專(zhuān)利名稱(chēng)：溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件的制作方法
溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件
背景技術(shù)：
等離子體處理儀器用于通過(guò)包括蝕刻、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積 (CVD)、離子注入以及抗蝕去除(resist removal)的技術(shù)處理基底。一類(lèi)用于等離子體處 理的等離子體處理儀器包括含有頂電極和底電極的反應(yīng)室。電極之間建立電場(chǎng)以將處理氣 體激發(fā)成等離子體狀態(tài)，從而處理反應(yīng)室中的基底。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施方式，適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控 熱邊緣環(huán)組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件。射頻(RF)聯(lián)接環(huán) 疊置于環(huán)形支撐面之上。環(huán)形支撐面和RF聯(lián)接環(huán)之間具有下墊片。該下墊片可導(dǎo)熱、導(dǎo)電。 熱邊緣環(huán)疊置于RF聯(lián)接環(huán)之上。該基底支撐件適用于支撐基底使得基底的外邊緣懸于熱 邊緣環(huán)之上。該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì)。根據(jù)另一實(shí)施方式，適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控 熱邊緣環(huán)組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件。射頻(RF)聯(lián)接環(huán) 被機(jī)械地夾至該環(huán)形支撐面，該環(huán)形支撐面與該RF聯(lián)接環(huán)之間具有隔熱介質(zhì)。熱邊緣環(huán)被 機(jī)械地夾至該RF聯(lián)接環(huán)，該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有導(dǎo)熱介質(zhì)。根據(jù)另一實(shí)施方式，適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控 熱邊緣環(huán)組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件。射頻(RF)聯(lián)接環(huán) 被機(jī)械地夾至該環(huán)形支撐面，該環(huán)形支撐面和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有下層導(dǎo)熱介質(zhì)。熱邊緣 環(huán)被機(jī)械地夾至該RF聯(lián)接環(huán)，該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì)。該基底 支撐件適用于支撐基底使得基底的外邊緣懸于熱邊緣環(huán)之上。


圖1A-1B示出淋浴頭狀電極組合件的實(shí)施方式的一部分以及等離子體處理儀器 中基底支撐件，包括熱邊緣環(huán)組合件。圖2A-2B示出具有熱邊緣環(huán)、RF聯(lián)接環(huán)以及含環(huán)形支撐件的基底支撐件的熱邊緣 環(huán)組合件的實(shí)施方式，包括下層導(dǎo)熱介質(zhì)和上層導(dǎo)熱介質(zhì)。圖3A-3C示出具有熱邊緣環(huán)、RF聯(lián)接環(huán)以及基底支撐件的熱邊緣環(huán)組合件的另一 實(shí)施方式，包括作為導(dǎo)熱介質(zhì)的加壓傳熱氣體。圖4A-4C示出具有熱邊緣環(huán)、含加熱元件的RF聯(lián)接環(huán)以及基底支撐件的熱邊緣環(huán) 組合件的另一實(shí)施方式，包括作為導(dǎo)熱介質(zhì)的加壓傳熱氣體。