以流體地耦接內部容積105的第一區域107至內部容積105的第二區域109。舉例來說，如第1圖中所示，第一區域107可位於基板支撐件116上，且第二區域109可鄰近及/或位於基板支撐件116下。於一些實施例中，第一區域107可為位於基板支撐件116上的處理容積，且第二區域109可為鄰近及/或位於基板支撐件116下的排氣容積。
第二導電本體174係耦接至導電環166的外緣170。第二導電本體174的至少一部分176可設於導電環166上(如，可自導電環166朝蓋體120延伸，如第1、3圖中所示)。導電環166和第二導電本體174的至少一部分176可部分地接合或界定導電環166上的第一區域107。舉例來說，導電環166、第二導電本體174之至少一部分176及蓋體120可一同界定第一區域107，如第1圖中所示。第二導電本體174可為腔室襯墊。舉例來說，第二導電本體174可經設置以於腔室壁130之至少部分處作為襯墊，並可包含一或多個開口(未顯示)，如幫助 於內部容積105之處理氣體進入的開口及/或基板115進入內部容積105之開口。舉例來說，於腔室壁130中對應於流量閥開口之開口顯示於第3圖中。
第二導電本體174可用以自加熱器178傳送熱量至第二導電本體174面向內部容積之表面，及導電環和第一導電本體160面向內部容積之表面。舉例來說，加熱器178可經構成以加熱第一導電本體160、第二導電本體174及導電環166。加熱器178可為任何合適的加熱器，如電阻式加熱器或類似物，且可包括單一個加熱元件或複數個加熱元件。於一些實施例中，加熱器178可提供約攝氏100度至約攝氏200度，或約攝氏150度的溫度。發明人發現提供這些溫度幫助減少與氟處理相關之記憶效應。
第二導電本體174可包含第一通道180，第一通道180設於第二導電本體174中並與第一區域107絕緣。舉例來說，如第1-3圖中所示，第一通道可設於鄰近於蓋體120的第二導電本體174之至少一部分176的一端，並延伸入第二導電本體174。如第1圖中所示，加熱器178可設於第一通道180中。舉例來說，加熱器178可為電阻式加熱器，且於一些實施例中，可裝進於鞘中，如ICONEL®、不銹鋼或類似物中。於一些實施例中，加熱器可位於上襯墊之中間附近。將加熱器178設置於未太遠離或未太接近於冷卻劑通道可幫助平衡熱損失及溫度均勻性。
參照第3圖，於一些實施例中，第二導電本體174可包括向內面向脊187，向內面向脊187具有第一通道189及第二通道191，第二通道191形成於向內面向脊187中並鄰近於第二導電本體174之頂端部分193而設置。當第一通道189和第二通道191存在時，第一通道189和第二通道191經構成以允許密封或O型環設置於第一通道及第二通道之一者或兩者中，以於安裝時幫助增加襯墊101和其他反應器之組件間的密封。
第4A-D圖分別顯示依據本發明之一些實施例的襯墊101之立體圖、頂視圖、側視圖及剖視圖。於下描述的襯墊101之尺寸有利地允許襯墊101適於使用於反應器，舉例來說，如於上所述的反應器100。
參照第4A圖，於一些實施例中，帽體401可設置於通道180之上方，藉此覆蓋通道180。於一些實施例中，帽體401可包括向外延伸舌片402，以容置一或多個電性饋通孔410。電性饋通孔410幫助傳輸電力至加熱器178(顯示於第1圖中)。於一些實施例中，襯墊101可包括向外延伸凸緣412，向外延伸凸緣412設於襯墊101之上端處並具有複數個通孔408形成於向外延伸凸緣412中，以幫助襯墊101安裝於反應器中。
於一些實施例中，一或多個開口406、410、404可形成於導電本體中，以幫助處理氣體、溫度監控設備(如，高溫計、熱耦計或類似物)及/或基板進入襯墊101內的區域。於一些實施例中，襯墊101的底端418可包含向 下延伸特徵結構416。當特徵結構416存在時，特徵結構416可於襯墊101安裝於反應器中時定位襯墊101，舉例來說，使得開口設置於襯墊101和處理腔室的排氣系統之間以將真空泵136耦合至處理腔室的內部容積105。
