TWI676234B - 具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤 - Google Patents

具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤 Download PDF

Info

Publication number
TWI676234B
TWI676234B TW104113955A TW104113955A TWI676234B TW I676234 B TWI676234 B TW I676234B TW 104113955 A TW104113955 A TW 104113955A TW 104113955 A TW104113955 A TW 104113955A TW I676234 B TWI676234 B TW I676234B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
top plate
substrate
electrostatic chuck
susceptor
central support
Prior art date
Application number
TW104113955A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201545270A (zh
Inventor
馬卡羅契森
Chethan MANGALORE
巴蘭艾魯莫卡
Arumuga BALAN
吳正勳
Jeonghoon Oh
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Applied Materials, Inc.
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, Applied Materials, Inc. filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201545270A publication Critical patent/TW201545270A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI676234B publication Critical patent/TWI676234B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67005—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
    • H01L21/683—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
    • H01L21/6835—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 temporarily an auxiliary support
    • 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
    • H01L21/6875—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 plurality of individual support members, e.g. support posts or protrusions
    • 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
    • H01L21/68785—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 the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

於此提供一種用於保持一基板的靜電夾盤。在一些實施例中，用於保持基板的靜電夾盤可包含：一感受器，該感受器包含：一導電性感受器基底，該導電性感受器基底具有形成於該導電性感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一突起中央支撐件，該突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一介電頂板，該介電頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該介電頂板具有一凸起頂部表面，且其中該介電頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該介電頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。

Description

具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤
本揭示案實施例一般相關於用於實施半導體裝置製造的設施，且更特定地，相關於用於處理期間支撐半導體基板的靜電夾盤。
靜電夾盤(ESC)被廣泛使用以用於半導體處理設施(例如，電漿處理腔室)內提供對基板(此處也指半導體晶圓或晶圓)的支撐。靜電夾盤一般在基板處理期間(亦即，在材料沉積或蝕刻期間)維持基板於靜止位置中。靜電夾盤利用電容性及Johnsen-Rahbeck吸引力以維持基板於位置中。