圖5示出使用不同下層導(dǎo)熱介質(zhì)和上層導(dǎo)熱介質(zhì)的多個(gè)等離子體處理循環(huán)過(guò)程 中熱邊緣環(huán)的溫度曲線。圖6A-6B示出氦傳熱氣體的靜壓變化所得到的熱邊緣環(huán)的溫度曲線。圖7A-7B示出環(huán)形通道中氦傳熱氣體的靜壓變化所得到的熱邊緣環(huán)的溫度曲線。圖8示出0-環(huán)對(duì)熱邊緣環(huán)的溫度曲線的影響。圖9A-9C示出使用具有不同下層導(dǎo)熱介質(zhì)和上層導(dǎo)熱介質(zhì)的熱邊緣環(huán)組合件進(jìn) 行光刻膠的蝕刻率均勻性。
具體實(shí)施例方式集成電路設(shè)備的制造包括能夠蝕刻由光刻膠開(kāi)口限定的選定層的等離子體蝕刻 室的使用。當(dāng)射頻(RF)電源應(yīng)用于處理室中一個(gè)或多個(gè)電極時(shí)，配置該處理室來(lái)接收處理氣體(即蝕刻化學(xué)物質(zhì))。對(duì)特定工藝而言，該處理室內(nèi)部壓強(qiáng)也受到控制。應(yīng)用所需RF 電源到電極后，室內(nèi)處理氣體被激活從而產(chǎn)生了等離子體。所生成的等離子體用于晶片等 半導(dǎo)體基底選定層的所需的蝕刻。然而，與晶片的等離子體處理相關(guān)的挑戰(zhàn)之一，包括等離 子體不均勻性(即一定時(shí)間內(nèi)處理性能的變化)導(dǎo)致的工藝漂移。為了控制晶片等半導(dǎo)體基底的蝕刻速率均勻性，特別是為了使晶片中央和邊緣的 蝕刻速率一致，考慮到晶片邊緣的化學(xué)暴露、處理壓力以及RF場(chǎng)強(qiáng)，晶片邊界條件優(yōu)先設(shè) 計(jì)為保證整個(gè)晶片的連續(xù)性。眾所周知，RF偏壓可通過(guò)靜電夾緊電極之下的供電電極施加 到進(jìn)行等離子體處理的晶片上。然而，由于來(lái)自供電電極通過(guò)靜電夾緊電極和晶片到達(dá)等 離子體的RF阻抗路徑和來(lái)自外部供電電極到達(dá)等離子體的RF阻抗路徑不同，晶片邊緣發(fā) 生的不均勻等離子體密度會(huì)導(dǎo)致晶片處理的不均勻。為了盡量減小這種不均勻性，圍繞晶片安裝實(shí)施了熱邊緣環(huán)和RF聯(lián)接環(huán)。通過(guò)提 供與進(jìn)行等離子體處理的晶片的中央和邊緣類(lèi)似的RF阻抗路徑可實(shí)現(xiàn)改善的等離子體均 勻性。通過(guò)選擇RF聯(lián)接環(huán)材料可控制RF阻抗路徑。該疊置的熱邊緣環(huán)是保護(hù)RF聯(lián)接環(huán) 免受等離子體侵蝕的易耗部件。可選擇邊緣環(huán)的材料來(lái)在晶片中央和邊緣提供更均勻的RF阻抗路徑，從而為整 個(gè)晶片提供更均勻的等離子體密度。然而，當(dāng)暴露于RF等離子體等熱源時(shí)，該邊緣環(huán)無(wú)法 充分冷卻，導(dǎo)致其溫度穩(wěn)定上升。緊密連續(xù)處理多個(gè)晶片時(shí)，這種溫度上升可導(dǎo)致晶片邊緣 蝕刻速率的工藝漂移(即工藝不均勻性)。等離子體處理過(guò)程中，不能控制熱邊緣環(huán)和RF 聯(lián)接環(huán)的溫度會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，導(dǎo)致末端晶片邊緣(例如，直徑300毫米的硅晶片的外部 5-7毫米)的蝕刻率下降、聚合物沉積或“第一晶片效應(yīng)”。第一晶片效應(yīng)是指第一處理晶片的加熱間接導(dǎo)致的后續(xù)晶片的二級(jí)加熱。具體來(lái) 說(shuō)，該第一晶片的處理完成后，受熱處理晶片和處理室側(cè)壁對(duì)上部電極輻射熱量。然后，該 上部電極為在該室內(nèi)處理的后續(xù)晶片間接提供二級(jí)加熱機(jī)制。由于在高縱橫比接觸孔的蝕 刻過(guò)程中晶片溫度變化可影響臨界尺寸(CD)，結(jié)果，該系統(tǒng)處理的第一晶片可表現(xiàn)出比該 系統(tǒng)處理的后續(xù)晶片更大的所需CD變化。因?yàn)槭覂?nèi)溫度的穩(wěn)定性，后續(xù)處理晶片可具有與 第一處理晶片不同和/或較小的CD變化。