TWI783955B - 具有台面間區域之變化深度的基板支座及對應之與溫度相關的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種方法，且其包含：決定橫跨一基板或一基板支座之一支撐板之溫度分佈圖案；基於溫度分佈圖案，決定欲應用於該支撐板之上表面之遮罩的數量，其中遮罩的數量係大於或等於二；以及基於溫度分佈圖案，決定該等遮罩之圖案；以及應用該等遮罩於上表面之上。該方法更包含：執行一第一加工處理以移除未受該等遮罩保護之支撐板的一部份，俾形成第一台面及在該等第一台面之間的第一凹陷區域；由支撐板移除一第一遮罩；執行一第二加工處理以形成第二凹陷區域、以及第二台面或第一密封帶區域兩者其中至少一者；以及由支撐板移除一第二遮罩。

Description

具有台面間區域之變化深度的基板支座及對應之與溫度相關的製造方法
本發明係關於基板處理系統之基板支座。
此處所提供之先前技術描述係為了大體上介紹本發明之背景。在此先前技術章節中所敘述之範圍內之本案列名之發明人的成果、以及在申請時不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本發明之先前技術。
基板處理系統可用以執行基板(例如，半導體晶圓)之蝕刻、沉積、及/或其他處理。可在基板上執行之範例處理包含(但不限於)電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)處理、物理氣相沉積(PVD)處理、離子植入處理、及/或其它蝕刻、沉積、及清洗處理。可將基板配置於基板處理系統之處理腔室中的一基板支座(例如底座、靜電夾盤(ESC)等)上。例如，在PECVD處理中的蝕刻期間，將包含一或更多前驅物的氣體混合物導入處理腔室中，並激發電漿以沉積材料於基板上。
提供一種方法，且其包含：決定橫跨一基板或一基板支座之一支撐板之溫度分佈圖案；基於溫度分佈圖案，決定欲應用於該支撐板之上表面之遮罩的數量，其中遮罩的數量係大於或等於二；以及基於溫度分佈圖案，決定該等遮罩之圖案；以及應用該等遮罩於上表面之上。該方法更包含：執行一第一加工處理以移除未受該等遮罩保護之支撐板的一部份，俾形成第一台面及在該等第一台面之間的第一凹陷區域；由支撐板移除一第一遮罩；執行一第二加工處理以形成第二凹陷區域、以及第二台面或第一密封帶區域兩者其中至少一者；以及由支撐板移除一第二遮罩。
在其它特徵中，提供用於一基板處理系統之一種基板支座，該基板支座包含一主體及複數台面。該等台面係分佈橫跨主體、並從主體且以遠離主體之方向延伸，且係配置以支撐一基板。台面之各者包含接觸且支撐該基板之一表面區域，台面之各者相對於該主體的底部具有相同高度，台面間區域之深度尺寸依據該基板或該基板支座之一底板在基板處理期間所經歷之溫度分佈圖案而變化。
在其它特徵中，提供一種方法，且其包含：決定橫跨一基板或一基板支座之一支撐板之溫度分佈圖案；基於溫度分佈圖案，決定(i)加工工具穿越過支撐板之速率、或(ii)加工工具花費於對應的支撐板區域之時間週期；以及基於決定的速率或時間週期，將該加工工具由支撐板上方的第一個位置移動到支撐板上方的第二個位置。該方法更包含當移動該加工工具時，加工支撐板之上表面以在第一個位置及第二個位置之間提供台面及凹陷區域之深度梯度，其中該等台面相對於支撐板的底部具有相同高度。
本揭露內容之進一步的可應用領域將從實施方式、發明申請專利範圍及圖式中變得明顯。詳細說明及具體範例係意圖為僅供說明的目的，而非意欲限制本揭示內容的範圍。
在高功率蝕刻腔室中，使用一基板支座以在電漿之存在下維持基板之預先決定的溫度。該基板支座使得與所提供功率相關之熱散去。在蝕刻處理期間橫跨基板之散熱越均勻，蝕刻處理之結果越佳。在蝕刻處理期間，在介電蝕刻腔室內固定一基板於基板支座上，其中在高功率電漿之存在下以一預先決定的溫度加熱該基板。由於與電漿及基板支座之冷卻相關的非均勻性，橫跨基板之平均溫度可能改變，例如，以5-20 ˚C改變，其取決於電漿之輸入功率。由於製程變異，一基板處理對於溫度敏感之程度會影響最終所得的基板是否滿足預先決定的堆疊需求。由於該理由，這些製程變異可能會不利地影響對於溫度變化相當敏感之基板處理之良率。
用以降低溫度敏感度及/或改善基板之溫度均勻性之一技術包含經由在基板支座內的流體通道以提供冷卻圖案而最大化溫度均勻性。用以降低溫度敏感度及/或改善基板之溫度均勻性之另一技術包含在介電層及基板支座之底板之間均勻地形成一熱導結合層。此兩種技術係受限制的。基板支座之冷卻通道圖案係受限於(i)基板支座之底板之尺寸及構造；(ii)電力連接之佈局，其包含在基板支座內之加熱元件及/或感測器；以及(iii)冷卻氣體之饋入，其限制了可用作冷卻流體通道的位置。並且，由於冷卻流體之溫度會隨著冷卻流體通過基板支座之底板而改變，故靠近冷卻劑入口之冷點及靠近冷卻劑出口之熱點可能產生。例如，熱導結合層之厚度無法被局部控制以補償與冷卻劑入口及冷卻劑出口相關之冷點及熱點。由於與調整冷卻劑通道圖案及熱導結合層之厚度相關之限制效應，對於高功率蝕刻腔室，可能存在5-20 ˚C之橫跨基板的溫度變化。
以下提出之實施例包含為改善橫跨基板的溫度均勻性(有時被稱為「晶圓內溫度」)所設計之基板支座。設定台面及密封帶之高度、以及台面間區域之深度以補償非均勻性(例如以下者之非均勻性:(i) 橫跨基板的電漿圖案，被稱為「腔室均勻性」、以及(ii) 基板之冷卻)。橫跨基板的電漿圖案可參照橫跨基板的電漿濃度位準，且係直接與基板之加熱圖案相關。
圖1顯示一範例基板處理系統100，其藉由RF電漿處理基板。雖然圖1顯示一電容耦合式電漿(CCP)系統，本文揭露之實施例可應用於變壓器耦合式電漿(TCP)系統、電子迴旋共振(ECR)電漿系統、電感耦合式電漿(ICP)系統及/或其他包含基板支座之系統及電漿源。該實施例可應用於物理氣相沉積(PVD)處理、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)處理、化學輔助電漿氣相沉積(CEPVD)處理、離子植入處理、及/或其他蝕刻、沉積、以及清洗處理。
基板處理系統100包含一處理腔室102。該處理腔室102包圍處理腔室102之其他元件且容納RF電漿。該處理腔室102包含一上電極104及一基板支座106(例如，ESC)。在操作期間，配置一基板108於基板支座106上。該基板支座106包含最小接觸面積(MCA)特徵部107。每個MCA特徵部107可被稱為「台面」。該等台面107係分佈橫跨基板支座106之頂部(或最靠近基板108之部分)，且由基板支座106之底板110向上延伸。該等台面107支撐且接觸基板108的背面。可將基板108靜電箝制於基板支座106上。台面107可一體成形為基板支座106之介電層、半導電層、或頂部金屬層之一部分。基板支座106可包含任何數量之台面。
如下所進一步敘述，台面107對於基板108之接觸表面區域可隨著基板支座106之半徑(或從基板支座106之中心向外之距離)而增加，而因此隨著基板108之半徑(或由基板108之中心向外之距離)而增加。此因基板108係被置於基板支座之中心。隨著由基板支座106之中心向外之徑向距離增加，每單位基板支座106上側表面積之台面的直徑、表面積、尺寸及/或數量可能增加。在一實施例中，隨著由基板支座106之中心向外之徑向距離增加，台面之接觸表面區域及數量不會改變。如圖6、9A及10A所示，台面107可係圓柱形、及/或可係不同外形(例如，半球形(hemi-spherically-shaped 或 semi-spherically-shaped))。以下對於圖2-12進一步描述台面107之結構及形成。