靜電夾盤(ESC)被廣泛使用以用於半導體處理設施(例如，電漿處理腔室)內提供對基板的支撐。凸起的靜電夾盤於夾盤的夾合表面上具有複數個突出物以支撐工件。該等突出物也可稱為「凸形」或「隆起」。一般來說，在該等突出物上支撐工件可為有利的，因為與工件背側的接觸面積相對於非凸起夾合表面減少。一般接受：與工件背側較少的接觸一般導致較少個顆粒產生，而有利於一些處理應用。此 外，一些處理應用可提供背側冷卻氣體，以在處理期間冷卻工件背側。
根據地，發明人提供改良的靜電夾盤，包含致能改良的背側氣體分佈的凸起頂板。
於此提供一種用於保持一基板的靜電夾盤。在一些實施例中，用於保持基板的靜電夾盤可包含：一感受器(susceptor)，該感受器包含：一導電性感受器基底，該導電性感受器基底具有形成於該導電性感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一突起中央支撐件，該突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一介電頂板，該介電頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該介電頂板具有一凸起頂部表面，且其中該介電頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該介電頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
在一些實施例中，用於處理一基板的設備可包含：定義一處理區域的腔室、用於在該處理區域中保持一基板的靜電夾盤，該靜電夾盤包括：一台座；及一感受器，該感受器設置於該台座上，包含：一導電性感受器基底，該導電性感受器基底具有形成於該導電性感受器基底的一上方表面中的一個或更 多個冷卻通道；一突起中央支撐件，該突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一介電頂板，該介電頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該介電頂板具有一凸起頂部表面，且其中該介電頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該介電頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
在一些實施例中，用於保持一150mm基板的靜電夾盤可包含：一感受器，該感受器包含：一鋁製感受器基底，該鋁製感受器基底具有形成於該鋁製感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一鋁製突起中央支撐件，該鋁製突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一150mm陶瓷頂板，該150mm陶瓷頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該陶瓷頂板具有一凸起頂部表面，且其中該陶瓷頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該陶瓷頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
本揭示案之其他及進一步的實施例描述於下方。
100‧‧‧靜電夾盤
101‧‧‧台座
102‧‧‧感受器
104‧‧‧感受器基底
106‧‧‧中央支撐件
108‧‧‧介電頂板
110‧‧‧陰極結構
112‧‧‧冷卻板
114‧‧‧冷卻通道
116‧‧‧孔洞
118‧‧‧孔洞
120‧‧‧升降銷
122‧‧‧電極
124‧‧‧管道
126‧‧‧入口管道
130‧‧‧捕捉環
132‧‧‧升降銷孔洞
202‧‧‧平坦部分
204‧‧‧螺栓
206‧‧‧外通道
208‧‧‧內通道
210‧‧‧連接通道
212‧‧‧徑向通道
214‧‧‧氣體分佈通道
302‧‧‧平坦部分
306‧‧‧外直徑
308‧‧‧凸起頂部表面
310‧‧‧突起投影
402‧‧‧漸狹邊緣
404‧‧‧空隙
406‧‧‧直線邊緣
408‧‧‧空隙
500‧‧‧系統
510‧‧‧腔室
512‧‧‧感應性線圈元件
514‧‧‧基板
516‧‧‧基板支撐件
518‧‧‧電源
519‧‧‧匹配網路
520‧‧‧天花板
522‧‧‧偏壓電源
524‧‧‧第二匹配網路
525‧‧‧匹配網路輸出
526‧‧‧入口埠
527‧‧‧探針
529‧‧‧控制器
530‧‧‧壁
531‧‧‧節流閥
534‧‧‧電性接電點
536‧‧‧真空幫浦
538‧‧‧氣體面板
540‧‧‧控制器
541‧‧‧埠
542‧‧‧記憶體
544‧‧‧CPU
546‧‧‧支援電路
548‧‧‧氣體來源
549‧‧‧氣體管道
550‧‧‧氣體混合物
555‧‧‧電漿
可藉由參考描繪於所附圖式中的本揭示案圖示的實施例而理解本揭示案的實施例(簡短總結如上且下方更詳細討論)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意所附圖式僅圖示本揭示案典型的實施例，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
第1圖為根據本揭示案的一些實施例之靜電夾盤之側橫截面視圖；第2圖為根據本揭示案的一些實施例之第1圖的感受器基底的俯視圖；第3A及3B圖分別描繪根據本揭示案的一些實施例之第1圖的介電頂板的俯視圖及側視圖；第4A及4B圖分別描繪根據本揭示案的一些實施例之漸狹及直線邊緣感受器；及第5圖描繪基於電漿的基板處理系統的平面視圖，包括根據本揭示案的一些實施例之靜電夾盤。
為了便於理解，盡可能使用相同元件符號，以標示圖式中常見的相同元件。圖式並非照比例繪製且可針對清晰而簡化。思量一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例中，而無須進一步敘述。
