具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘制造技术

描述具有射频(RF)及温度均匀性的静电夹盘(ESC)。例如，ESC包括顶部介电层。上金属部设置于该顶部介电层之下。第二介电层设置于多个像素化的电阻式加热器之上，且所述第二介电层部分地由该上金属部所围绕。第三介电层设置于该第二介电层之下，在该第三介电层与该第二介电层之间具有边界。多个通孔设置于该第三介电层中。总线条功率分配层设置于该等多个通孔之下并且耦接于该等多个通孔。第四介电层设置于该总线条功率分配层之下，在该第四介电层与该第三介电层之间具有边界。金属底座设置于该第四介电层之下。该金属底座包括多个高功率加热器组件容纳在该金属底座中。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2013年4月23日、申请号为201380021270.4、题为“具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请案主张2012年4月24日所申请的美国临时申请案第61/637,500号以及2013年3月8日所申请的美国临时申请案第61/775,372号的利益，该等申请案全部内容在此以引用的方式并入本文。背景1)领域本专利技术的实施例关于半导体处理设备的领域，且具体地，关于具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘，以及制造此种静电夹盘的方法。2)相关技术描述在等离子体处理腔室中，例如等离子体蚀刻或等离子体沉积腔室，腔室组件的温度通常是在处理期间要控制的重要参数。例如，基板夹具(通常称为夹盘或托架)的温度可受控制，以在处理制作方法期间将工件加热/冷却至各种受控的温度(例如为了控制蚀刻速率)。类似的，喷头/上电极、腔室衬垫、挡板、工艺配套组件、或其它组件的温度在处理制作方法期间也可受控制，以影响处理。传统上，散热器及/或热源耦接于处理腔室，以维持腔室组件的温度在所欲的温度。通常，热耦接于腔室组件的至少一热转移流体回路用来提供加热及/或冷却功率。热转移流体回路中的长接线长度，以及与此种长接线长度有关的大的热转移流体体积对于温度控制反应时间是有害的。重点使用(Point-of-use)系统是用以减少流体回路长度/体积的一种机构。但是，物理空间局限不利地限制了此种重点使用系统的功率负载。随着等离子体处理趋势持续地增加RF功率位准而且也增加工件直径(现在通常具有300mm，且现在正在发展450mm系统)，满足快速反应时间与高功率负载两者的温度及/或RF控制与分配，在等离子体处理领域中是有利的。附图简述图1根据本专利技术的实施例例示静电夹盘(ESC)的部分的横剖面视图，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图2根据本专利技术的另一实施例例示各种静电夹盘的部分的横剖面视图，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图3根据本专利技术的另一实施例例示静电夹盘的部分的横剖面视图，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图4根据本专利技术的另一实施例例示静电夹盘的部分的横剖面视图，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图5A根据本专利技术的另一实施例例示静电夹盘的部分的横剖面视图，重点突出了等离子体喷涂配置，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图5B根据本专利技术的另一实施例例示静电夹盘的部分的横剖面视图，重点突出了固体陶瓷顶部配置，静电夹盘配置来支撑晶圆或基板。图6是根据本专利技术的各种实施例的电性方块图，包括了用于静电夹盘(ESC)的电阻式辅助加热器的12x13配置。图7根据本专利技术的实施例例示系统，在该系统中可容纳具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘。图8根据本专利技术的实施例例示示例性计算机系统的方块图。详细描述叙述了具有增强射频(RF)及温度均匀性的静电夹盘，以及制造此种静电夹盘的方法。在下面的叙述中，提出多种具体细节，例如具体的夹盘材料规范，以提供本专利技术的实施例的通盘了解。对于本领域技术人员将是显而易知的，本专利技术的实施例可不用这些具体细节来实践。在其它例子中，熟知的方面，例如夹盘所支撑的晶圆存在时的蚀刻处理，并未详细叙述，以避免不必要地模糊本专利技术的实施例。另外，可了解到，附图中显示的各种实施例是例示表示，且不需要依尺寸绘制。在此所述的一或更多个实施例是关于具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘，或关于包括具有增强射频及温度均匀性的静电夹盘的系统。为了提供文章上下文，藉由静电夹盘的晶圆夹持已经在蚀刻处理期间用来提供温度控制。取决于应用，晶圆被夹持至具有散热器或加热器(或两者)的陶瓷或多层表面。因为固有的不均匀性与辅助硬件(例如，升举销、RF/DC电极等)，陶瓷表面温度并非均匀。此不均匀性会转移给晶圆，影响蚀刻处理。传统的夹盘设计是注重在冷却剂布局最佳化以及引入多个(多达4区)加热器。此种夹盘设计对于解决与辅助硬件(例如，升举销、RF/DC电极等)相关的问题或由辅助硬件所导致的问题并没有用。在实施例中，为了解决利用传统方法的上述问题，叙述了具有极佳温度均匀性的下一代(超过4区)蚀刻腔室ESC。在实施例中，如同下面更详细叙述的，在此所述的夹盘可以达成多个热要求，包括一或更多个Al2O3型的12英寸定位盘、温度性能高达130C、利用等离子体在摄氏65/65/45度时温度均匀性≦0.5C。在此所述的实施例是关于具有主动温度控制的下一代蚀刻腔室ESC。根据本专利技术的各种实施例，图1-5A与图5B绘示静电(ESC)结构或其部分。参见图1，ESC100配置来支撑晶圆或基板102。ESC的框架104可包括例如铝。等离子体喷涂涂层106(例如陶瓷层)是包括在框架104的各种表面上。包括主要加热器108，以及辅助加热器110。参见图2，如同横剖面透视图所示，ESC部分200配置来支撑晶圆或基板202。陶瓷层204(在该陶瓷层204上将放置晶圆或基板202)设置于多个电阻式加热器元件206上(举例来说)，且陶瓷层204由黏着层208固持在适当位置处。金属底座210支撑多个电阻式加热器元件206，并且可为RF加热的。也可包括选择性的夹盘电极212，如同图2所绘示。再次参见图2，ESC的部分220具有固体陶瓷板材221，如同横剖面透视图所示，ESC的部分220是提供来例示ESC内的RF路径222与224。RF路径242另外例示在ESC的部分240B中(部分240B也可配置成如同240A所示)，同样也如同图2的横剖面透视图所示。可了解到，在某些实施例中，所示的ESC部分220、240A与240B可配置成具有仅仅固体陶瓷板材的配置(如同所示)，或者可包括等离子体喷涂涂层，等离子体喷涂涂层上黏着有固体陶瓷板材，如同下面相关于图5B所更详细叙述的。参见图3，如同横剖面透视图所示，ESC300配置来支撑晶圆或基板302。介电层304(例如等离子体喷涂介电层)提供一支撑，在支撑上放置晶圆或基板302。开放区域306提供冷却通道，例如用于背侧的氦(He)冷却。介电层304设置于上金属部308之上，例如，上金属部308可提供用于RF波的波导。介电层310(例如等离子体喷涂或弧氧化层)设置于多个像素化的电阻式加热器312之上，且介电层310部分由上金属部308所围绕。额外的介电层314设置于介电层310之下，在介电层314与介电层...