僅舉例而言，上電極104可包含一噴淋頭109，其導入及散佈氣體。該噴淋頭109可包含一桿部111，其包含連接於處理腔室102之頂部表面之一端。該噴淋頭109一般而言係圓柱形，且由桿部111之另一端(位在與處理腔室102之頂部表面相隔開之位置)放射狀往外延伸。噴淋頭109的面對基板之表面包含孔洞，處理或清除氣體經由這些孔洞流過。或者，上電極104可包含導電板，且氣體可經由另一種方法導入。
基板支座106包含用以作為下電極之導電底板110。該底板110支撐一支撐板112，該支撐板可至少部分由陶瓷材料所形成。在高功率介電質蝕刻之實施例中，支撐板112不為加熱板。在低功率導體蝕刻之實施例中，支撐板112可係一加熱板。可配置熱阻層114於支撐板112及底板110之間。底板110可包含一或更多用以使冷卻劑流過底板110的冷卻劑通道116。
RF產生系統120產生且輸出RF電壓至上電極104及下電極(例如，基板支座106之底板110)其中一者。上電極104及底板110之另一者可為DC接地、AC接地或在一浮動電位。僅舉例而言，RF產生系統120可包含一或更多產生RF電壓的RF產生器122(例如，電容耦合式電漿RF功率產生器、偏壓RF功率產生器、及/或其他RF功率產生器)，該RF電壓係藉由一或更多匹配及配送網路124饋送至上電極104及/或底板110。舉例而言，如圖所示之電漿RF產生器123、偏壓RF產生器125、電漿RF匹配網路127及偏壓RF匹配網路129。電漿RF產生器123可係高功率RF產生器，其產生例如6-10千瓦(kW)之功率。
氣體傳送系統130包含一或更多氣體源132-1、132-2、…、以及132-N(統稱氣體源132)，其中N為大於零之整數。氣體源132供應一或更多前驅物及其混合物。氣體源132亦可供應清除氣體。亦可使用汽化之前驅物。藉由閥134-1、134-2、…、以及134-N(統稱閥134)及質量流量控制器136-1、136-2、…、以及136-N(統稱質量流量控制器136)將氣體源132連接至歧管(manifold)140。將歧管140之輸出饋送至處理腔室102。僅舉例而言，將歧管140之輸出饋送至噴淋頭109。
基板處理系統100包含一冷卻系統141，該冷卻系統141包含溫度控制器142。溫度控制器142可連接至設置在支撐板112中之TCEs 144(有時被稱為驅動裝置)。在一實施例中，不包含TCEs 144。雖然與系統控制器160分開顯示，然可將溫度控制器142作為系統控制器160之一部分而實施。舉例而言，TCEs 144可包括(但不限於)各自的大型TCEs(或TCEs之第一陣列)及/或微TCEs(或TCEs之第二陣列)，該大型TCEs係對應至支撐板112的每個大型區域，該微TCEs係對應至支撐板112的每個微區域。該大型TCEs可用於粗調支撐板112的大型區域之溫度及/或其他領域。該微TCEs可用於微調支撐板的微區域之溫度及/或其他領域。大型區域可包含微區域。一或更多微區域可與二或更多大型區域重疊。大型區域及微區域可具有預先決定的、相配的、不同的、或任何任意外形。
支撐板112包含多重溫度控制區域(例如4個區域，其中每個區域包含4組溫度感測器)。每個溫度控制區域具有對應之大型及/或微TCEs。控制大型TCEs以在每個各自的溫度控制區域內粗略地達到所選擇之溫度。可個別控制微TCEs，俾在各自的溫度控制區域內細微地調整溫度，及/或俾補償每個溫度控制區域內的溫度非均勻性。例如，對於大型TCEs的每個溫度設定點，可得知及測繪橫跨支撐板112之上表面的溫度分佈響應(亦即儲存於記憶體)。同樣地，可得知及測繪橫跨支撐板112之上表面的每個微TCEs的溫度分佈響應。雖然本文揭露之系統及方法係對於多區域支撐板及/或未加熱之ESCs作描述，然本揭露內容之原理可應用於基板處理系統之其他溫度控制元件。
溫度控制器142可控制TCEs 144之操作，而因此控制TCEs 144之溫度以控制基板支座106及在基板支座106上之基板(例如，基板108)之溫度。溫度控制器142可與下列元件連通: (i) 與第一冷卻劑組件146連通以控制通過通道116之第一冷卻劑之流動(例如，冷卻流體之壓力及流動速率) 、以及(ii) 與第二冷卻劑組件147連通以控制通過其他通道(顯示一通道148)及通過台面107間區域之第二冷卻劑之流動(例如，冷卻流體之壓力及流動速率)。第一冷卻劑組件146可由儲槽(未顯示)接收冷卻流體。第二冷卻劑組件147可由歧管140接收氣體。例如，冷卻劑組件146可包含冷卻劑泵浦及儲槽。溫度控制器142操作冷卻劑組件146以選擇性地使冷卻劑流過通道116，俾冷卻基板支座106及支撐板112。溫度控制器142可控制冷卻劑流動之速率及冷卻劑之溫度。基於在處理腔室102內由感測器所偵測之參數，溫度控制器142控制供應至TCEs 144的電流及供應至通道116之冷卻劑的壓力及流動速率。在蝕刻處理期間，可在高功率電漿之存在下藉由預先決定的溫度(例如，攝氏120度(˚C))加熱基板108。通過通道116之冷卻劑之流動降低基板支座106之溫度，其降低基板108之溫度(例如，由120˚C冷卻至80˚C)。
閥156及泵浦158可用於由處理腔室102排空反應物。系統控制器160可控制基板處理系統100之元件，其包含了控制所供應之RF功率位準、所供應之氣體的壓力及流動速率、RF匹配等。系統控制器160控制閥156及泵浦158之狀態。機械臂170可用以遞送基板至基板支座106上以及從基板支座106移除基板。例如，機械臂170可於基板支座106與負載閘172之間轉移基板。可藉由系統控制器160控制機械臂170。系統控制器160可控制負載閘172之操作。
圖2顯示一基板支座200，其包含底板202、熱導結合層204及支撐板206。該支撐板206可係基板支座200之最上層。支撐板206包含主體207及台面208，以及可包含電極及/或類似於圖1之支撐板112的加熱元件。配置一基板210於台面208之頂部接觸表面上且與其相接觸。台面208可係支撐板206之最上層。配置台面208以提供相同的橫跨支撐板206之平均溫度，而因此提供相同的橫跨基板210之平均溫度，同時使起因於非均勻性(與基板支座200之冷卻及電漿腔室中之電漿相關)的溫度變異性最小化。
在一實施例中，台面208相對於支撐板206之底部(或底部表面)211具有相同高度，以使台面208之最上表面係在同一水平面。台面208之最上表面及主體207底部表面之間的距離係橫跨整個支撐板206皆相同的。如圖所示，在凹陷表面213之上且在台面208之間的區域212之深度可能不同。並且，某些台面208之垂直面之長度可能不同，而其他台面208之垂直面之長度可能不相異。該長度指涉台面208之側面之垂直尺寸。舉例而言，台面218之側面214、216之長度(或垂直尺寸)係不同的。例如，側面214之長度係D1，而側面216之長度係D2。雖然顯示深度D1-D4，台面208之間可能存在任何數量之不同深度。舉例而言，如箭頭224所表示，由在冷卻劑通道入口220之上的第一位置到在冷卻劑通道出口222之上的第二位置徑向地橫跨支撐板206，深度之尺寸可能減少。
