使用接触容积的有效的温度控制方法和装置制造方法及图纸

一种用于支撑基底的基底支持器，包括外支撑表面，冷却部件，位置与支撑表面相邻并且在支撑表面和冷却部件之间的加热部件，以及位于加热部件和冷却部件之间，并且由第一内表面和第二内表面形成的接触容积。当给接触容积提供流体的时候，加热部件和冷却部件之间的导热性增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及半导体处理系统，并且更特别地，涉及使用基底支持器中的粗糙接触或者微米级大小的间隙来控制基底的温度。
技术介绍
许多处理(例如化学、等离子感应、蚀刻以及沉积)都非常依赖于基底(也称为晶片)的瞬时温度。因此，控制基底温度的能力是半导体处理系统的必要特征。另外，在相同的真空室中快速应用需要不同温度的各种处理(某些重要情况下，定期地)，就需要快速改变和控制基底温度的能力。控制基底温度的一种方法是靠加热或冷却基底支持器(也称为卡盘)。此前虽然提出和使用过能够较快加热或冷却基底支持器的方法，但是已有方法都不能提供足够快速的温度控制以满足逐渐增长的工业的需求。例如，液体流动通过卡盘中的通道是现有系统中冷却基底的一种方法。然而，液体温度是靠冷却器控制，部分由于其噪音和大小，它通常位于距离卡盘组件很远的位置。然而，冷却单元往往很昂贵，而且由于冷却液体的庞大容积以及冷却器所提供的加热和冷却功率的限制，其快速改变温度的能力受到了限制。另外对于卡盘，要达到想要的温度设定存在额外的时间延迟，这主要取决于卡盘块的导热性和大小。这些因素限制了基底冷却到想要温度的快速程度。也提出和使用了其他方法，包括使用嵌入基底支持器中的电加热器以实现基底的加热。嵌入的加热器增加了基底支持器的温度，但是其冷却仍然依靠冷却器控制的冷却液体。另外，可用于嵌入加热器的功率的量受到限制，因为直接接触嵌入加热器的卡盘材料会被永久性损坏。基底支持器上表面上的温度均匀性也是必要的因素，并进一步限制了加热率。所有这些因素都限制了可实现基底温度改变的快速程度。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是解决或减少常规温度控制方法存在的上述的或其它的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种用于更快加热和冷却基底的方法和系统。本专利技术提供的这些和/或其它目的是通过在化学和/或等离子处理过程中快速改变和控制支撑基底的基底支持器上部的温度的方法和设备而实现的。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于支撑基底的基底支持器。基底支持器包括外支撑表面，冷却部件，位置与支撑表面相邻并且在支撑表面和冷却部件之间的加热部件。接触容积位于加热部件和冷却部件之间，并且由第一内表面和第二内表面形成。当给接触容积提供流体的时候，加热部件和冷却部件之间的导热性增大。根据本专利技术的第二方面，提供了一种基底处理系统。该系统包括用于支撑基底的基底支持器，所述基底支持器包括外支撑表面，包含冷却流体的冷却部件，位置与支撑表面相邻并且在支撑表面和冷却部件之间的加热部件，以及位于加热部件和冷却部件之间，并由第一内表面和第二内表面形成的接触容积。所述系统还包括与接触容积相连的流体供应单元。布置流体供应单元从而向接触容积供应流体以及从接触容积移除流体。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于支撑基底的基底支持器。基底支持器包括外支撑表面，冷却部件，位置与支撑表面相邻并且在支撑表面和冷却部件之间的加热部件。基底支持器还包括第一装置，用于有效减少要由加热部件加热的基底支持器的热质量以及用于增加围绕加热部件的一部分基底支持器和围绕冷却部件的一部分基底支持器之间的导热性。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于制造基底支持器的方法。该方法包括提供外支撑表面，抛光第一内表面和/或第二内表面，连接第一内表面和第二内表面的外围部分从而形成接触容积，以及在接触容积的相反侧上提供加热部件和冷却部件。根据本专利技术的第五方面，提供了一种控制基底支持器温度的方法。该方法包括增加基底支持器温度，该增加步骤包括启动加热部件，以及有效减少要由加热部件加热的基底支持器的热质量。