於此提供具有改良的凸起及冷卻通道之靜電夾盤(ESC)。在一些實施例中，且如下方進一步的詳細討論，改良的ESC可包含具有直線或漸狹邊緣的凸起陶瓷頂板，而可與現存的ESC設計一起使用，例如，用於150mm的ESC設計。
第1圖根據本揭示案的一些實施例描繪靜電夾盤100之橫截面視圖。靜電夾盤100使用於半導體基板的電漿處理期間，例如，蝕刻、物理氣相沉積(PVD)及電漿清洗。靜電夾盤100包括台座101及感受器102。在一些實施例中，台座101包含陰極結構110及冷卻板112。在一些實施例中，感受器102可包含感受器基底104、設置於感受器基底104上的突起中央支撐件106、及設置於突起中央支撐件106上的介電頂板108。捕捉環130環繞且固定感受器102至台座101。
陰極結構110具有槽狀且具有用於靜電夾盤100的基本結構支撐的效果。陰極結構110典型地由強健的金屬製成，例如，不鏽鋼。設置於陰極結構110內的碟狀冷卻板112支撐感受器102，且便於冷卻流體/氣體至感受器102的輸送。冷卻板112包含一個或更多個升降銷孔洞132以容納一個或更多個升降銷120，在該基板設置於靜電夾盤100上時使用該一個或更多個升降銷120以放置基板。冷卻板 112也包含一個或更多個管道124以輸送冷卻流體/氣體至感受器102。
感受器基底104包含與一個或更多個管道124對齊的一個或更多個管道，以便於氣體至冷卻通道114的輸送，冷卻通道114形成於感受器基底104的頂部表面上。第2圖根據本揭示案的至少一個實施例圖示具有冷卻通道114的感受器基底104的俯視平面視圖。在一些實施例中，可經由入口管道126輸送背側冷卻氣體/流體至感受器基底104的頂部且流經冷卻通道114。感受器基底104可藉由一數量的螺栓204固定至冷卻板112。如第2圖中所展示，在一些實施例中，冷卻通道114具有實質圓形的外通道206及平坦部分202，以容納現存的靜電夾盤設計。冷卻通道114可包含複數個內通道208經由複數個連接通道210耦合至外通道206，以均勻地分佈冷卻氣體/流體。入口管道126可經由複數個徑向通道212耦合至內通道208。在一些實施例中，冷卻通道114可包括軸對稱地繞著感受器基底104的中央軸設置的三組氣體分佈通道214，其中各組分佈通道耦合至共用外通道206，如第2圖中所展示。特定地，各個三組分佈通道可包含入口管道126、耦合入口管道126至內通道208的徑向通道212、及耦合內通道208的各端至外通道206的兩個連接通道210。
一般來說，冷卻通道114具有矩形橫截面形狀。然而，在選擇的實施例中，冷卻通道114可具有多種幾何橫截面形狀。設置/放置突起中央支撐件106覆蓋冷卻通道114，以提供覆蓋冷卻通道114的冠蓋。可陽極處理冷卻通道114及突起中央支撐件106的底部表面。
參考回到第1圖，冷卻通道114可提供冷卻氣體/流體至設置於突起中央支撐件106中的孔洞116，且最終經由孔洞118至介電頂板108的頂部表面，以冷卻設置於介電頂板108上的基板背側。在一些實施例中，可使用氦氣以流經冷卻通道114。氣體經由一個或更多個多孔洞116、118(或其他通路形式)離開且供應熱傳輸媒體至基板背部表面。
感受器基底104可進一步包含孔穴以容納電極122，以在該基板設置於介電頂板108上時提供靜電夾吸力來保持基板。
在一些實施例中，感受器基底104可由鋁、銅、或其他材料製成。相似地，突起中央支撐件106也可由鋁、銅或其他材料製成。
第3A及3B圖根據本揭示案描繪介電頂板108的至少一個實施例。如第3A及3B圖中所展示，介電頂板108包含複數個孔洞118以提供背側冷卻氣體/流體至設置於其上的基板之背側。在一些實施例中，孔洞118的數量可介於12及36孔洞之間。 在一些實施例中，沿著介電頂板108的外直徑的孔洞數量可為18孔洞。徑向朝升降銷孔洞132內設置的孔洞118數量可為3孔洞。
介電頂板108也可包含實質圓形的外直徑306及平坦部分302，以容納現存的靜電夾盤設計。在一些實施例中，介電頂板108包含凸起頂部表面308。該凸起減低接觸基板的支撐表面的表面面積。該凸起可藉由凸起處理形成以產生突起投影310。突起投影310的高度可為約5至25μm。在一些實施例中，突起投影310可形成非凸起表面接觸面積的約55%至約70%的凸起接觸面積。一般而言，於該凸起表面上支撐基板為有利的，因為與基板背側的接觸面積相較於非凸起夾合表面減少。與基板背側的較少接觸面積一般導致較少的顆粒產生，而在一些處理應用中有優勢。在一些實施例中，介電頂板108由陶瓷材料製成，例如氮化鋁、氮化硼、諸如此類。
在一些實施例中，介電頂板108的直徑可為約150mm以容納150mm的基板，且與150mm的靜電夾盤設計一起使用。在一些實施例中，介電頂板108可較設置於介電頂板108上欲處理的基板大或小約1至5mm。
第4A及4B圖分別描繪感受器102的漸狹及直線邊緣。在第4A圖中，展示漸狹邊緣402與捕捉環130，捕捉環130也具有漸狹邊緣以產生一致 空隙404。在一些實施例中，該空隙可為約0.1mm至約1.0mm。在第4B圖中，展示直線邊緣406與捕捉環130，捕捉環130也具有直線邊緣以產生一致空隙408。在一些實施例中，該空隙可為約0.4mm至約1.0mm。
在一些實施例中，發明的靜電夾盤可包含如第2圖中所展示的氦冷卻通道114及150mm陶瓷凸起頂板108，以與現存150mm靜電夾盤設計一起使用。
發明的ESC可與任何類型的處理腔室一起使用。示範的處理腔室包含任何使用於蝕刻處理的處理腔室，例如，如蝕刻反應器的DPS®線，或其他由美國加州聖塔克拉拉應用材料公司取得之處理腔室。可相似地使用其他處理腔室，包含來自其他製造商的處理腔室。