參照第4B圖，於一些實施例中，凸緣412可具有約25.695英吋至約25.705英吋的外徑420。複數個穿孔408經配置以與處理腔室的其他組件接合，以幫助於處理腔室內之襯墊101的安裝。於一些實施例中，複數個穿孔408的第一組穿孔421係繞凸緣412而設置，使得第一組穿孔421的共用螺釘圓圈424具有約24.913英吋至約24.923英吋的直徑425。於一些實施例中，第一組穿孔421可具有約0.005至約0.015英吋的直徑。
於一些實施例中，複數個穿孔408的第二組穿孔432可具有約0.215英吋至約0.225英吋的直徑436。於一些實施例中，第二組穿孔432可設置於共用螺釘圓圈424上。於一些實施例中，複數個穿孔408的第三組穿孔433可具有約0.395英吋至約0.405英吋的直徑。
於一些實施例中，複數個穿孔434可形成於鄰近導電環166之內緣168處，以幫助襯墊安裝於處理腔室中。於這些實施例中，複數個穿孔434可繞導電環166對稱地設置，使得於複數個穿孔434中每個穿孔間的角度437係約44度至約46度。於一些實施例中，複數個穿孔434皆具有約0.327英吋至約0.336英吋的直徑。於一些實施 例中，導電環166可具有約14.115至約14.125英吋的內徑419。
參照第4C圖，於一些實施例中，第二導電本體174可具有約7.563英吋至約7.573英吋的高度440，此高度係自特徵結構416的底端443至凸緣412的底端447所測得。於一些實施例中，凸緣412可具有約0.539英吋至約0.549英吋的厚度444。於一些實施例中，特徵結構416的底端可具有凹口部分448，以幫助與處理腔室內的其他組件接合。
開口404經構成以允許基板進入襯墊101內的區域。於一些實施例中，開口404可具有適合幫助基板的進出之厚度441和寬度442。於一些實施例中，開口可形成於第二導電本體174中，使得開口404的頂端448可具有自凸緣412的底端447算起約3.375英吋至約3.385英吋的距離446。
參照第4D圖，於一些實施例中，第二導電本體174可具有約22.595英吋至約22.605英吋的外徑449。於一些實施例中，第二導電本體174可具有約21.595英吋至約21.605英吋的內徑450。於一些實施例中，脊187可向內延伸至內徑454，內徑約19.695英吋至約19.705英吋。
於一些實施例中，特徵結構416可具有約1.563英吋至約1.573英吋的高度452。於一些實施例中，導電環166的厚度451可為約0.130英吋至約0.140英吋。
於一些實施例中，通道180可具有約3.007英吋至約3.017英吋之深度453。於一些實施例中，通道180可形成於第二導電本體174中，使得通道180之中央軸456的直徑455可為約22.100英吋至約22.110英吋。於一些實施例中，通道180可包括具有約0.270英吋至約0.280英吋之厚度458的下部部分。於一些實施例中，通道180可包括上部部分459，上部部分459經構成以允許帽體401(說明於下)的頂端環適配於通道180的上部部分459內。
第4E-4G圖分別顯示依據本發明之一些實施例，顯示襯墊101之帽體401的側剖視圖、頂視圖及部分頂視圖。
參照第4E圖，帽體401一般包括頂端環460和底端環461，底端環461耦接至頂端環460之底端463。於一些實施例中，帽體401可具有約2.940英吋至約2.950英吋的總高度462。底端環461經構成以適配於通道180之底端部分457內(說明於上)。於一些實施例中，頂端環460具有約0.42英吋至約0.44英吋的厚度464。舉例來說，於一些實施例中，帽體的底端環416具有約22.365英吋至約22.375英吋的外徑462。於一些實施例中，底端環416具有約21.835英吋至約21.845英吋的內徑。
參照第4F圖，頂端環460經構成以適配於通道180之上部部分459內(說明於上)。於一些實施例中，頂端環460可包括約22.795英吋至約22.805英吋的外徑465。於一些實施例中，頂端環460可包括約21.495英吋至約 21.505英吋的內徑466。於一些實施例中，向外延伸舌片402可自帽體401的中央延伸至約14.03英吋至約14.05英吋的距離467。