因此，由于多個(gè)晶片處理過(guò)程中的邊緣環(huán)溫度的 穩(wěn)定上升可導(dǎo)致工藝漂移，就需要能夠在處理下個(gè)晶片之前改善邊緣環(huán)冷卻或溫度控制并 從而降低蝕刻速率漂移的熱邊緣環(huán)組合件。圖IA示出用于處理硅晶片等半導(dǎo)體基底的等離子體處理儀器的淋浴頭狀電極組 合件10的示例性實(shí)施方式。該淋浴頭狀電極組合件10包括含有頂電極12的淋浴頭狀電 極、固定于頂電極12的支撐元件14以及熱控板16。包括底電極和靜電夾緊電極(例如，靜 電卡盤(pán))的基底支撐件18(圖1中僅顯示了其一部分)位于等離子體處理儀器的真空處理 室中頂電極12之下。受等離子體處理的基底20靜電地夾至基底支撐件18的基底支撐面 22上。在所示實(shí)施方式中，淋浴頭狀電極的頂電極12包括內(nèi)電極元件24，以及可選的外 電極元件沈。該內(nèi)電極元件M優(yōu)先為圓柱板(例如，硅組成的板)。如果該板由硅制成， 該內(nèi)電極對(duì)的直徑可小于、等于或大于待處理的晶片，例如，達(dá)12英寸(300毫米)或更大。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，淋浴頭狀電極組合件10足夠大來(lái)處理大型基底，例如直徑為300毫 米或更大的半導(dǎo)體晶片。然而，該淋浴頭狀電極組合件可按一定尺寸制作來(lái)處理其他晶片尺寸或具有非圓形結(jié)構(gòu)的基底。在所示實(shí)施方式中，該內(nèi)電極元件M寬于基底20。為了處理300毫米的晶片，提 供外電極元件26以擴(kuò)大頂電極12的直徑，從約15英寸到約17英寸。該外電極元件沈可 為連續(xù)元件(例如，連續(xù)多晶硅環(huán))，或分段元件(例如，包括排列在環(huán)形結(jié)構(gòu)中的2-6獨(dú)立 分段，如硅組成的分段)。在包括多段外電極26的頂電極12的實(shí)施方式中，優(yōu)選該分段具 有邊緣以相互重疊來(lái)保護(hù)底部粘合材料免暴露于等離子體。該內(nèi)電極元件M優(yōu)選包括延伸通過(guò)多氣體通道30并與之相對(duì)應(yīng)的多氣體通道 28,該多氣體通道30在支撐元件14中形成，用于注射處理氣體到頂電極12和基底支撐件 18之間的空間。支撐元件14包括分送處理氣體到分別在內(nèi)電極元件M和支撐元件14中 的氣體通道28和30的多個(gè)箱體32。內(nèi)電極元件M和外電極元件沈優(yōu)選硅作為等離子體暴露面的材料。高純度單晶 硅降低了等離子體處理過(guò)程中基底的污染并且在等離子體處理時(shí)平滑損耗，從而盡量減少 了顆粒。例如，可用于頂電極12的等離子體暴露面的供選材料包括SiC或AIN。在所示實(shí)施方式中，支撐元件包括支撐板34和圍繞支撐板34的外周延伸的支撐 環(huán)36。在該實(shí)施方式中，內(nèi)電極元件M與支撐板34 —起延伸，外電極元件沈與環(huán)繞的支 撐環(huán)36 —起延伸。然而，支撐板34可在內(nèi)電極元件M之下延伸使得單一支撐板可以用于 支撐內(nèi)電極元件M和外電極元件26。優(yōu)選通過(guò)粘合材料和/或機(jī)械緊固件固定內(nèi)電極元 件M和外電極元件沈到支撐元件14。該支撐板30和支撐環(huán)36優(yōu)選由與用于等離子體處理室內(nèi)處理半導(dǎo)體基底的處理 氣體化學(xué)兼容的材料制成，并且能夠?qū)?、?dǎo)電。可用于制造支撐元件14的示例性適合材 料包括鋁、鋁合金、石墨以及SiC。該頂電極12可通過(guò)適合導(dǎo)熱、導(dǎo)電的彈性粘合材料固定于支撐板34和支撐環(huán)36， 該粘合材料可容納熱應(yīng)力，并在頂電極12、支撐板34和支撐環(huán)36間導(dǎo)熱、導(dǎo)電。例如，在共 有美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，073，577中描述了用于粘合電極組合件表面的彈性體的使用，全文引入本 文作為參考在處理300毫米晶片等大型基底的電容耦合RF等離子體室中，在地電極之外還使 用二次接地。例如，基底支撐件18可包括供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)頻率的RF能量的底電極，處理氣 體通過(guò)作為接地的上電極的淋浴頭狀電極12供應(yīng)到室內(nèi)部。