例如，第5圖描繪圖示性系統500的示意圖，類似於可使用以實現於此討論的本揭示案實施例。可單獨使用系統500的處理腔室510或視為整合半導體基板處理系統的處理模組，或群集工具，例如CENTURA®整合半導體基板處理系統，由美國加州聖塔克拉拉的應用材料公司取得。合適的蝕刻反應器範例包含蝕刻反應器的ADVANTEDGETM線(例如AdvantEdge G3或AdvantEdge G5)、蝕刻反應器的DPS®線(例如DPS®、DPS®II、DPS®AE、 DPS®HT、DPS®G3多晶蝕刻器)、或其他也由應用材料公司取得的蝕刻反應器。也可合適地使用其他處理腔室及/或群集工具。
系統500一般包括具有導電主體(壁)530內的基板支撐件(陰極)516的處理腔室510及控制器540。可提供實質平坦的介電天花板520予腔室510。選擇地，腔室510可具有其他類型的天花板，例如，圓頂狀天花板。包括至少一個感應性線圈元件512的天線設置於天花板520上方(展示兩個同軸感應性線圈元件512)。
感應性線圈元件512經由第一匹配網路519耦合至RF電漿電源518。在頻率調諧期間維持匹配網路519。在一些實施例中，由於用於不同處理的不同固定位置，而可使用匹配網路519。在一些實施例中，RF電源518可能夠以範圍從頻率產生器輸出的約+/-5%至約+/-10%之可調諧頻率來產生高至3000W的功率。例如，13.56MHz的RF電源可產生可調諧頻率範圍從13.56MHz的約+/-5%至約+/-10%。在一些實施例中，RF電源518可藉由控制器540控制。
基板支撐件516可包含靜電夾盤以保持基板514，且經由具有匹配網路輸出(陰極輸入)525的第二匹配網路524耦合至偏壓電源522。在一些實施例中，偏壓電源522可能夠以約400kHz的頻率 產生高至1500W的功率。偏壓功率可為連續的或脈衝的功率。在一些實施例中，偏壓電源522可為DC或脈衝DC來源。在一些實施例中，可設置探針527於腔室510內接近基板支撐件516，以提供處理腔室510內的量測(例如，上述基板的第一DC電壓量測)。可經由設置於腔室510的壁530中的埠541來饋送探針527離開腔室510。在一些實施例中，控制器529可耦合至探針527以便於紀錄或顯示探針527的量測。
控制器540一般包括中央處理單元(CPU)544、記憶體542、及用於CPU 544的支援電路546，且便於控制腔室510的構件及如上述之調諧處理。
為了便於上述處理腔室510的控制，控制器540可為任何形式的一般用途電腦處理器之其中一者，可使用該一般用途電腦處理器於針對控制多種腔室及子處理器的工業設定。記憶體542或CPU 544的電腦可讀式媒體可為一個或更多個容易取得的記憶體，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯獨記憶體(ROM)、軟碟、硬碟、或任何其他形式的數位儲存，當地或遠端。支援電路546耦合至CPU 544以傳統方式支援處理器。該等電路包含快取、電源供應、時脈電路、輸入/輸出電路及子系統，諸如此類。描述於此之發明方法一般儲存於記憶體542中如一 軟體常式。該軟體常式也可藉由第二CPU(未展示)儲存及/或執行，該第二CPU相對由CPU 544控制的硬體坐落於遠端。
在處理腔室510的示範操作中，基板514放置於基板支撐件516上，且由氣體面板538經由入口埠526供應處理氣體且形成氣體混合物550。藉由應用來自電漿電源518的功率及偏壓電源522分別至感應性線圈元件512及基板支撐件516(亦即，陰極結構)，在腔室510中將氣體混合物550點火成為電漿555。使用節流閥531及真空幫浦536來控制腔室510內部內的壓力。典型地，壁530耦合至電性接電點534。可使用運行穿過壁530之包含液體的管道(未展示)來控制壁530的溫度。
在一些實施例中，可藉由穩定基板支撐件516的溫度來控制基板514的溫度。在一些實施例中，提供來自氣體來源548的氣體經由氣體管道549至通道(未展示)，該等通道形成於基板514下方的台座表面中。使用該氣體以便於基板支撐件516及基板514之間的熱傳輸。在處理期間，可藉由基板支撐件516內的電阻性加熱器(未展示)來加熱基板支撐件516至穩定狀態溫度，接著氦氣便於基板514之一致的加熱。
前述係本揭示案之實施例，可修改本揭示案之其他及進一步的實施例而不遠離其基本範圍。

Claims (20)

  1. 一種用於保持一基板的靜電夾盤，包括：一感受器(susceptor)，包含：一導電性感受器基底，該導電性感受器基底具有形成於該導電性感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一突起中央支撐件，該突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一介電頂板，該介電頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該介電頂板具有一凸起頂部表面，且其中該介電頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該介電頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
  2. 如請求項1所述之靜電夾盤，其中該感受器基底及該突起中央支撐件包括鋁。
  3. 如請求項1所述之靜電夾盤，其中該介電頂板為一陶瓷頂板。
  4. 如請求項1所述之靜電夾盤，其中該介電頂板由氮化鋁、氧化鋁或氮化硼製成。
  5. 如請求項1所述之靜電夾盤，其中調整該介電頂板大小以支撐一150mm基板。
  6. 如請求項1所述之靜電夾盤，進一步包括：一個或更多個升降銷孔洞，穿過該感受器基底、該突起中央支撐件及該介電頂板設置該一個或更多個升降銷孔洞。