底板202可包含類似於圖1之底板110之電極、加熱元件、冷卻劑通道(例如，顯示冷卻通道209)等。如由箭頭228所示，在冷卻劑通道入口220接收冷卻劑，而如由箭頭230所示，在冷卻劑通道出口222處冷卻劑自底板202輸出。雖然顯示單一冷卻劑通道入口及單一冷卻劑通道出口，然可包含任何數量之入口及出口。並且，雖然顯示冷卻劑通道入口220及冷卻劑通道出口222為接近底板202之周圍，但冷卻劑通道入口220及冷卻劑通道出口222可係在其他位置。例如，請見圖5。
如圖所示，台面208間區域212之深度在冷卻劑通道出口附近及上方可係較小的，而在冷卻劑通道入口附近及上方可係較大的。相比於具有較小深度之台面208間區域，此容許較大體積之冷卻氣體(例如，氦氣)通過具有較大深度之台面208間區域。較大體積之冷卻氣體提供額外的冷卻。冷卻氣體可經由在底板202、熱導結合層204及支撐板206中的通道(顯示一通道232)被提供及歸返。被輸入至通道232之氣體係如箭頭234所示。可將台面208分區以包含二或更多區域，俾接收不同壓力之冷卻氣體。對於圖6及圖8顯示及描述此例子。箭頭236表示熱能由基板210傳遞，且通過基板支座200，以使基板支座200之溫度大體上由台面208往底板202降低。
舉例而言，支撐板206可由陶瓷及/或其他適當的介電材料形成。熱導結合層204可包含一黏性材料。底板202可由鋁及/或其他適當的材料形成。支撐板206係藉由底板202經熱導結合層204冷卻。熱係由基板210往支撐板206傳遞，且由支撐板206往底板202傳遞，該底板202係在由通道209定義之圖案中藉由通過通道209之冷卻流體冷卻。基板溫度之非均勻性可與冷卻處理中的每個步驟相關的。例如，非均勻性可與下列相關: 底板中的冷卻通道、熱導結合層及提供於支撐板及底板之間的對應熱導結合；及/或支撐板之厚度。本文揭露之台面構造及台面間區域之深度使得橫跨至少對應支撐板之上部之溫度變化的非均勻性影響最小化，而因此使得橫跨置於其上的基板之溫度變化的非均勻性影響最小化。
圖3顯示一基板支座加工系統270，其包含電腦272、加工系統274、以及感測器275。該電腦272包含基板支座控制器276及記憶體278。該基板支座控制器276可包含溫度分佈控制器279、底板冷卻圖案控制器280、基板支座冷卻圖案模組282、壓力控制器284、電漿控制器285、不規則溫度控制器286、面積密度控制器288、深度控制器290、台面構造控制器292、遮罩圖案控制器294、製造控制器296及軟拋光控制器298。控制器279、280、282、284、286、288、290、292、296、298之操作對於圖4之方法敘述如下。
記憶體278儲存參數299、台面圖案300、溫度分佈資料301、底板冷卻圖案302、支撐板冷卻圖案303、熱傳資料304、電漿圖案305、不規則溫度資料306等。參數299、圖案300、302、303、305、及資料301、304、及306可對應至基板支座之模型，及/或可被儲存為部分表格且包含歷史的、預先決定的、估計的及/或模擬的數值。該等歷史的、預先決定的、估計的及/或模擬的數值可依據一或更多處理系統配方而用於一或更多基板支座之操作。
參數299可包含藉由圖1之處理系統100之感測器所偵測的參數及/或在圖4之方法期間使用的、估計的及/或決定的參數。感測器275可包含圖1之處理系統100之感測器、溫度感測陣列、熱通量探針、腔室內紅外線攝像機、及/或本文揭露之其他感測器。台面圖案可包含: 台面之接觸表面區域之外型及尺寸；基板支座之每個預先決定的局部區域中之台面數量；台面之高度；橫跨基板支座之台面之位置(或佈局)；預先決定的局部區域之面積密度；及/或基板支座由中心到周緣之面積密度變化。
溫度分佈資料301可包含橫跨支撐板及/或基板之溫度。底板冷卻圖案302可包含代表所提供之橫跨底板的冷卻程度之數值。支撐板冷卻圖案303可包含代表所提供之橫跨支撐板的冷卻程度之數值。熱傳資料304可包含代表由在支撐板之台面間區域通過冷卻氣體所致之橫跨支撐板之熱傳量之數值。電漿圖案305可包含橫跨基板之電漿之濃度位準、電壓及/或功率位準。不規則溫度資料306可指示橫跨支撐板之冷/熱點所在位置及冷/熱點之溫度。上述之圖案及資料可參照(i)預先決定的數值、及/或(ii)在基板之處理期間存在之所量測的、估計的及/或實際的數值。
加工系統274可包含電腦數值控制(CNC)銑床、滾花機、成型機、鑄造機、立體(3D)列印機、及/或其他機器及/或適用於製造基板支座之裝置。加工系統274可包含用以製造基板支座318的加工控制器310、加工工具312、遮罩應用控制器314、以及遮罩應用裝置316。加工控制器310及遮罩應用控制器314可從電腦272經由介面320接收參數299、圖案300、302、303、305及資料301、304、306。控制器310、314控制加工工具312及遮罩應用裝置316之操作，以製造基板支座318。加工工具312可包含CNC銑削工具及/或其他適當的加工工具。
關於圖1及圖3之控制器之進一步定義的構造，請見以下提供的圖4之方法及以下提供的用語「控制器」之定義。可藉由數值方法操作本文揭露之系統，一實施例方法於圖4中說明。在圖4中，顯示基板支座之製造方法。雖然下列的操作主要係對於圖2-10B及圖11之實施例作敘述，然可將該等操作簡易地修改以應用於本揭露內容之其他實施例。可反覆地執行該等操作。
該方法可在400開始進行。在402，溫度分佈控制器279可決定(i)橫跨基板支座之基板支撐板(例如，支撐板206或本文揭露之其他支撐板)之溫度分佈圖案、及/或(ii)估計基板之溫度分佈圖案。此可提供儲存於記憶體278之溫度分佈資料301。可藉由例如熱通量探針及/或位在支撐板之上及/或支撐板之內的溫度感測器，以及進行測試以偵測溫度，俾決定溫度分佈資料。除此之外及/或作為一替代選擇，可使用腔室內紅外線攝像機以偵測溫度及提供在所施加之熱負載下的溫度分佈資料。
在404，底板冷卻圖案控制器280可決定與基板支座之底板中的冷卻通道相關的底板冷卻圖案。此可提供儲存於記憶體278之底板冷卻圖案302。
在406，基板支座冷卻圖案模組282可與在冷卻通道及支撐板間的任何熱阻材料之均勻性圖案一同決定支撐板冷卻圖案。此可包含(i)在台面間區域之均勻及/或非均勻的冷卻圖案、及/或(ii)在密封帶間區域之均勻及/或非均勻的冷卻圖案。範例密封帶區域顯示於圖6及圖8。操作406可提供儲存於記憶體278之支撐板冷卻圖案303。若支撐板本身不包含加熱器，可施加一外部熱負載以量測冷卻均勻性。
在408，壓力控制器284可決定與在基板支座之台面間區域及/或在密封帶區域中之氣體分佈、熱傳、及/或氣體壓力相關之熱傳分佈圖案。基板支座可包含一或更多密封帶區域。密封帶區域中的氣體壓力可與下列區域之氣體壓力不同:(i)在密封帶區域之外、以及(ii)在基板支座之台面間區域內。每個密封帶區域可具有各自的氣體壓力。操作408可提供熱傳資料304。
在409，電漿控制器可決定橫跨支撐板的電漿圖案。此可提供儲存於記憶體278之電漿圖案305。在410，不規則溫度控制器286可識別在支撐板中之冷點及/或熱點。此可提供儲存於記憶體278之不規則溫度資料306。
在412，面積密度控制器288決定橫跨基板支座之台面及/或預先決定的局部區域內之面積密度。台面之面積密度指涉在基板支座之局部區域內之台面的總接觸面積。例如，支撐板之局部接觸區域的面積密度係等於在局部區域內之台面之頂部表面區域之總接觸面積除以局部區域之面積。例如，局部區域的面積密度係等於(i)在局部區域內之台面之區域a-d之部分的總和，除以(ii) 局部區域之面積(或
