[發明專利]由液體控制的多區基片支座改進的基片溫度控制

在審

• 申請號: 201610088237.9
• 申請日: 2009-11-03
• 公開（公告）號: CN105603376A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 哈梅特·辛格;基思·科門丹特
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C14/50
• 分類號: C23C14/50;C23C16/46
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

本申請是申請號為200980142963.2、申請日為2009年11月3 日、發明名稱為“由液體控制的多區基片支座改進的基片溫度控制” 的發明專利申請的分案申請。

背景技術

通過蝕刻、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、 離子移植、防蝕涂層移除技術，等離子體處理設備應用于處理基片 中。應用于等離子體處理中的一種類型的等離子體處理設備，包括 下電極和頂部封閉的反應室。電極之間產生電場將工藝氣體激活為 等離子狀態用以處理反應室中的基片。由于特征尺寸的縮小和新材 料的應用，需要改進等離子體處理設備以控制等離子體處理的條 件。

發明內容

在一種具體實施方式中，提供了一種用于等離子體處 理設備的反應室內的基片支座。該基片支座包括底部元件和覆蓋于 該底部元件上的熱傳遞元件。該熱傳遞元件具有多個分區，至少包 括內設第一流道的第一分區和內設第二流道的第二分區，通過流道 液體能夠流通以單獨地加熱和冷卻該熱傳遞元件的第一分區和第 二分區。靜電卡盤覆于該熱傳遞元件之上，該靜電卡盤具有用于在 等離子體處理設備的反應室內支撐基片的支撐面。冷液體源和熱液 體源流體連通于第一流道和第二流道。閥裝置通過調整流通于第一 流道和第二流道中的熱液體相對于冷液體的混合比，來獨立地控制 第一分區和第二分區中的液體的溫度。控制器通過控制閥裝置來調 整第一流道和第二流道中的熱液體相對于冷液體的混合比，以獨立 地控制第一分區和第二分區中的溫度。

在另一種具體實施方式中，提供了一種等離子體處理 過程中控制半導體基片溫度的方法。如前所述，基片支撐于基片支 座上，并且與該多個分區熱接觸。在這種方法中，液體流經第一流 道和第二流道，測量第一分區的溫度，并且流經第一流道的液體的 溫度為：(a)如果第一分區的溫度低于目標溫度，則通過增加熱液 體相對于冷液體的混合比來提高；或者(b)如果第一分區的溫度 高于目標溫度，則通過減少熱液體相對于冷液體的混合比來降低。 同樣地，測量第二分區的溫度，并且流經第二流道的液體的溫度為： (a)如果第二分區的溫度低于目標溫度，則通過增加熱液體相對 于冷液體的混合比來提高；或者(b)如果第二分區的溫度高于目 標溫度，則通過減小熱液體相對于冷液體的混合比來降低。優選地， 第一分區的方位溫度差小于5℃。

在另一種具體實施方式中，提供了一種應用于等離子體 處理設備的反應室內的基片支座。該基片支座包括底部元件和覆蓋 于該底部元件上的熱傳遞元件。該熱傳遞元件具有設有第一流道的 第一分區和設有第二流道的第二分區。該流道適用于流通流體,以 單獨地加熱和冷卻該熱傳遞元件的每一個分區。第一共用管路與該 第一流道流體連通，第二共用管路與該第二流道流體連通。第一閥 與該第一共用管路和連通于熱液體源的第一供應管路流體連通。該 第一閥用于控制來自于該熱液體源的熱液體通過該第一共用管路 的流量。第二閥與該第一共用管路和連通于冷液體源的第二供應管 路流體連通。該第二閥用于控制來自于該冷液體源的冷液體通過該 第一共用管路的流量。第三閥與該第二共用管路和連通于該熱液體 源的該第一供應管路流體連通。該第三閥用于控制該熱液體通過該 第二共用管路的流量。第四閥與該第二共用管路和連通于該冷液體 源的該第二供應管路流體連通。該第四閥用于控制該冷液體流經該 第二共用管路的流量的總量。控制器用于獨立地控制該第一閥和該 第二閥以使該熱液體相對于該冷液體的第一混合比適應于該第一 流道；并且控制該第三閥和該第四閥以使該熱液體相對于該冷液體 的第二混合比適應于該第二流道。該熱傳遞元件上覆蓋有靜電卡 盤。該靜電卡盤具有用于在該等離子體處理設備的反應室內支撐基 片的支撐面。