【技术保护点】
一种控制基板的温度的方法，所述方法包括以下步骤：将功率提供至一个或多个高功率加热器，所述一个或多个高功率加热器被包括在支撑所述基板的静电夹盘(ESC)中；将功率提供至多个像素化的电阻式加热器中的一个或多个像素化的电阻式加热器，所述多个像素化的电阻式加热器被包括在所述ESC中；以及当将功率提供至所述一个或多个高功率加热器以及提供至所述多个像素化的电阻式加热器中的所述一个或多个像素化的电阻式加热器时，在包括所述ESC的腔室中处理所述基板。

【技术特征摘要】
2012.04.24 US 61/637,500;2013.03.08 US 61/775,372;1.一种控制基板的温度的方法，所述方法包括以下步骤：
将功率提供至一个或多个高功率加热器，所述一个或多个高功率加热器被
包括在支撑所述基板的静电夹盘(ESC)中；
将功率提供至多个像素化的电阻式加热器中的一个或多个像素化的电阻
式加热器，所述多个像素化的电阻式加热器被包括在所述ESC中；以及
当将功率提供至所述一个或多个高功率加热器以及提供至所述多个像素
化的电阻式加热器中的所述一个或多个像素化的电阻式加热器时，在包括所述
ESC的腔室中处理所述基板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将功率提供至所述多个像素化
的电阻式加热器中的所述一个或多个像素化的电阻式加热器的步骤包括以下
步骤：将功率提供至所述ESC的总线条功率分配层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个像素化的电阻式加热
器包括在45个与169个之间的像素化的电阻式加热器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将功率提供至所述一个或多个
高功率加热器的步骤包括以下步骤：将功率提供至在1个与约8个之间的高功
率加热器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔室中处理所述基板的
步骤包括以下步骤：在等离子体蚀刻腔室中处理所述基板。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔室中处理所述基板的
步骤包括以下步骤：在等离子体沉积腔室中处理所述基板。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理所述基板的步骤包括以下

\t步骤：使用夹盘电极将所述基板固持至所述ESC。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将功率提供至所述多个像素化
的电阻式加热器中的所述一个或多个像素化的电阻式加热器的步骤包括以下
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·卢博米尔斯基，J·Y·孙，M·马尔科夫斯基，K·马赫拉切夫，D·A·小布齐伯格，S·巴纳，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US