Figure 02_image001
)，其中rl 為局部區域之半徑。不在所認定局部區域內之區域a-d之部分不包含在總和之內。
可按比例縮放及建構台面，以使台面之面積密度隨著基板支座之半徑單調地及/或線性地增加。面積密度控制器288可估計一或更多局部區域之面積密度
Figure 02_image003
。方程式1可用於估計面積密度
Figure 02_image003
，其中
Figure 02_image005
為在對應的局部區域內之總台面接觸表面積，以及
Figure 02_image007
為對應的局部區域之總側面局部表面積。
Figure 02_image009
(1)
在一實施例中，基板支座之面積密度由基板支座之中心往基板支座之外部及/或最外周緣增加。面積密度可隨著由基板支座之中心起算之半徑距離增加而單調地及/或線性地增加。在一實施例中，基板接觸表面積及/或台面的直徑在尺寸方面由中心往周緣增加，而因此隨著基板及/或基板支座之半徑而增加。除了具有隨著半徑而增加的台面接觸表面積之尺寸之外，或者另一種情況，每單位基板上側表面積及/或每一基板支座局部區域的台面數量亦可能隨著基板及/或基板支座之半徑而增加。
在414，台面構造控制器292決定基板支座之台面的台面構造及/或台面圖案，其包含決定台面間區域之深度。在414A，台面構造控制器292可基於一或更多已定之面積密度，決定台面之接觸表面區域的外形及尺寸。台面可係圓柱形、半球形(hemi-spherically-shaped 或 semi-spherically-shaped)及/或可具有其他外形。台面可係相同外形或可具有不同外形。台面之接觸表面區域可能增加，以使較遠離基板中心之台面相較於較接近基板中心之台面具有較大的接觸表面區域。除此之外，或者另一種情況，台面數量可隨著基板支座之半徑增加而增加。操作414A可包含台面構造控制器292，其決定台面之高度。
在414B，台面構造控制器292決定橫跨基板支座之台面的數量、位置及圖案。依據因不同的處理RF功率位準及狀況而致的基板膨脹量，可實行面積密度增加之不同圖案。每一該等圖案可包含隨著基板支座之半徑而單調地及/或線性地增加的面積密度，以提供最小且均勻的橫跨基板之磨耗，其包含使在基板及基板支座間的接觸壓力以及在台面之上部周緣的應力集中度最小化。
可最小化及/或設定台面間區域的尺寸及外形及/或基板支座之局部區域的半徑，以最小化在台面間區域及/或局部區域內之基板的垂直偏轉。可基於或依可與台面之外部周緣的已定半徑相容之方式，設定台面間區域的尺寸及外形及/或基板支座之局部區域的半徑。可基於台面間區域的尺寸及外形及/或基板支座之局部區域的半徑，在414A決定台面之外部周緣的已定半徑。
在414C，深度控制器290決定台面間區域之深度。此可基於在操作402、404、406、408、409、410、412、414A、及/或414B期間決定的資訊以達成。深度可與支撐板之溫度成反比。例如，經歷低溫之區域相較於經歷高溫之區域有較大的深度，以補償在外部熱負載存在下冷卻能力的非均勻性。在一實施例中，深度尺寸沿著由冷卻劑入口往冷卻劑出口橫跨支撐板之方向減少。在一實施例中，此減少係由沿支撐板周長之第一點徑向橫跨支撐板到沿支撐板周長之第二點。在另一實施例中，此減少係由支撐板之中心徑向往外到接近支撐板周長之一點。
在416，遮罩圖案控制器294決定一或更多用於形成台面的遮罩圖案。此可係基於在操作414期間所提供的資訊，該等資訊包含台面的尺寸、外形、高度、及位置以及台面間區域之深度。遮罩之數量、遮罩之圖案、以及遮罩之應用及移除順序係經決定。
在操作402、404、406、408、410、412、414、及416期間決定的參數係相關的，而因此改變該等參數之其中一個可影響其他參數之數值。反覆執行這些操作可容許參數被調整，直到這些參數之進一步改變可忽略地改變垂直偏轉、磨耗深度、局部應力等之估計值為止。可反覆調整該等參數直到垂直偏轉、磨耗深度、局部應力等數值之變化係在預先決定的範圍之內。亦可調整該等參數直到橫跨支撐板之估計的及/或最終所得的溫度係在預先決定的範圍之內，及/或直到橫跨基板、溫度感測陣列、或熱通量探針之估計的及/或最終所得的溫度係在預先決定的範圍之內。亦可調整該等參數直到橫跨基板、溫度感測陣列、或熱通量探針之平均估計的及/或最終所得的溫度係在預先決定的範圍之內。可將溫度感測陣列及/或熱通量探針放置於支撐板之上且用於偵測在電漿處理期間基板將經歷之溫度。在另一實施例中，支撐板可包含溫度感測器以偵測橫跨支撐板之溫度，該溫度感測器可用於偵測及/或估計橫跨支撐板及基板之溫度。
在418，製造控制器296傳送關於基板支座之參數(在操作402、404、406、408、410、412、414、416、418期間決定的)到加工系統274。控制器310、314控制加工工具312及遮罩應用裝置316之操作，以形成基板支座及/或基板支座之膜層(例如，最上層)，其包括台面及台面間區域。形成該膜層以具有於414中所決定的台面圖案中之台面。
在418A，應用一或更多遮罩於支撐板之上表面。在一實施例中，形成兩個遮罩。應用第二個遮罩於第一個遮罩之一部份及支撐板之上。於圖9A、9B、10A、10B顯示及描述一表示使用兩遮罩的例子。在另一實施例中，形成三或更多遮罩。於圖11顯示及描述一表示使用五遮罩的例子。在支撐板加工期間，遮罩保護在遮罩下方的支撐板表面。該等遮罩可與彼此部分重疊或可覆蓋支撐板之不同區域。在例如操作418B期間，遮罩避免在遮罩下方的支撐板區域被蝕刻。舉例而言，遮罩可由彈性樹脂材料例如氨基甲酸乙酯樹脂形成。
在418B，加工工具312執行加工及/或噴砂處理以形成第一深度圖案，該圖案包含一些或全部的台面間區域之至少一部分。此處理係基於在操作414期間所提供的資訊，該資訊包含台面之規格及台面間區域之深度。該加工及/或噴砂處理可包含，例如沙粒噴砂、砂礫(或珠子)噴砂、雷射加工、及/或用於移除未受一或更多遮罩保護的支撐板材料之其他技術。在一實施例中，加工工具312係一珠子噴砂工具，未受遮罩保護的露出表面被矽土珠的衝擊所侵蝕。在支撐板之上表面上的噴砂處理及/或在上表面之任一或更多局部區域上的噴砂處理可持續一或多段預先決定的時間周期，以提供預先決定的深度。在一實施例中，多重的台面間區域被蝕刻且具有相同的最終所得之深度。
加工及/或噴砂處理係在遮罩及支撐板上被實現。可使用之噴砂材料之例子係以碳化矽(SiC)為基礎的研磨材料及以氧化鋁(Al2O3)為基礎的研磨材料。舉例而言，圖9B顯示經應用兩遮罩所蝕刻的結果。圖10B顯示圖9B的相同支撐板在第二個遮罩已被移除後第二次重複蝕刻之結果。
在418C，遮罩應用控制器314可決定是否遮罩係所欲移除的。若遮罩係所欲移除的，則執行操作418D，否則執行操作418E。在418D，將最上層遮罩移除。此可包含將最上層遮罩剝離。
在418E，加工控制器310決定是否欲形成另一深度圖案。例如，若另一遮罩殘留於支撐板上，則欲形成另一深度圖案。若欲形成另一深度圖案，則執行操作418B，否則可執行操作418F。