  7. 如請求項1至6之任一項所述之靜電夾盤，該介電頂板進一步包括：複數個凸起特徵，該等複數個凸起特徵自該介電頂板的一上方表面延伸，其中在該基板設置於該介電頂板頂部時，各個該凸起特徵具有一橫截面，該橫截面具有與該基板的該表面平行的一平面中的一平滑變化的周圍邊緣。
  8. 如請求項1至6之任一項所述之靜電夾盤，其中該感受器包含一漸狹邊緣。
  9. 如請求項1至6之任一項所述之靜電夾盤，其中該感受器包含一直線邊緣。
  10. 一種用於處理一基板的設備，包括：一腔室，該腔室定義一處理區域；一靜電夾盤，該靜電夾盤用於在該處理區域中保持一基板，該靜電夾盤包括：一台座；及一感受器，該感受器設置於該台座上，包含：一導電性感受器基底，該導電性感受器基底具有形成於該導電性感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一突起中央支撐件，該突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一介電頂板，該介電頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該介電頂板具有一凸起頂部表面，且其中該介電頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該介電頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
  11. 如請求項10所述之設備，其中該靜電夾盤進一步包括用於固定該感受器至該台座的一單捕捉環。
  12. 如請求項10所述之設備，其中該台座包括：一基底陰極結構；及一冷卻板，該冷卻板由該基底陰極結構支撐，其中該感受器設置於該冷卻板上。
  13. 如請求項10至12之任一項所述之設備，其中該介電頂板為一陶瓷頂板。
  14. 如請求項10至12之任一項所述之設備，其中調整該介電頂板大小以支撐一150mm基板。
  15. 一種用於保持一150mm基板的靜電夾盤，包括：一感受器，包含：一鋁製感受器基底，該鋁製感受器基底具有形成於該鋁製感受器基底的一上方表面中的一個或更多個冷卻通道；一鋁製突起中央支撐件，該鋁製突起中央支撐件設置覆蓋該一個或更多個冷卻通道；及一150mm陶瓷頂板，該150mm陶瓷頂板設置於該突起中央支撐件上，其中該陶瓷頂板具有一凸起頂部表面，且其中該陶瓷頂板及該突起中央支撐件包含複數個孔洞，以便於在該基板設置於該陶瓷頂板的該凸起頂部表面上時，輸送由該一個或更多個冷卻通道所提供的一冷卻氣體至該基板的一背側。
  16. 如請求項15所述之靜電夾盤，其中該一個或更多個冷卻通道包含軸對稱地繞著該鋁製感受器基底的一中央軸設置的三組氣體分佈通道。
  17. 如請求項16所述之靜電夾盤，其中各組氣體分佈通道耦合至一共用外通道，且其中該三組氣體分佈通道各自包含：一入口管道以提供冷卻氣體流體、一徑向通道以耦合該入口管道至一內通道、及兩個連接通道以耦合該內通道的各端至該共用外通道。
  18. 如請求項15至17之任一項所述之靜電夾盤，其中該鋁製突起中央支撐件及該陶瓷頂板包含一實質圓形外直徑及一平坦部分。
  19. 如請求項15至17之任一項所述之靜電夾盤，其中該鋁製突起中央支撐件及該陶瓷頂板包含一漸狹邊緣。
  20. 如請求項15至17之任一項所述之靜電夾盤，其中該鋁製突起中央支撐件及該陶瓷頂板包含一直線邊緣。
TW104113955A 2014-05-30 2015-04-30 具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤 TWI676234B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462005002P 2014-05-30 2014-05-30
US62/005,002 2014-05-30
US14/696,747 2015-04-27
US14/696,747 US10832931B2 (en) 2014-05-30 2015-04-27 Electrostatic chuck with embossed top plate and cooling channels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201545270A TW201545270A (zh) 2015-12-01
TWI676234B true TWI676234B (zh) 2019-11-01

Family

ID=54699514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104113955A TWI676234B (zh) 2014-05-30 2015-04-30 具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10832931B2 (zh)
JP (1) JP6792455B2 (zh)
KR (1) KR102411050B1 (zh)
CN (1) CN106463449B (zh)
TW (1) TWI676234B (zh)
WO (1) WO2015183448A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10636690B2 (en) 2016-07-20 2020-04-28 Applied Materials, Inc. Laminated top plate of a workpiece carrier in micromechanical and semiconductor processing