该方法还包括降低支撑表面的温度，该降低步骤包括启动冷却部件，以及增加加热部件和冷却部件之间的导热性。附图说明结合在并且组成说明书一部分的附图，示出了本专利技术的较佳实施例，并且与上面给出的总体叙述和下面给出的较佳实施例的详细叙述一起，用来解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术示例实施例的半导体处理装置的示意图。图2是图1基底支持器的截面视图。图3是图1的基底支持器中两个粗糙内表面之间接触的示意图。图4是根据本专利技术另一实施例的图1的基底支持器中两个粗糙内表面之间接触容积的示意图。图5是根据本专利技术又一实施例的图1的基底支持器中两个光滑内表面之间接触容积的示意图。图6是图5内表面上的示例性单区域凹槽图案的平面图。图7是图5内表面上的示例性双区域凹槽图案的平面图。具体实施例方式现在参考附图，其中在几个视图中相同的数字标记表示相同的或相应的部分，接下来叙述本专利技术的几个实施例。图1示出了半导体处理系统1，例如可用于化学和/或等离子体处理。处理系统1包括真空处理室10，具有支撑表面22的基底支持器20，以及被基底支持器20支撑的基底30。处理系统1还包括用于在处理室10中提供降低了压力的大气的泵送系统40，靠电源130馈电的嵌入的电加热部件50，以及带有通道从而靠冷却器120控制液体流动的嵌入的冷却部件60。在加热部件50和冷却部件60之间提供了接触容积90。提供了流体供应单元140从而通过导管98向/从接触容积90供应和移除流体92，以便于加热和冷却基底支持器20。作为非限定性的示例，流体92可以是氦(He)气，或者可选择能够快速有效升高或降低穿过接触容积90的导热性的其他任何流体。图2示出了与基底20相关的基底支持器20的更多细节。如图中所示，由He供给源(未示出)提供氦气后侧流70，从而加强基底支持器20和基底30之间的导热性。加强的导热性确保了包括或直接相邻于加热部件50的支撑表面22的快速温度控制，从而实现基底30的快速温度控制。表面22上的凹槽也可以用于加快He气分配。同样如图2所示，冷却部件60包括多个通道，所述通道布置用来容纳由冷却器120控制的液体流，且基底支持器20可以包括静电吸附电极(electrostatic clamping electrode)80和相应的DC电源以及将基底30静电吸附到基底支持器20上所需要的连接元件。应当理解，图1和2中示出的系统只是作为示例，也可以包括其它的元件。例如，处理系统1也可以包括RF供电和RF馈电，用于放置和移除晶片的销，热传感器，以及现有技术已知的任何其它元件。处理系统1也可以包括进入真空室10的处理气体管线，以及第二电极(用于电容耦合型系统)或者RF线圈(用于电感耦合型系统)，用于激发真空室10中的气体成为等离子体。图3示出了根据本专利技术一个实施例的接触容积90的细节。如图3所示，在基底支持器20的内部上表面93和内部下表面96之间提供了接触容积90。在这个实施例中，接触容积90布置为两个粗糙表面93和96之间的粗糙接触。如图1和2所示，各表面93和96的表面面积基本等于加热部件50和冷却部件60的工作表面面积。或者，表面93和96的表面面积可以大于或小于加热部件50和冷却部件60的工作表面面积，但是最终的接触容积90的大小应当便于支撑表面22的快速加热和冷却。另外，较佳的是，支撑表面22、冷却部件60的工作表面、加热部件50的工作表面、上表面93、以及下表面96可以相互基本平行，但也可以不是如此。对于本文的意图，“基本等于”和“基本平行”分别表示的情况是，与完全等于或者完全平行的偏差是在本领域认可的允许范围之内。用于获得表面93和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支撑基底的基底支持器，包括：外支撑表面；冷却部件；位置与支撑表面相邻并且在支撑表面和冷却部件之间的加热部件；以及位于加热部件和冷却部件之间，并且由第一内表面和第二内表面形成的接触容积，其中当给 接触容积提供流体的时候，加热部件和冷却部件之间的导热性增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P莫罗兹，T哈莫林，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]