在418F，軟拋光控制器298可執行軟拋光。軟拋光包含圓化台面的外部周緣以減少邊緣處的應力集中度及減少基板支座之表面粗糙度，俾在基板及基板支座之間的滑動發生時減少固體對固體之側面接觸。基於基板支座之局部區域中的基板垂直偏轉量，軟拋光控制器298估計台面邊緣半徑(例如，半徑mr)及/或軟拋光量。慣用語「軟拋光」指涉台面的上部周緣之圓化。可決定台面之半徑及/或軟拋光量以將上部周緣拋光為具有該半徑。該半徑越大，可能發生越多垂直偏轉。然而，該半徑越大，在台面邊緣之區域應力越小。基於確定的垂直偏轉，可決定在台面邊緣的偏轉量。基於台面邊緣的偏轉量，可決定半徑及/或軟拋光量。基板之垂直偏轉越大，半徑rl減少的程度可能更大。可於420結束該方法。
上述之操作旨在作為說明性範例；可將該等操作相繼地、同步地、同時地、連續地、在重疊的時間周期間或依據應用而以不同的順序來執行。並且，可能依據實施例及/或事件順序不執行或略過任一操作。
圖5顯示包含冷卻通道452之底板450的例子。雖然顯示出底板450為包含單一冷卻通道，但底板可具有任何數量之冷卻通道。可將底板450分區，其中每一區包含各自的冷卻通道，該等冷卻通道具有對應的冷卻劑入口及冷卻劑出口。顯示冷卻通道452在底板450之中心具有冷卻劑入口454、且在底板450之圓周附近具有冷卻劑出口456。此在基板中心提供更多冷卻，其中在電漿處理期間可能經歷更高的熱負載。底板450亦可包含任何數量之孔洞(例如，顯示孔洞457、458、及459)。孔洞455係用於溫度量測之饋通。可將溫度感測器連接以具有通過孔洞455之對應之電線。孔洞457係在底板450之周邊附近之螺栓孔。
孔洞458可包含至少一供應孔洞及至少一歸返孔洞。孔洞458可用以使氣體通過底板450到達支撐板，俾用於支撐板之台面間整個開放區域之循環。孔洞459可用於不同之目的。孔洞459可用以作為電力饋通，例如提供嵌位電壓、加熱器連接、以及RF輸送。在一實施例中，孔洞459的直徑係大於孔洞455的直徑。孔洞455的直徑可係大於孔洞457及458的直徑。
冷卻通道452在底板450之中心提供最大冷卻量。隨著在冷卻通道452中的冷卻流體之溫度上升，冷卻量會由底板450的中心往圓周降低。
圖6顯示一基板支座500，其包含密封帶502及台面504。密封帶502包含環狀區域(或地帶)506，其與另一區域(例如，內部區域508)分離。密封帶502包含第一條帶510及第二條帶512。雖然顯示條帶510、512為環狀物且為圓形的，但條帶510、512可具有其他外形。第一條帶510係在基板支座500及/或對應之支撐板514之圓周。第二條帶512相較於第一條帶510具有較小的直徑、且係在較接近基板支座500之中心的位置。第二條帶512將環狀區域506及內部區域(或非密封帶區域)508分離。相較於提供給內部區域508之氣體，可提供較高壓力之氣體給環狀區域506。
現亦參照圖7，其顯示在圖6之基板支座500之一部分之上的遮罩520的例子。如圖所示，遮罩520之外形係環狀的且包含內部直徑及外部直徑。遮罩520之外部直徑與基板支座500之外部直徑係相同尺寸。遮罩520沒有覆蓋由遮罩520之內部直徑所定義的支撐板514之圓形區域522。遮罩520覆蓋密封帶區域506且可覆蓋內部區域508之一部分。雖然顯示遮罩520之覆蓋範圍多於環狀區域506，然可增加遮罩520之內部直徑至相當於或相似於第二條帶512之直徑，以使遮罩520僅覆蓋密封帶區域506。
圖8顯示基板支座之支撐板551之上表面區域550之例子。上表面區域550包含一密封帶552及台面(顯示點部554以代表台面之位置)。密封帶552包含條帶556、558。加熱元件及/或嵌位電極(未顯示於圖8)可被包含於支撐板551之中。如圖所示，台面可存在於條帶556、558之間的密封帶區域內，以及非密封帶區域564內。
顯示以下之圖9A-9B及10A-10B僅作為舉例之目的，而非依比例所繪製。遮罩直徑、台面數量、台面尺寸、以及台面間區域之深度可能不同於所顯示之圖式。並且，圖9A、10A所示之台面僅有某些被顯示於圖9B、10B。圖9A-9B顯示一支撐板600。在支撐板600上顯示多重遮罩602、604。圖9A-9B顯示在執行第一次重複圖4之操作418B之後的支撐板600的例子。第一遮罩602具有第一圖案。第二遮罩604具有第二圖案。基於遮罩602、604之圖案，已將支撐板600蝕刻以提供台面606。可以看出，第二遮罩604避免了在第二遮罩604之環狀區域內的圓形區域中之蝕刻。第一遮罩602具有更加複雜的圖案以避免與台面606相關區域之蝕刻。在藉由第一次重複操作418B所執行的蝕刻之後，台面606間區域可具有第一深度D1。第二遮罩604可僅覆蓋支撐板600之密封帶區域608，或可覆蓋多於密封帶區域608之範圍。
圖10A-10B顯示在已移除第二遮罩604之後的支撐板600。圖10A-10B顯示在執行第二次重複圖4之操作418B之後的支撐板600之例子。在執行第二次重複操作418B之後，台面606間區域可具有第二深度D2，其可大於第一深度D1。密封帶620、622係形成於第二次重複操作418B之期間。在條帶620、622之內及外部的區域可具有第三深度D3，其係小於第二深度D2。若第二遮罩604覆蓋多於密封帶區域608及條帶620、622之範圍，在條帶622及一些台面606之間的一或更多區域可具有多重深度，如區域624、626所示。區域624、626具有對應至深度D2及D3的梯部628。
在一實施例中，台面606及條帶620、622之上表面相對於支撐板600之底部係在相同高度。舉例而言，深度D2可係10微米且深度D3可係8微米。條帶620、622可與基板背面形成連續密封狀態。相較於條帶622之內部直徑內區域，此提供密封帶區域608內較小之深度以增加冷卻作用。在另一實施例中，深度D2係相等於深度D3以提供橫跨支撐板600之相同深度。在操作期間，提供一冷卻氣體給(i) 密封帶區域608、(ii) 條帶622及台面606之間區域、以及(iii) 台面606間區域。舉例而言，冷卻氣體之壓力可係高達80 Torr以將熱傳導橫跨所述之區域及傳導至支撐板之上表面。
當在電漿反應器中，於外部熱負載存在下，減少深度D2、D3可降低在支撐板上的基板之溫度。舉例而言，將深度D2、D3由10微米減少至9微米，可於6 kW之功率下將基板溫度降低1 ˚C。此係由於改善了橫跨所述之區域(或在基板及支撐板之間的間隔)的熱傳。
若台面高度係接近於冷卻氣體原子之平均自由路徑，由陶瓷上表面到晶圓的熱傳係數hg 可以方程式2表示，其中: kg 為氣體的熱傳導係數；d 為兩表面間的距離(本系統中的台面高度)；g1 及g2 代表以有效較大的氣體間隔距離所表示介面處的熱傳；以及 hg 為熱傳係數，以使橫跨間隔之溫降可以方程式3表示，其中P為進入晶圓之加熱功率，且A為受熱面積。加熱功率 P 係與電漿功率成比例。
Figure 02_image011
(2)
Figure 02_image013
(3)
例如，由於增加之表面區域以用於氣體交互作用，較粗糙之表面相比於較平滑之表面在傳遞熱方面可係更有效。若表面狀態維持不變且僅台面高度改變，則g1 及g2 為常數。在此情況下，由晶圓到陶瓷表面之溫降係與台面高度成線性比例且與電漿功率(或熱輸入功率P，其係與電漿功率成比例)成線性比例。此溫降可以方程式4表示
Figure 02_image015
(4)