位于基底支撐件18中的底電 極的外表面的二次接地可包括接地部分，該接地部分常在含待處理基底20的平面內(nèi)延伸 但被熱邊緣環(huán)38隔開(kāi)。熱邊緣環(huán)18可為導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料，在等離子體產(chǎn)生過(guò)程中受熱。圖IB是圖IA中的圍繞熱邊緣環(huán)38的A區(qū)域的放大圖。為控制基底20上的蝕刻 速率均勻性和使基底中央和基底邊緣蝕刻速率一致，考慮到基底邊緣的化學(xué)暴露、處理壓 力以及RF場(chǎng)強(qiáng)，基底邊界條件優(yōu)先設(shè)計(jì)為保證整個(gè)基底的連續(xù)性。為了盡量減小基底污 染，該熱邊緣環(huán)38由與基底自身兼容的材料制成。在實(shí)施例中，熱邊緣環(huán)材料可包括硅、石 墨、碳化硅或類(lèi)似材料。在另一實(shí)施例中，熱邊緣環(huán)材料可包括石英。熱邊緣環(huán)38疊置于RF聯(lián)接環(huán)40之上，該聯(lián)接環(huán)40位于基底支撐件18外周上環(huán) 繞基底支撐面22的環(huán)形支撐面42上。基底支撐件適用于支撐基底20，使得該基底的外邊 緣懸于熱邊緣環(huán)38之上?；字渭?8可通過(guò)在位于基底支撐件內(nèi)部的冷卻通道中循 環(huán)的冷凍液有效冷卻(圖IA未示出)。選擇RF聯(lián)接環(huán)的材料來(lái)使基底20邊緣的RF場(chǎng)強(qiáng)逐漸變?nèi)跻蕴岣呶g刻速率均勻性。例如，RF聯(lián)接環(huán)40由有陶瓷(例如，石英、氧化鋁、氮化 鋁)或?qū)щ姴牧?例如，鋁、硅、碳化硅)制成。環(huán)繞熱邊緣環(huán)38的熱邊緣環(huán)蓋44由電介 質(zhì)材料組成。熱邊緣環(huán)蓋44疊置于聚焦環(huán)46之上，限制等離子體在基底20上的區(qū)域中， 可由石英組成。熱邊緣環(huán)蓋44疊置于聚焦環(huán)46之上，限制等離子體在基底20上的區(qū)域中，可由 石英組成。接地環(huán)蓋48進(jìn)一步環(huán)繞熱邊緣環(huán)蓋44。熱邊緣環(huán)蓋44保護(hù)接地延伸部免受等 離子體侵襲。例如，熱邊緣環(huán)蓋44和接地環(huán)蓋48可由石英或氧化釔組成。接地延伸部49 可由鋁組成。在基底20的等離子體處理過(guò)程中，熱邊緣環(huán)38、RF聯(lián)接環(huán)40以及基底支撐件18 暴露于真空環(huán)境(即小于50毫托)。結(jié)果，真空形成于熱邊緣環(huán)38和RF聯(lián)接環(huán)40間的界 面B和RF聯(lián)接環(huán)40和基底支撐件18間的界面C處。隨著該熱邊緣環(huán)38暴露于RF電源 過(guò)程中其溫度上升，因?yàn)閷?duì)應(yīng)界面存在真空，通過(guò)熱傳導(dǎo)從熱邊緣環(huán)38到RF聯(lián)接環(huán)40和 基底支撐件18的熱傳遞極小。因此，有必要控制在基底20等離子體處理過(guò)程中熱邊緣環(huán) 38的溫度。圖2A示出溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件200的一項(xiàng)實(shí)施方式。基底支撐件218包括在基 底支撐件218外周上環(huán)繞基底支撐面222的環(huán)狀支撐面M2。RF聯(lián)接環(huán)240疊置于環(huán)形支 撐面242之上，在環(huán)形支撐面242和RF聯(lián)接環(huán)240之間具有下層導(dǎo)熱介質(zhì)250。熱邊緣環(huán) 238疊置于RF聯(lián)接環(huán)240之上，在熱邊緣環(huán)238和RF聯(lián)接環(huán)240之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì) 260?；字渭?18適用于支撐基底220，使得基底220的外邊緣懸于熱邊緣環(huán)238之上。