參照第4G圖，於一些實施例中，向外延伸舌片402包括板體497，該板體497於鄰近於舌片402之端部處耦接至舌片402。當板體497存在時，板體497緊固一或多個電性饋通孔(顯示於第4B圖中的電性饋通孔410)，以幫助提供電力至加熱器(顯示於第3圖中之加熱器178)。
於一些實施例中，板體497可具有約1.99英吋至約2.01英吋的長度466。於一些實施例中，板體497可具有約0.545英吋至約0.555英吋的寬度467。於一些實施例中，四個通孔478A-D可穿越板體497而形成，以幫助將板體耦接至舌片402。於一些實施例中，四個通孔478A-D之各者可形成於鄰近板體497的各角落處。
第一饋通孔485及第二饋通孔486可形成於板體497之內部部分487中，並分別耦接至形成於舌片402中之第一導管488和第二導管489。第一導管488和第二導管489之各者促成自第一饋通孔485和第二饋通孔486至加熱器(顯示於第3圖中之加熱器178)的路徑，以幫助提供電力至加熱器。
回頭參照第1圖，第三導電本體182可設置鄰近於相對第一端162的第一導電本體160之第二端164處。於一些實施例中，第三導電本體182可耦接至相對於第一 端162之第一導電本體160之第二端164。第三導電本體182、導電環166及第一導電本體160可接合或部分地界定設置於內部容積105之第一區域107下的第二區域109。發明人發現控制一或多個組件160、166、174及/或182之面向內部容積之表面的溫度可用以減少形成於基板115上之瑕疵及/或顆粒。舉例來說，發明人發現若一或多個組件之面向內部容積之表面的溫度未受控制，則與基板115交互作用而形成之各種物質(如，處理氣體、電漿物質及/或次產品)可能形成於面向內部容積之表面上。於處理期間，各種物質可能自面向內部容積之表面剝離並污染基板115。於一些實施例中，如當使用含氟(F)氣體時，腔室102可能需要獨立的電漿清潔，以移除形成於面向內部容積之表面上的含氟物質。然而，於基板間的處理時間及/或閒置時間期間，一或多個組件160、166、174及/或182的面向內部容積之表面的改良溫度控制可減少此種清潔的需求，並可延長用於反應器100之清潔間的平均時間。進一步而言，沿著一或多個組件160、166、174及/或182的面向內部容積之表面的溫度變化可導致形成於處理腔室102中之電漿中的不均勻性。因此，相較於傳統的處理腔室，本發明之實施例可幫助沿著一或多個組件160、166、174及/或182的面向內部容積之表面的溫度更均勻，藉此而可導致於處理腔室102中形成更均勻之電漿。此外，本發明提供於腔室內更均勻的RF接地路徑，藉此幫助電漿之均勻 性。
於一些實施例中，第三導電本體182可幫助控制一或多個組件160、166、174及/或182的面向內部容積之表面上的溫度。舉例來說，發明人發現當第二導電本體160之第二端164係直接耦接至如位於腔室102之底部的腔室壁130時，面向內部容積之表面之溫度可能因為腔室壁130的急劇熱損失而難以控制。舉例來說，腔室壁130可作為散熱鰭片運作，因而導致於一或多個組件160、166及/或174之面向內部容積之表面上的溫度變化。故，發明人提供第三導電本體182以改善面向內部容積之表面上的溫度控制。舉例來說，第三導電本體182可防止第一導電本體160直接接觸處理腔室之壁130。故，第三導電本體182可防止因傳送至腔室壁130而產生的熱損失，並且反之可幫助於一或多個組件160、166、174及/或182的面向內部容積之表面附近更均勻的溫度分布。於此所述之導電本體和導電環可由任何合適的處理相容之材料所製成，如鋁(T6 6061)或類似材料。於一些實施例中，材料可如藉由電鍍而處理及/或塗層，或具有釔塗層沉積於材料上。
進一步而言，第一導電本體160可藉由第三導電本體182而保持與處理腔室102之腔室壁130電性耦接。然而，透過第三導電本體182之存在，第一導電本體可與處理腔室102之腔室壁130熱去耦。