由本文揭露之實施例提供的經改善之熱傳特性可以10-50%減少晶圓內溫度變化，其可改善基板處理良率。在一實施例中，深度可在8-15微米之間變化，其潛在地容許高達約7 ˚C(於6 kW之輸入功率下)之晶圓內非均勻性之補償。藉由調整橫跨支撐板之深度，而調整基板及支撐板之間的間隔尺寸，其調整局部冷卻量以控制晶圓內溫度均勻性。橫跨支撐板的間隔尺寸係完全可調節的、且不像其他冷卻調整方法(例如底板內冷卻通道之調整)受幾何上的考量所限制。並且，不像在支撐板及底板之間的熱導結合層之厚度，支撐板之局部區域的間隔尺寸係可被輕易調整的。
在一實施例中，使用三或更多遮罩。每個額外的遮罩容許不同尺寸之深度的形成。深度越短，所提供的冷卻越多，其協助冷卻熱點。熱點可係與未被底板充分冷卻之區域相關、及/或係與熱導結合層相關。重複工作418A-418E容許橫跨支撐板之深度的細微控制。
作為另一選擇，反覆執行工作418A-418E，加工工具312可用於局部地提供預先決定的深度。可在例如深度圖案與噴砂處理具有相同之對稱性時，使用此實施例。例如，若需要支撐板中心至邊緣之間隔距離的梯度，可使用此技術，以使間隔之尺寸由支撐板中心徑向往外至支撐板邊緣係逐漸減小。可以一漸增之速率，由中心至邊緣橫跨支撐板徑向地移動加工工具312，以使加工工具312在中心以最大時間週期加工，而在邊緣附近以最小時間週期加工。因此，相較於支撐板邊緣，支撐板中心處在較久的噴砂之作用下。在執行此方法之前，徑向移動之速率及/或越過支撐板之區域之時間週期可被預先決定且儲存於記憶體278中。
圖11顯示一支撐板650，其說明訂製的局部遮罩652、654、656、658之例子。遮罩652、654、656、658可具有各種外形且可係位於外部環狀遮罩660之內直徑之內。
該揭露之實施例在冷卻功率均勻性方面提供了加強的局部改善，其改善了基板溫度均勻性。藉由提供橫跨基板之溫度均勻性，上述之實施例降低了基板對基板之變異性。支撐板表面特徵部之深度可係為特定應用而客製化的且為設定局部深度而被精確控制的。
以上敘述在本質上僅為說明性的，而非意圖限制本揭露內容、其應用、或用途。本揭露內容之廣泛指示可以各種形式實行。因此，雖本揭露內容包含特定例子，但由於當研究圖式、說明書、及以下申請專利範圍時，其他變化將更顯清楚，故本揭露內容之真實範疇不應如此受限。吾人應理解，在不改變本揭露內容之原理的情況下，可以不同次序(或同時)執行方法中之一或更多步驟。再者，雖實施例之各者係於以上描述為具有某些特徵，但關於本揭露內容之任何實施例所述之任一或更多該等特徵可在任何其他實施例中實行，及/或與任何其他實施例之特徵組合(即使並未詳細敘述該組合)。換句話說，所述之實施例並非互相排斥，且一或更多實施例彼此之間的置換維持於本揭露內容之範疇內。
元件 (例如，在模組、電路元件、半導體層等) 之間的空間及功能上之關係係使用各種用語所敘述，該等用語包含「連接」、「接合」、「耦合」、「鄰近」、「在…旁邊」、「在…之上」、「上面」、「下面」、以及「設置」。除非明確敘述為「直接」之情形下，否則當於上述揭露內容中描述第一與第二元件之間的關係時，該關係可係在第一與第二元件之間不存在其它中介元件之直接關係，但亦可係在第一與第二元件之間存在一或更多中介元件(空間上或功能上)的間接關係。如本文所使用的，詞組「A、B、及C其中至少一者」應解釋為意指使用非排除性邏輯OR之邏輯(A OR B OR C)，且不應解釋為意指「A之至少一者、B之至少一者、及C之至少一者」。
在一些實施例中，控制器為系統的一部分，該系統可為上述例子的一部分。此系統可包含半導體處理設備，該半導體處理設備包含(複數)處理工具、(複數)腔室、(複數)處理用平台、及/或特定的處理元件(晶圓基座、氣體流動系統等)。該等系統可與電子設備整合，以在半導體晶圓或基板之處理之前、期間、以及之後，控制其運作。電子設備可被稱為「控制器」，其可控制(複數)系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，可將控制器程式設計成控制本文所揭露之任何處理，包含處理氣體的傳送、溫度設定(例如，加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流速設定、流體傳送設定、位置和操作設定、晶圓轉移(進出與特定系統連接或接合之工具及其他轉移工具、及/或負載鎖)。
廣泛來說，可將控制器定義為具有接收指令、發佈指令、控制運作、啟動清洗操作、啟動終點量測等之許多積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。積體電路可包含：儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)的晶片、及/或一或更多微處理器、或執行程式指令(例如，軟體)的微控制器。程式指令可為以不同的單獨設定(或程式檔案)之形式而傳達至控制器或系統的指令，該單獨設定(或程式檔案)為實行特定處理(在半導體晶圓上，或是對半導體晶圓)定義操作參數。在一些實施例中，操作參數可係由製程工程師所定義之配方的一部分，俾在一或更多以下者(包含：覆層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或基板的晶粒)的製造期間實現一或更多處理步驟。
在一些實施例中，控制器可為電腦的一部分，或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、或以網路連接至系統、或以其組合之方式連接至系統。例如，控制器可在能容許遠端存取晶圓處理之「雲端」或廠房主機電腦系統的全部或部分中。電腦可使系統能夠遠端存取，以監控製造運作的當前進度、檢查過去製造運作的歷史、由複數之製造運作而檢查趨勢或效能指標，以改變當前處理的參數、設定當前處理之後的處理步驟、或開始新的製程。在一些例子中，遠端電腦(例如，伺服器)可通過網路提供製程配方至系統，該網路可包含局域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，其可達成參數及/或設定的接取、或對參數及/或設定進行程式化，接著將該參數及/或該設定由遠端電腦傳達至系統。在一些例子中，控制器以資料的形式接收指令，該指令為將於一或更多操作期間執行之每個處理步驟指定參數。吾人應理解，參數可特定地針對將執行之製程的類型及將控制器設定以接合或控制之工具的類型。因此，如上所述，控制器可為分散式，例如藉由包含以網路的方式連接彼此且朝向共同目的(例如，本文所敘述的製程及控制)而運作的一或更多分離的控制器。用於此目的之分散式控制器的範例將係在腔室上、與位於遠端的一或更多積體電路(例如，在作業平臺位準處、或作為遠端電腦的一部分)進行通訊的一或更多積體電路，兩者結合以控制腔室上的製程。
範例系統可包含但不限於以下各者：電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉淋洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清洗腔室或模組、斜角緣部蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、以及可在半導體晶圓的製造及/或加工中相關聯、或使用的任何其他半導體處理系統。
如以上所提及，取決於將藉由工具執行之(複數)處理步驟，控制器可與半導體製造工廠中之一或更多的以下各者進行通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、群集工具、其他工具介面、鄰近之工具、相鄰之工具、遍布工廠的工具、主電腦、另一控制器、或材料運輸中所使用之工具，該材料運輸中所使用之工具將晶圓容器輸送往返於工具位置及/或裝載埠。