在一項(xiàng)實(shí)施方式中，下層導(dǎo)熱介質(zhì)250包括下墊片252，上層導(dǎo)熱介質(zhì)260包括上 墊片沈2。下墊片252和上墊片262是可導(dǎo)熱、導(dǎo)電的墊片。在優(yōu)選實(shí)施方式中，下墊片 252和上墊片262是由金屬或聚合材料的層合片；有機(jī)硅片(例如，λ GELR C0H-4000,由 日本東京GELTECH獲得)；鋁(或鋁合金)和填充硅橡膠(例如，QPAD II，由明尼蘇達(dá)州 Chanhassen伯奎斯特公司(The Bergquist Company)生產(chǎn))的層合片；或者聚酰亞胺材料 (例如，KAPTON 聚酰亞胺薄膜，由杜邦生產(chǎn))組成。下墊片252和上墊片沈2的其他示例性材料可包括填充氮化硼的硅(例如， CHO-THERM I67I，由 CH0MERICS 生產(chǎn))、石墨材料(例如，eGRAF 7O5,由 GRAFTECH 生產(chǎn))、 銦箔或相變材料(PCM)(例如，T-pcm HP105,由THERMAG0N生產(chǎn))等熱填充材料。圖2B示出溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件200的一項(xiàng)實(shí)施方式，其中熱邊緣環(huán)238被機(jī)械地 夾至RF聯(lián)接環(huán)MO ；RF聯(lián)接環(huán)240被機(jī)械地夾至環(huán)形支撐面242。通過(guò)下層螺栓270 (例如， 2-12個(gè)圓周隔開(kāi)螺栓)，RF聯(lián)接環(huán)240可被栓至環(huán)形支撐面M2。通過(guò)包括徑向延伸凸緣 272A的夾緊環(huán)272，熱邊緣環(huán)238被機(jī)械地夾至RF聯(lián)接環(huán)MO。熱邊緣環(huán)238包括外周凹緣 238A。配置徑向延伸凸緣272A來(lái)與外周凹緣緊密吻合從而將熱邊緣環(huán)238固定于RF聯(lián)接 環(huán)272。通過(guò)上層螺栓2740(例如，2-12個(gè)圓周隔開(kāi)螺栓)，夾緊環(huán)272被栓至RF聯(lián)接環(huán)。 為防止夾緊時(shí)對(duì)夾緊圈272和熱邊緣環(huán)238造成損壞，在夾緊環(huán)272和熱邊緣環(huán)238之間可 放置聚酰亞胺環(huán)276 (例如，KAPTON 聚酰亞胺薄膜)。扭矩為約lft. -Ib.至約10ft. -Ib. 時(shí)，熱邊緣環(huán)238可被夾至RF聯(lián)接環(huán)M0。同樣扭矩為約lft. -Ib.至約10ft. -Ib.時(shí)，RF 聯(lián)接環(huán)240可被夾至環(huán)形支撐面M2。圖3A示出溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件300的另一實(shí)施方式，其中加壓傳熱氣體用于上層導(dǎo)熱介質(zhì)360?；字渭?18包括在基底支撐件318外周上環(huán)繞基底支撐面322的環(huán)狀 支撐面342。RF聯(lián)接環(huán)340疊置于環(huán)形支撐面342之上，下墊片352作為下層導(dǎo)熱介質(zhì)350 位于在環(huán)形支撐面342和RF聯(lián)接環(huán)340之間。熱邊緣環(huán)338疊置于RF聯(lián)接環(huán)340之上， 在熱邊緣環(huán)338和RF聯(lián)接環(huán)340之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì)360。上層導(dǎo)熱介質(zhì)360包括同心排列的上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外0_環(huán)36!3B。熱邊 緣環(huán)338、RF聯(lián)接環(huán)340、上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外0-環(huán)36!3B限定了上層容積366。上 層容積366適用于容納包括氦氣、氖氣、氬氣或氮?dú)獾募訅簜鳠釟怏w的容積。在一項(xiàng)實(shí)施方 式中，上層容積366中氦氣的靜壓可高達(dá)30托。