JP6847610B2 (ja) * 2016-09-14 2021-03-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
CN108063082A (zh) * 2017-12-29 2018-05-22 信利（惠州）智能显示有限公司 基板干法刻蚀装置
CN108426277A (zh) * 2018-03-22 2018-08-21 陈立生 电陶炉温度控制电路及其控制方法
SG11201904091XA (en) * 2018-04-05 2019-11-28 Lam Res Corp Electrostatic chucks with coolant gas zones and corresponding groove and monopolar electrostatic clamping electrode patterns
US11328929B2 (en) 2018-05-01 2022-05-10 Applied Materials, Inc. Methods, apparatuses and systems for substrate processing for lowering contact resistance
US11856992B2 (en) * 2018-06-07 2024-01-02 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating system, aerosol forming device and a cartridge therefor
US10784089B2 (en) * 2019-02-01 2020-09-22 Applied Materials, Inc. Temperature and bias control of edge ring
US11424096B2 (en) * 2019-11-05 2022-08-23 Applied Materials, Inc. Temperature controlled secondary electrode for ion control at substrate edge
US11594401B2 (en) 2020-02-25 2023-02-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor wafer with wafer chuck having fluid guiding structure
JP7413112B2 (ja) * 2020-03-24 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及び基板処理装置
CN115461856A (zh) * 2020-04-29 2022-12-09 应用材料公司 用于均匀性改善的加热器盖板
KR20230006574A (ko) * 2020-05-11 2023-01-10 엔테그리스, 아이엔씨. 가스 유동 특징부를 갖는 정전기 척, 및 관련 방법
TWI771977B (zh) * 2021-04-07 2022-07-21 台灣積體電路製造股份有限公司 沉積室的清潔方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529657A (en) * 1993-10-04 1996-06-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5986874A (en) * 1997-06-03 1999-11-16 Watkins-Johnson Company Electrostatic support assembly having an integral ion focus ring
US20020150789A1 (en) * 2000-03-13 2002-10-17 Yasuji Hiramatsu Ceramic sunstrate
US20050042881A1 (en) * 2003-05-12 2005-02-24 Tokyo Electron Limited Processing apparatus
US20070144442A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Kyocera Corporation Susceptor

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69007733T2 (de) * 1989-05-08 1994-09-29 Philips Nv Vorrichtung und verfahren zur behandlung eines flachen, scheibenförmigen substrates unter niedrigem druck.
DE69133413D1 (de) * 1990-05-07 2004-10-21 Canon Kk Substratträger des Vakuumtyps
KR100238629B1 (ko) * 1992-12-17 2000-01-15 히가시 데쓰로 정전척을 가지는 재치대 및 이것을 이용한 플라즈마 처리장치
EP0635870A1 (en) 1993-07-20 1995-01-25 Applied Materials, Inc. An electrostatic chuck having a grooved surface