溫度控制可進一步地藉由設置於繞第二導電本體174 之外部的第四本體184而提供。舉例來說，如第1圖中所示，第四本體184可設置於腔室壁130上，並位於鄰近蓋體120之第二導電本體174的至少一部分下。於一些實施例中，第四本體184可為設置於第二導電本體174之凸緣和腔室壁130間的環或間隔件。舉例來說，如圖所示，第四本體可繞第二導電本體174於鄰近第一通道180和加熱器178之位置處而設置。作為替代方案，第四本體184可位於繞第二導電本體174之任何合適位置，以改善一或多個組件160、166、174及/或182之溫度控制。
第四本體184可包含第二通道186以流動冷卻劑穿越第二通道186。舉例來說，冷卻劑可結合加熱器178而作用，以提供所欲溫度至一或多個組件160、166、174及/或182的內部表面。冷卻劑可包含任何合適的冷卻劑，如乙二醇、水或類似物之一或多者。冷卻劑可藉由冷卻劑源188而提供至第二通道186。冷卻劑可提供於約攝氏65度之溫度，或依據待執行之處理的其他合適的溫度。舉例來說，加熱器178和冷卻劑可結合作用以提供攝氏約100度至約200度，或約150度之溫度至一或多個組件160、166、174及/或182的內部表面。
一或多個組件160、166、174及/或182可包含額外的特徵結構以於處理腔室102中改善溫度控制、電漿均勻性及/或處理良率。舉例來說，第二導電本體174的開口，如作為幫助處理氣體及/或基板進出的開口，可經電鍍。 舉例來說，第一導電本體160、第二導電本體174、第三導電本體182及/或導電環166之成分可經選擇以改善熱傳導。舉例來說，於一些實施例中，第一導電本體160、第二導電本體174、第三導電本體182及/或導電環166可包括鋁(Al)，且於一些實施例中，為電鍍鋁或類似物。舉例來說，一或多個組件160、166、174及/或182可製成單一件以改善熱傳。舉例來說，於一些實施例中，第二導電本體174和導電環166可以單一件而製成。作為替代方案，一或多個組件160、166、174及/或182可由多個獨立件並使用合適的緊固件彼此耦合而製成，以提供具有好的熱接觸之耐用連接，如一或多個螺釘、夾具、彈簧或類似物。於一些實施例中，塗層可形成於一或多個組件160、166、174及/或182之面向內部容積之表面上，以限制不然可能會促進顆粒沉積於基板115上及/或瑕疵形成於基板115中的腐蝕及/或黏著。舉例來說，於一些實施例中，非導電塗層可形成於第二導電本體174和導電環166之表面上(如，面向內部容積之表面)。於一些實施例中，非導電塗層可包括一或多個氧化釔(Y2O3)或類似物。
回到第一圖，於一些實施例中，蓋體120可為實質平坦。腔室104的其他修改可具有其他種類的蓋體，如圓頂形蓋體或其他形狀。感應耦合電漿設備102一般設於蓋體120上且經構成以感應耦合RF功率進入處理腔室104。感應耦合電漿設備102包含設於蓋體120上之第一 及第二線圈110。每一線圈的相對位置、直徑比例及/或於每一線圈中的匝數皆可依需求而調整，以經由控制每一線圈的電感而控制如待形成之電漿的輪廓或密度。第一和第二線圈110、112之每一者係經由RF饋送結構106，透過匹配網路114而耦接至RF電源108。RF電源108可示例性地適於以自50kHz至13.56MHz範圍之可調整頻率而產生高達約4000W(但不限於約400W)，雖然其他的頻率和功率亦可依特定的應用之需求而提供。
於一些實施例中，功率分配器103(如分壓電容器)可設置於RF饋送結構106和RF電源108之間，以控制提供至第一和第二線圈各者之RF功率的相對量。舉例來說，如第1圖中所示，功率分配器103可設於襯墊中，耦接RF饋送結構106至RF電源108，以控制提供至每一線圈的RF功率量(藉此幫助控制對應第一和第二線圈區域中的電漿特性)。於一些實施例中，功率分配器103可納入至匹配網路114中。於一些實施例中，流過功率分配器103後，RF電流流動至RF饋送結構106，RF電流於此處分配至第一和第二RF線圈110、112。作為替代方案，分裂RF電流可直接饋送至各第一和第二RF線圈之每一者。