100‧‧‧基板處理系統102‧‧‧處理腔室104‧‧‧上電極106‧‧‧基板支座107‧‧‧台面108‧‧‧基板109‧‧‧噴淋頭110‧‧‧底板111‧‧‧桿部112‧‧‧支撐板114‧‧‧熱阻層116‧‧‧通道120‧‧‧RF產生系統122‧‧‧RF產生器123‧‧‧電漿RF產生器124‧‧‧匹配與配送網路125‧‧‧偏壓RF產生器127‧‧‧電漿RF匹配網路129‧‧‧偏壓RF匹配網路130‧‧‧氣體輸送系統132-1‧‧‧氣體源132-2‧‧‧氣體源132-N‧‧‧氣體源134-1‧‧‧閥134-N‧‧‧閥136-1‧‧‧質量流量控制器136-N‧‧‧質量流量控制器140‧‧‧歧管141‧‧‧冷卻系統142‧‧‧溫度控制器144‧‧‧TCEs146‧‧‧第一冷卻劑組件147‧‧‧第二冷卻劑組件148‧‧‧通道156‧‧‧閥158‧‧‧泵浦160‧‧‧系統控制器170‧‧‧機械臂172‧‧‧負載閘200‧‧‧基板支座202‧‧‧底板204‧‧‧熱導結合層206‧‧‧支撐板207‧‧‧主體208‧‧‧台面209‧‧‧通道210‧‧‧基板211‧‧‧支撐板之底部212‧‧‧台面間區域213‧‧‧凹陷表面214‧‧‧台面之側面216‧‧‧台面之側面218‧‧‧台面220‧‧‧冷卻劑通道入口222‧‧‧冷卻劑通道出口224‧‧‧箭頭228‧‧‧箭頭230‧‧‧箭頭232‧‧‧通道234‧‧‧箭頭236‧‧‧箭頭270‧‧‧基板支座加工系統272‧‧‧電腦274‧‧‧加工系統275‧‧‧感測器276‧‧‧基板支座控制器278‧‧‧記憶體279‧‧‧溫度分佈控制器280‧‧‧底板冷卻圖案控制器282‧‧‧基板支座冷卻圖案模組284‧‧‧壓力控制器285‧‧‧電漿控制器286‧‧‧不規則溫度控制器288‧‧‧面積密度控制器290‧‧‧深度控制器292‧‧‧台面構造控制器294‧‧‧遮罩圖案控制器296‧‧‧製造控制器298‧‧‧軟拋光控制器299‧‧‧參數300‧‧‧台面圖案301‧‧‧溫度分佈資料302‧‧‧底板冷卻圖案303‧‧‧支撐板冷卻圖案304‧‧‧熱傳資料305‧‧‧電漿圖案306‧‧‧不規則溫度資料310‧‧‧加工控制器312‧‧‧加工工具314‧‧‧遮罩應用控制器316‧‧‧遮罩應用裝置318‧‧‧基板支座320‧‧‧介面400‧‧‧開始402‧‧‧決定橫跨基板支座之加熱板之溫度分佈圖案及/或估計橫跨基板之溫度分佈圖案404‧‧‧決定與冷卻通道(包含入口及出口通道位置)相關的底板冷卻圖案406‧‧‧決定加熱板冷卻圖案408‧‧‧基於密封帶位置及加熱板冷卻圖案，決定橫跨加熱板之熱傳(氣體壓力)分佈圖案409‧‧‧決定橫跨加熱板之電漿圖案410‧‧‧決定因基板支座及/或底板之構造而致的橫跨加熱板之冷/熱點(不規則溫度區域)412‧‧‧估計橫跨基板支座之台面及/或預先決定的基板支座之局部區域內之面積密度414‧‧‧基於先前決定的資訊，決定台面間區域之台面構造/分佈圖案及深度414A‧‧‧決定台面之接觸表面區域的外形及尺寸414B‧‧‧決定橫跨介電層之台面的數量、位置、及圖案414C‧‧‧決定台面間區域之深度416‧‧‧決定遮罩之數量、圖案、應用、及移除次序418‧‧‧製造包含台面之基板支座418A‧‧‧應用多重遮罩於介電層或半導電層上418B‧‧‧執行加工及/或噴砂處理418C‧‧‧移除另一遮罩418D‧‧‧移除最上面的遮罩418E‧‧‧形成另一深度圖案418F‧‧‧執行台面之軟拋光420‧‧‧結束450‧‧‧底板452‧‧‧冷卻通道454‧‧‧冷卻劑入口456‧‧‧冷卻劑出口458‧‧‧孔洞500‧‧‧基板支座502‧‧‧密封帶504‧‧‧台面506‧‧‧環狀區域508‧‧‧內部區域510‧‧‧第一條帶512‧‧‧第二條帶514‧‧‧支撐板520‧‧‧遮罩522‧‧‧圓形區域550‧‧‧上表面區域551‧‧‧支撐板552‧‧‧密封帶554‧‧‧點部556‧‧‧條帶558‧‧‧條帶600‧‧‧支撐板601‧‧‧支撐板602‧‧‧第一遮罩604‧‧‧第二遮罩606‧‧‧台面608‧‧‧密封帶區域620‧‧‧條帶622‧‧‧條帶624‧‧‧區域626‧‧‧區域628‧‧‧梯部650‧‧‧支撐板652‧‧‧訂製的局部遮罩654‧‧‧訂製的局部遮罩656‧‧‧訂製的局部遮罩658‧‧‧訂製的局部遮罩660‧‧‧外部環狀遮罩D1‧‧‧第一深度D2‧‧‧第二深度D3‧‧‧第三深度D4‧‧‧第四深度
本揭示內容從實施方式及隨附圖式可更完全了解，其中：
根據本揭露內容之實施例，圖1為包含基板支座的基板處理系統之範例的功能方塊圖；
根據本揭露內容之實施例，圖2為包含基板支座之靜電夾盤之範例的側面橫剖面圖；
根據本揭露內容之實施例，圖3為包含基板支座控制器之基板支座加工系統之範例；
根據本揭露內容之實施例，圖4為基板支座製造方法之範例；
圖5為包含冷卻通道之底板的頂部剖視圖；
根據本揭露內容之實施例，圖6為包含密封帶及台面之基板支座之範例的俯視圖；
根據本揭露內容之實施例，圖7為在部分基板支座上方之遮罩之範例的俯視圖；
根據本揭露內容之實施例，圖8為基板支座之支撐板之上表面區域之範例的頂部立體圖；
根據本揭露內容之實施例，圖9A為支撐板之範例的俯視圖，其中多重遮罩被應用於該支撐板上；
圖9B為沿著以圖9A中之A-A線表示之平面的側面橫剖面圖；
圖10A為在已移除複數遮罩之其中一者之後圖9A之支撐板的俯視圖；
圖10B為沿著以圖10A中之B-B線表示之平面的側面橫剖面圖；以及
根據本揭露內容之實施例，圖11為說明訂製的局部遮罩之範例的支撐板的俯視圖。
在圖式中，元件符號可被再次使用以辨別相似及/或相同的元件。
200‧‧‧基板支座
202‧‧‧底板
204‧‧‧熱導結合層
206‧‧‧支撐板
207‧‧‧主體
208‧‧‧台面
209‧‧‧通道
210‧‧‧基板
211‧‧‧支撐板之底部
212‧‧‧台面間區域
213‧‧‧凹陷表面
214‧‧‧台面之側面
216‧‧‧台面之側面
218‧‧‧台面
220‧‧‧冷卻劑通道入口
222‧‧‧冷卻劑通道出口
224‧‧‧箭頭
228‧‧‧箭頭
230‧‧‧箭頭
232‧‧‧通道
234‧‧‧箭頭
236‧‧‧箭頭
D1‧‧‧第一深度
D2‧‧‧第二深度
D3‧‧‧第三深度
D4‧‧‧第四深度

Claims (32)

  1. 一種製造基板支座的方法，其包含：決定橫跨一基板或一基板支座之一支撐板之溫度分佈圖案；基於該溫度分佈圖案，決定欲應用於該支撐板之上表面之遮罩的數量，其中該等遮罩的數量係大於或等於二；基於該溫度分佈圖案，決定該等遮罩之圖案；應用該等遮罩於該支撐板之上表面之上；執行一第一加工處理以移除未受該等遮罩保護之該支撐板的一部份，俾形成第一台面及在該等第一台面之間的第一凹陷區域；由支撐板移除該等遮罩之第一者；執行一第二加工處理以形成第二凹陷區域、以及第二台面或第一密封帶區域兩者其中至少一者；以及由支撐板移除該等遮罩之第二者。
  2. 如申請專利範圍第1項之製造基板支座的方法，其中，在執行該第二加工處理之後，該等第一凹陷區域之深度係與該等第二凹陷區域之深度不同。
  3. 如申請專利範圍第2項之製造基板支座的方法，其中：該第二加工處理包含增加該等第一凹陷區域之深度；以及在執行該第二加工處理之後，該等第一凹陷區域之深度係大於該等第二凹陷區域之深度。