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，0-環(huán)由耐熱氟橡膠 (例如，VIT0N 氟橡膠，由杜邦生產(chǎn))組成。如圖;3B所示，上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外O-環(huán)36!3B可安裝于熱邊緣環(huán)338和RF 聯(lián)接環(huán)340形成的凹槽365中。在另一實(shí)施方式中，如圖3C所示，上層內(nèi)0-環(huán)363A、上層 外0-環(huán)36 、凹槽365以及環(huán)形通道364同心排列，使得上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外0-環(huán) 363B環(huán)繞環(huán)形通道364。環(huán)形通道364使熱邊緣環(huán)338的傳熱氣體暴露面338A和RF聯(lián)接 環(huán)340的傳熱氣體暴露面340A的接觸面最小化，通過(guò)調(diào)整上層容積366中傳熱氣體的壓強(qiáng) (例如，升至30托)以提供更精確的導(dǎo)熱率控制。在一項(xiàng)實(shí)施方式中，環(huán)形通道364的高度 可為約1密耳到約5密耳。盡管圖3A實(shí)施方式示出下層導(dǎo)熱介質(zhì)350為下墊片352 ；以及上層導(dǎo)熱介質(zhì)360 為熱邊緣環(huán)338、RF聯(lián)接環(huán)340、上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外0-環(huán)36 限定的上層容積 366，應(yīng)理解，下層導(dǎo)熱介質(zhì)350還可為加壓傳熱氣體的下層容積(例如，由下層內(nèi)0-環(huán)、下 層外0-環(huán)、環(huán)形支撐面342和RF聯(lián)接環(huán)340限定)。同樣，上層導(dǎo)熱介質(zhì)360可為上墊片。圖3A還示出控制器380、溫度傳感器382、傳熱氣體源384以及真空泵386。溫度 傳感器382適用于測(cè)量等離子體處理過(guò)程中熱邊緣環(huán)338的溫度，并向控制器380提供輸 入信號(hào)。傳熱氣體源384和真空泵386與上層容積366流體連通。氣體源384可用于響應(yīng) 控制器380來(lái)增加上層容積366中的靜壓。同樣，真空泵可用于響應(yīng)控制器380來(lái)抽空容 積 366。通過(guò)溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件300在等離子體處理室中等離子體處理基底320過(guò)程 中，基底320由基底支撐面322支撐。將處理氣體引入處理室，處理氣體被激發(fā)成等離子體 狀態(tài)。測(cè)量熱邊緣環(huán)338的溫度。如果熱邊緣環(huán)338的溫度低于目標(biāo)溫度，降低上層容積 366中傳熱氣體的壓強(qiáng)。上層容積366中傳熱氣體壓強(qiáng)的這種降低限制了從熱邊緣環(huán)338 到RF聯(lián)接環(huán)340 (即熱阻氣門(mén))的熱傳遞，使得暴露于RF等離子體的熱邊緣環(huán)338溫度上 升。如果熱邊緣環(huán)338的溫度高于目標(biāo)溫度，升高上層容積366中傳熱氣體的壓強(qiáng)。上層 容積366中傳熱氣體壓強(qiáng)的這種升高促進(jìn)從熱邊緣環(huán)338到RF聯(lián)接環(huán)340的熱傳遞到溫 控基底支撐件318。基底320的等離子體加工過(guò)程中，可持續(xù)監(jiān)測(cè)熱邊緣環(huán)338的溫度，相 應(yīng)調(diào)整上層容積366中傳熱氣體壓強(qiáng)以維持熱邊緣環(huán)338處于理想的目標(biāo)溫度?；?20 的等離子體處理可包括半導(dǎo)體材料、金屬或半導(dǎo)體材料的等離子體蝕刻或；導(dǎo)電或電介質(zhì) 材料的沉積。圖4A示出包括RF聯(lián)接環(huán)440內(nèi)嵌有加熱元件490的工作溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件 400?