加熱器元件121可設置於蓋體120之頂端上，以幫助加熱處理腔室104之內部。加熱器元件121可設置於蓋體120及第一和第二線圈110、12之間。於一些實施例中，加熱器元件121可包含電阻式加熱元件且可被耦接 至經構成以提供足夠能量之電源123(如AC電源)，以控制加熱器元件121之溫度介於攝氏約50度至約100度間。於一些實施例中，加熱器元件121可為開斷加熱器。於一些實施例中，加熱器元件121可包括不間斷加熱器(如環形加熱器)，藉此幫助於處理腔室104內形成均勻電漿。
於操作期間，基板115(如半導體晶圓或其他適於電漿處理之基板)可置於基板支撐件116上，且處理氣體可自氣體分配盤138經過入口埠126而供應，以於處理腔室104內形成氣體混合物150。舉例來說，在引入處理氣體之前，一或多個組件160、166、174及/或182可藉由(舉例來說)如上所討論之加熱器178和冷卻劑而控制，以使得面向內部容積之表面處於約攝氏100至200度間或約攝氏150度之溫度。氣體混合物150可藉由自電漿源108施加功率至第一及第二線圈110、112而於處理腔室104中點燃成為電漿155。於一些實施例中，來自偏壓源122之功率亦可提供至基板支撐件116。於腔室104之內部內的壓力可使用節流閥127和真空泵136而控制。腔室壁130之溫度可使用流經壁130之含有液體的導管(圖未示)而控制。
基板115之溫度可藉由穩定基板支撐件116之溫度而控制。於一些實施例中，來自氣源148之氦氣可經由氣體導管149而提供至界定於基板115之背側和設置於基板支撐表面中的溝槽(圖未示)間之通道。氦氣係使用以 幫助於基板支撐件116和基板115間的熱傳導。於處理期間，基板支撐件116可藉由於基板支撐件內的電阻式加熱器(圖未示)而加熱至穩定狀態溫度，且氦氣可幫助基板115的均勻加熱。使用此熱控制，基板115可示例性地維持在介於攝氏0度和500度之間的溫度。
控制器140包括中央處理單元(CPU)144、用於CPU 144之記憶體142及支援電路146，且控制器140幫助控制反應器100之組件以及控制如於此所討論之形成電漿之方法。控制器140可為可使用於工業設定中用於控制各種腔室及子處理器的任何形式之通用目的計算機處理器的一者。CPU 144之記憶體142或電腦可讀媒體可為一或多個隨時可用記憶體(如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁碟、硬碟或任何其他形式的數位儲存器，不論是本地或遠端)。支援電路146係耦接至CPU 144以採傳統方式支援處理器。這些電路包含快取、電力、時脈電路、輸入/輸出電路及子系統，及類似物。記憶體142儲存可被執行或引起以採於此所述之方式而控制反應器100之操作的軟體(原始碼或目標碼)。軟體常式亦可藉位於由CPU 144所控制之硬體遠端之第二CPU(圖未示)而儲存及/或執行。
雖然上述內容係關於本發明之實施例，本發明之其他和進一步的實施例可經設計而不背離本發明之基本範圍。
100‧‧‧反應器
101‧‧‧襯墊
102‧‧‧電漿設備
104‧‧‧處理腔室
103‧‧‧功率分配器
105‧‧‧內部容積
106‧‧‧RF饋送結構
107‧‧‧第一區域
108‧‧‧RF電源
109‧‧‧第二區域
110‧‧‧第一RF線圈
112‧‧‧第二RF線圈
114‧‧‧匹配網路
115‧‧‧基板
116‧‧‧基板支撐件
120‧‧‧蓋體
121‧‧‧加熱器元件
122‧‧‧偏壓源
123‧‧‧電源
124‧‧‧匹配網路
126‧‧‧入口埠
127‧‧‧節流閥
130‧‧‧導電本體(壁)
134‧‧‧電性接地
136‧‧‧真空泵
138‧‧‧氣體分配盤
140‧‧‧控制器
142‧‧‧記憶體
144‧‧‧中央處理單元
146‧‧‧支援電路
148‧‧‧氣源
149‧‧‧氣體導管
150‧‧‧氣體混合物
155‧‧‧電漿
160‧‧‧第一導電本體
162‧‧‧第一端
164‧‧‧第二端
166‧‧‧第一導電環
168‧‧‧內緣