JP3173691B2 (ja) 1993-10-04 2001-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US5680013A (en) * 1994-03-15 1997-10-21 Applied Materials, Inc. Ceramic protection for heated metal surfaces of plasma processing chamber exposed to chemically aggressive gaseous environment therein and method of protecting such heated metal surfaces
US6108189A (en) * 1996-04-26 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved gas conduits
WO1998029704A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Cvc Products, Inc. Thermally conductive chuck for vacuum processor
JPH10284360A (ja) * 1997-04-02 1998-10-23 Hitachi Ltd 基板温度制御装置及び方法
US5841624A (en) 1997-06-09 1998-11-24 Applied Materials, Inc. Cover layer for a substrate support chuck and method of fabricating same
US5903428A (en) 1997-09-25 1999-05-11 Applied Materials, Inc. Hybrid Johnsen-Rahbek electrostatic chuck having highly resistive mesas separating the chuck from a wafer supported thereupon and method of fabricating same
US6179924B1 (en) * 1998-04-28 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten
US6040011A (en) * 1998-06-24 2000-03-21 Applied Materials, Inc. Substrate support member with a purge gas channel and pumping system
US6219219B1 (en) * 1998-09-30 2001-04-17 Applied Materials, Inc. Cathode assembly containing an electrostatic chuck for retaining a wafer in a semiconductor wafer processing system
US6464795B1 (en) * 1999-05-21 2002-10-15 Applied Materials, Inc. Substrate support member for a processing chamber
JP3805134B2 (ja) 1999-05-25 2006-08-02 東陶機器株式会社 絶縁性基板吸着用静電チャック
JP2001144167A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Ngk Insulators Ltd 半導体保持装置
WO2002023610A1 (fr) * 2000-09-14 2002-03-21 Tokyo Electron Limited Dispositif d'usinage par plasma, plaque d'electrodes, porte-electrodes et bague protectrice du dispositif
US6634882B2 (en) * 2000-12-22 2003-10-21 Asm America, Inc. Susceptor pocket profile to improve process performance
US20030168174A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 Foree Michael Todd Gas cushion susceptor system
US6908512B2 (en) * 2002-09-20 2005-06-21 Blue29, Llc Temperature-controlled substrate holder for processing in fluids
KR100505035B1 (ko) * 2003-11-17 2005-07-29 삼성전자주식회사 기판을 지지하기 위한 정전척
JP2005268735A (ja) 2004-02-18 2005-09-29 Zaiken:Kk 静電チャック
JP2007109771A (ja) 2005-10-12 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置用のトレイ
US7869184B2 (en) * 2005-11-30 2011-01-11 Lam Research Corporation Method of determining a target mesa configuration of an electrostatic chuck