  4. 如申請專利範圍第1項之製造基板支座的方法，其中在執行該第二加工處理之後，該等第一凹陷區域之深度係與該等第二凹陷區域之深度相同。
  5. 如申請專利範圍第1項之製造基板支座的方法，其中在該第二加工處理期間形成該等第二台面及該第一密封帶區域。
  6. 如申請專利範圍第1項之製造基板支座的方法，其中該等第一台面、該等第二台面及該第一密封帶區域之條帶之高度相對於該支撐板之底部係在相同位準。
  7. 如申請專利範圍第1項之製造基板支座的方法，更包含：執行一第三加工處理以形成第三台面及第二密封帶區域其中至少一者；及由支撐板移除該等遮罩之第三者。
  8. 一種基板支座，其用於一基板處理系統，該基板支座包含：一主體；複數台面，分佈橫跨主體、並從主體且以遠離主體之方向延伸，且係配置以支撐一基板，其中該複數台面之各者係一固體柱狀台面且包含一上表面，該上表面具有接觸且支撐該基板之一表面區域，該複數台面之各者相對於該主體的底部具有相同高度，以使沿該主體之底部表面延伸之平面與該複數台面之該上表面間之距離係長度相同的並且指涉該複數台面之各自的高度， 該複數台面間之複數區域之深度尺寸依據該基板或該基板支座之一底板在基板處理期間所經歷之溫度分佈圖案而變化；以及複數之條帶，其界定一第一密封帶區域，其中該複數條帶係一體成形為該主體之一部分且從該主體延伸以與該基板之一側形成密封狀態，該第一密封帶區域係配置於該複數條帶之相鄰兩條帶之相對側之間，該複數台面間之該等區域之深度尺寸由沿該主體的直徑之第一點橫跨該主體往沿該主體的該直徑之第二點而減少，以及該第一點及該第二點係位在沿著該主體之周長或沿著該基板支座之該第一密封帶區域。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中該複數台面間之區域之深度尺寸由該底板之一冷卻劑通道入口上方區域往該底板之一冷卻劑通道出口上方區域而減少。
  10. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中：該第一密封帶區域包含該複數台面之一部分；該複數條帶之高度係與該複數台面之高度相同；該第一密封帶區域具有一第一深度；在該第一密封帶區域外部之該複數台面間之該等區域之深度尺寸係大於該第一深度；以及該第一點及該第二點係位在沿著該第一密封帶區域。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板支座，其中在該第一密封帶區域外部之該複數台面係位在比該第一密封帶區域更靠近該主體之中心。
  12. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中配置該複數台面之深度的圖案以消除該底板中的熱點，以使在熱點上方之該複數台面中之若干者之深度尺寸係小於未在熱點上方之該複數台面中之其他者之深度尺寸。
  13. 如申請專利範圍第8項之基板支座，更包含該第一密封帶區域、一第二密封帶區域、以及一非密封帶區域，其中：該第一密封帶區域及該第二密封帶區域係各自以兩條帶為邊界；以及該第一密封帶區域之深度係與該第二密封帶區域之深度或該非密封帶區域之深度不同。
  14. 如申請專利範圍第8項之基板支座，更包含：該底板；一熱導結合層，其係被置於該底板之上；以及一支撐板，其包含該主體及該複數台面。
  15. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中該第一點及該第二點係位在沿著該主體之該周長。
  16. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中該複數台面間之該等區域之深度尺寸由沿著該基板支座之該直徑之該第一點以區域對區域地(area-to-area)往該第二點而連續地減少。
  17. 如申請專利範圍第8項之基板支座，其中：該複數台面包含一第一台面及一第二台面；該第一台面與該第二台面之間不存在台面；以及 該第一台面與該第二台面之間之區域包含一單一梯部，以使該區域包含一第一平面，從該第一台面之一垂直延伸面延伸至該單一梯部之頂部，以及一第二平面，從該單一梯部之該底部延伸至該第二台面之一垂直延伸面。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板支座，其中：該單一梯部係一垂直面；以及該第一平面係低於該第一台面之該上表面及該第二台面之該上表面。
  19. 如申請專利範圍第17項之基板支座，其中該單一梯部之高度係等於該第一台面之高度與該第二台面之高度之間之差距。
  20. 如申請專利範圍第17項之基板支座，其中：一第一深度存在於該第一台面與該第二台面之間之該第一平面處；一第二深度存在於該第一台面與該第二台面之間之該第二平面處；以及該單一梯部之高度係等於該第一深度與該第二深度間之差距。
  21. 如申請專利範圍第9項之基板支座，其中：該冷卻劑通道入口及該冷卻劑通道出口係配置於沿著該底板之周長；以及該冷卻劑通道入口相對於該底板之中心在該冷卻劑通道出口之對面。
  22. 如申請專利範圍第9項之基板支座，其中：用以接收冷卻流體之一冷卻劑通道係配置在該底板中且從該冷卻劑通道入口延伸至該冷卻劑通道出口；以及該複數台面間之該等區域係配置在該冷卻劑通道之上且用於接收氣體。
  23. 如申請專利範圍第9項之基板支座，更包含一氣體通道，該氣體通道用以供應氣體至該複數台面其中兩者間之該等區域其中一者，該一者不在該冷卻劑通道入口及該冷卻劑通道出口上方，其中該氣體通道係配置於該冷卻劑通道入口與該冷卻劑通道出口之間。
  24. 如申請專利範圍第23項之基板支座，其中該複數台面其中該兩者間之該區域之深度係小於該冷卻劑通道入口上方之該區域之該深度且大於該冷卻劑通道出口上方之該區域之該深度。
  25. 如申請專利範圍第23項之基板支座，其中：該複數台面其中該兩者間之該區域係比該主體之周緣更靠近該主體之中心；以及該冷卻劑通道入口及該冷卻劑通道出口係比該主體之該中心更靠近該主體之該周緣。
  26. 如申請專利範圍第25項之基板支座，其中該複數台面其中該兩者間之該區域係偏離該主體之該中心。
  27. 如申請專利範圍第9項之基板支座，更包含一氣體通道，該氣體通道用以供應氣體至該複數台面其中兩者間之該等區域其中一者，其中該等區域其中該一者係配置於該第一點與該第二點之間。
  28. 如申請專利範圍第27項之基板支座，其中：該等區域其中該一者係比該主體之周緣更靠近該主體之中心；以及該冷卻劑通道入口及該冷卻劑通道出口係比該主體之該中心更靠近該主體之該周緣。
  29. 如申請專利範圍第28項之基板支座，其中該等區域其中該一者係偏離該主體之該中心。
  30. 如申請專利範圍第10項之基板支座，其中：該複數條帶之各者係環狀的；以及該第一密封帶區域係密封的。
  31. 如申請專利範圍第10項之基板支座，其中：該第一點係在該底板之一冷卻劑通道入口之上，以及該第二點係在該底板之一冷卻劑通道出口之上。
  32. 一種基板處理系統，其包含：如申請專利範圍第8項之基板支座；一射頻(RF)功率產生器，其被配置以產生RF功率及供應該RF功率給該基板支座；以及一系統控制器，其控制該RF功率產生器之操作。
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