170‧‧‧外緣
172‧‧‧開口
174‧‧‧第二導電本體
176‧‧‧部分
178‧‧‧加熱器
180‧‧‧第一通道
182‧‧‧第三導電本體
184‧‧‧第四本體
186‧‧‧第二通道
187‧‧‧脊
188‧‧‧冷卻劑源
189‧‧‧第一通道
191‧‧‧第二通道
193‧‧‧頂端部分
401‧‧‧帽體
402‧‧‧向外延伸舌片
404‧‧‧開口
406‧‧‧開口
408‧‧‧孔
410‧‧‧饋通孔
412‧‧‧凸緣
416‧‧‧特徵結構
418‧‧‧底端
420‧‧‧外徑
421‧‧‧孔
424‧‧‧共用螺釘圓圈
425‧‧‧直徑
432‧‧‧孔
433‧‧‧孔
434‧‧‧孔
436‧‧‧直徑
440‧‧‧高度
441‧‧‧厚度
442‧‧‧寬度
443‧‧‧底端
444‧‧‧厚度
446‧‧‧距離
447‧‧‧底端
448‧‧‧凹口部分
449‧‧‧外徑
450‧‧‧內徑
451‧‧‧厚度
452‧‧‧高度
453‧‧‧深度
454‧‧‧內徑
455‧‧‧直徑
456‧‧‧中央軸
457‧‧‧底端部分
458‧‧‧厚度
459‧‧‧上部部分
460‧‧‧頂端環
461‧‧‧底端環
462‧‧‧外徑
463‧‧‧底端
464‧‧‧厚度
465‧‧‧外徑
466‧‧‧內徑
467‧‧‧距離
468‧‧‧中央
478A-D‧‧‧孔
485‧‧‧饋通孔
486‧‧‧孔
487‧‧‧內部部分
488‧‧‧第一導管
489‧‧‧第二導管
497‧‧‧板體
簡短摘要於發明內容及詳細討論於實施方式中的本發明之實施例可藉由參考描繪於隨附圖式中之本發明的說明性實施例而了解。然而，應注意隨附圖式僅說明此發明的典型實施例，且不應被視為限制本發明之範圍，因為本發明可允許其他等效之實施例。
第1圖顯示依據本發明之一些實施例的電漿反應器的概要圖。
第2圖顯示依據本發明之一些實施例，顯示於第1圖中之電漿反應器的一部分之概要圖。
第3圖顯示依據本發明之一些實施例之腔室襯墊的概要圖。
第4A-4D圖分別顯示依據本發明之一些實施例的腔室襯墊之立體圖、頂視圖、側視圖及剖視圖。
第4E-4G圖分別顯示依據本發明之一些實施例，顯示於第4A-4D圖中的腔室襯墊之帽體的側視圖、頂視圖、側剖視圖及部分視圖。
為幫助了解，儘可能的使用相同的元件符號以指定共用於圖式中的相同元件。這些圖式並未按比例繪製且可為清晰之目的而簡化。亦應考量一個實施例之元件及特徵可有益地併入於其他的實施例中，而毋須進一步的詳述。
101‧‧‧襯墊
166‧‧‧第一導電環
168‧‧‧內緣
170‧‧‧外緣
172‧‧‧開口
174‧‧‧第二導電本體
176‧‧‧部分
178‧‧‧加熱器
180‧‧‧第一通道
187‧‧‧脊
189‧‧‧第一通道
191‧‧‧第二通道
193‧‧‧頂端部分

Claims (18)

  1. 一種用於處理一基板之設備，包括：一第一導電本體，經調整尺寸以繞一處理腔室之一內部容積中的一基板支撐件而設置；一第一導電環，具有一內緣及一外緣，該內緣耦接至該第一導電本體之一第一端，該外緣自該內緣徑向向外而設置；一第二導電本體，耦接至該第一導電環之該外緣，並具有至少一部分設於該第一導電環上，其中該第一導電環及該第二導電本體之該至少一部分係部分地界定該第一導電環上的一第一區域；及一第三導電本體，耦接至相對於該第一端之該第一導電本體的一第二端以防止該第一導電本體直接接觸該處理腔室之壁，其中該第三導電本體、該第一導電環及該第一導電本體係部分地界定設於該第一區域下的一第二區域一加熱器，經構成以加熱該第一導電本體、該第二導電本體及該第一導電環。
  2. 如請求項第1項所述之設備，其中該第一導電環更包括：複數個開口，穿設該第一導電環以流體地耦接該第一區域至該第二區域。
  3. 如請求項第1項所述之設備，其中該第二導電本體更包括：一第一通道，與該第一區域絕緣，其中該第一通道係設於該第二導電本體中並繞該第一區域而設置，且其中該加熱器係設於該第一通道中。
  4. 如請求項第1項所述之設備，其中該第一導電本體、該第二導電本體及該第一導電環皆包括鋁。