US20070217119A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 David Johnson Apparatus and Method for Carrying Substrates
TWI475594B (zh) * 2008-05-19 2015-03-01 Entegris Inc 靜電夾頭
US8465592B2 (en) * 2008-08-25 2013-06-18 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus
JP5785862B2 (ja) 2011-11-30 2015-09-30 新光電気工業株式会社 静電チャック及びその製造方法、基板温調固定装置
US8809197B2 (en) 2012-08-29 2014-08-19 Tokyo Electron Limited Plasma etching apparatus and control method
JP2014049685A (ja) 2012-09-03 2014-03-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 半導体製造用部品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529657A (en) * 1993-10-04 1996-06-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5986874A (en) * 1997-06-03 1999-11-16 Watkins-Johnson Company Electrostatic support assembly having an integral ion focus ring
US20020150789A1 (en) * 2000-03-13 2002-10-17 Yasuji Hiramatsu Ceramic sunstrate
US20050042881A1 (en) * 2003-05-12 2005-02-24 Tokyo Electron Limited Processing apparatus
US20070144442A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Kyocera Corporation Susceptor

Also Published As

Publication number Publication date
CN106463449A (zh) 2017-02-22
KR102411050B1 (ko) 2022-06-17
JP6792455B2 (ja) 2020-11-25
CN106463449B (zh) 2020-10-16
JP2017525138A (ja) 2017-08-31
TW201545270A (zh) 2015-12-01
WO2015183448A1 (en) 2015-12-03
US20150348813A1 (en) 2015-12-03
KR20170015382A (ko) 2017-02-08
US10832931B2 (en) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI676234B (zh) 具有凸起的頂板及冷卻通道的靜電夾盤
US10950477B2 (en) Ceramic heater and esc with enhanced wafer edge performance
CN103681304B (zh) 电容耦合等离子体处理装置中的喷头电极组件
US20180190501A1 (en) Plasma processing apparatus
TWI646614B (zh) Heater power supply mechanism
TWI651798B (zh) 載置台及電漿處理裝置
JP6223333B2 (ja) 静電チャックアセンブリ
KR101265807B1 (ko) 개선된 반도체 프로세싱 균일성을 위한 열 전송 시스템
TWI618167B (zh) 具有降低之腐蝕敏感度的製程套件
JP2016027601A (ja) 載置台及びプラズマ処理装置
TW201941298A (zh) 用於電漿處理中之均勻性控制的漸縮上電極
JP2007067037A (ja) 真空処理装置
JP2006257495A (ja) 基板保持部材及び基板処理装置
KR20140095430A (ko) 기판 처리 장치 및 탑재대
JP2014107387A (ja) 載置台構造及びフォーカスリングを保持する方法
KR20160140450A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링
JP2019149422A (ja) プラズマ処理装置及び載置台の製造方法
JP2016522539A (ja) 均一なプラズマ密度を有する容量結合プラズマ装置
TW202015169A (zh) 用於寬範圍溫度控制的加熱器基座組件
JP2019160846A (ja) 被処理体の載置装置及び処理装置
TW202032657A (zh) 電漿蝕刻方法及電漿處理裝置
KR20200051505A (ko) 배치대 및 기판 처리 장치
JP2016225588A (ja) プラズマ処理装置およびフォーカスリング
CN111937132A (zh) 带密封表面的静电卡盘
TW201532185A (zh) 等離子體處理裝置及其靜電卡盤