  5. 如請求項第1項所述之設備，更包括：一非導電塗層，形成於面對該第一區域之該第二導電本體和該第一導電環的表面上。
  6. 如請求項第1項所述之設備，更包括：一第四本體，繞該第二導電本體之外部而設置，並具有一第二通道以流動一冷卻劑穿越該第二通道。
  7. 如請求項第1項所述之設備，其中該第二導電本體和該第一導電環係以單一件而製成。
  8. 一種基板處理設備，包括：一處理腔室，具有一內部容積及設置於該內部容積中之一基板支撐件； 一第一導電本體，繞該處理腔室之該內部容積中之該基板支撐件而設置；一第一導電環，具有一內緣及一外緣，該內緣耦接至該第一導電本體之一第一端，該外緣自該內緣徑向向外而設置；一第二導電本體，耦接至該第一導電環之該外緣，並具有至少一部分設於該第一導電環上，其中該第一導電環及該第二導電本體之該至少一部分係部分地界定該第一導電環上的一第一區域；及一第三導電本體，耦接至相對於該第一端之該第一導電本體的一第二端以防止該第一導電本體直接接觸該處理腔室之壁，其中該第三導電本體、該第一導電環及該第一導電本體一同部分地界定設於該第一區域下的一第二區域一加熱器，經構成以加熱該第一導電本體、該第二導電本體及該第一導電環。
  9. 如請求項第8項所述之基板處理設備，其中該第三導電本體防止該第一導電本體接觸該處理腔室之一壁。
  10. 如請求項第9項所述之基板處理設備，其中該第一導電本體係經由該第三導電本體而電性地耦接至該處理腔室之該壁並經由該第三導電本體而與該處理腔室之該壁熱去耦。
  11. 如請求項第8項所述之基板處理設備，其中該第一導電本體更包括：複數個開口，穿設該第一導電環以流體地耦接該第一區域至該第二區域。
  12. 如請求項第8項所述之基板處理設備，其中該第二導電本體更包括：一第一通道，與該第一區域絕緣，其中該第一通道係設於該第二導電本體中並繞該第一區域而設置，且其中該加熱器係設於該第一通道中。
  13. 如請求項第8項所述之基板處理設備，更包括：一第四本體，繞該第二導電本體之外部而設置，並具有一第二通道以流動一冷卻劑穿越該第二通道。
  14. 如請求項第13項所述之基板處理設備，更包括：一冷卻劑源，提供該冷卻劑至該第四本體之該第二通道。
  15. 如請求項第8項所述之基板處理設備，更包括：一感應耦合電漿設備，設於該處理腔室之一室頂上，該感應耦合電漿設備具有耦合至一RF電源之一第一RF線圈及一第二RF線圈。
  16. 一種基板處理設備，包括：一處理腔室，具有一內部容積及設置於該內部容積中之一基板支撐件；一第一導電本體，繞該處理腔室之該內部容積中之該基板支撐件而設置；一第一導電環，具有一內緣及一外緣，該內緣耦接至該第一導電本體之一第一端，該外緣自該內緣徑向向外而設置；一第二導電本體，耦接至該第一導電環之該外緣，並具有至少一部分設於該第一導電環上，該第二導電本體具有設於該第二導電本體中並與該內部容積絕緣之一第一通道，其中該第一導電環及該第二導電本體之該至少一部分係部分地界定該第一導電環上的一第一區域；及一第三導電本體，耦接至相對於該第一端之該第一導電本體的一第二端以防止該第一導電本體直接接觸該處理腔室之壁，其中該第三導電本體、該第一導電環及該第一導電本體部分地界定設於該第一區域下的一第二區域，且其中該第三導電本體將該第一導電本體電性地耦接至該處理腔室之一壁並將該第一導電本體與該處理腔室之該壁熱去耦；一第四本體，繞該第二導電本體之外部而設置，並具有一第二通道以流動一冷卻劑穿越該第二通道；及 一加熱器，設於該第二導電本體之該第一通道中並經構成以加熱該第一導電本體、該第二導電本體及該第一導電環。
  17. 如請求項第16項所述之基板處理設備，其中該第一導電本體更包括：複數個開口，穿設該第一導電環以流體地耦接該第一區域至該第二區域。
  18. 如請求項第17項所述之基板處理設備，更包括：一感應耦合電漿設備，設於該處理腔室之一室頂上，該感應耦合電漿設備具有耦接至一RF電源之一第一RF線圈及一第二RF線圈。
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