；字渭?18包括在基底支撐件418外周上環(huán)繞基底支撐面422的環(huán)狀支撐面442。 RF聯(lián)接環(huán)440疊置于環(huán)形支撐面442之上，在環(huán)形支撐面442和RF聯(lián)接環(huán)440之間具有下層導(dǎo)熱介質(zhì)450。熱邊緣環(huán)438疊置于RF聯(lián)接環(huán)440之上，在熱邊緣環(huán)438和RF聯(lián)接環(huán) 240之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì)460。下層導(dǎo)熱介質(zhì)450包括同心排列的下層內(nèi)0-環(huán)463C和下層外0_環(huán)463D。環(huán)形 支撐面442、RF聯(lián)接環(huán)440、下層內(nèi)0-環(huán)463C和下層外0-環(huán)463D限定了下層容積468。 下層容積468適用于容納包括氦氣、氖氣、氬氣或氮?dú)獾募訅簜鳠釟怏w的容積。如圖4B所示，下層內(nèi)0-環(huán)463C和下層外O-環(huán)463D可安裝于RF聯(lián)接環(huán)440形 成的凹槽465中。在另一實(shí)施方式中，如圖4C所示，下層內(nèi)0-環(huán)463C、下層外0-環(huán)463D、 凹槽465以及環(huán)形通道464同心排列，使得下層內(nèi)0-環(huán)463C和下層外0-環(huán)463D環(huán)繞環(huán) 形通道464。環(huán)形通道464使環(huán)形支撐面442的傳熱氣體暴露面442A和RF聯(lián)接環(huán)440的 傳熱氣體暴露面440A的接觸面最小化，通過(guò)調(diào)整下層容積468中傳熱氣體的壓強(qiáng)(例如， 升至30托)以提供更精確的導(dǎo)熱率控制。在一項(xiàng)實(shí)施方式中，環(huán)形通道464的高度可為約 1密耳到約5密耳。圖4A還示出控制器480、溫度傳感器482、傳熱氣體源484、真空泵486以及供電電 源488。溫度傳感器482適用于測(cè)量等離子體處理過(guò)程中熱邊緣環(huán)438的溫度，并向控制器 480提供輸入信號(hào)。傳熱氣體源484和真空泵486與上層容積466流體連通。，氣體源484 可用于響應(yīng)控制器480來(lái)增加上層容積466中的靜壓。同樣，真空泵可用于響應(yīng)控制器480 來(lái)抽空容積466。供電電源488與加熱元件490相連，并響應(yīng)控制器480為加熱元件490供 H1^ ο通過(guò)工作溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件400在等離子體處理室中等離子體處理基底420過(guò) 程中，基底420由基底支撐面422支撐。將處理氣體引入處理室，處理氣體被激發(fā)成等離子 體狀態(tài)。測(cè)量熱邊緣環(huán)438的溫度。如果熱邊緣環(huán)438的溫度低于目標(biāo)溫度，通過(guò)由供電電源488向加熱元件490供 電來(lái)加熱RF聯(lián)接環(huán)440。在一項(xiàng)實(shí)施方式中，該目標(biāo)溫度為約40°C到約200°C。RF聯(lián)接環(huán) 440和熱邊緣環(huán)438之間的上墊片462促進(jìn)從RF聯(lián)接環(huán)440到熱邊緣環(huán)438的熱傳遞。供 電電源488向加熱元件490供電時(shí)，下層容積468中傳熱氣體的壓強(qiáng)降低。下層容積468中 傳熱氣體壓強(qiáng)的這種降低限制了從加熱元件490到溫控基底支撐件418(即熱阻風(fēng)門(mén))的 熱傳遞。如果熱邊緣環(huán)438的溫度高于目標(biāo)溫度，供電電源488終止供電(如果加熱元件 490處于工作狀態(tài))，下層容積468中傳熱氣體的壓強(qiáng)升高。下層容積468中傳熱氣體壓強(qiáng) 的這種升高促進(jìn)從熱邊緣環(huán)438到RF聯(lián)接環(huán)440的熱傳遞到溫控基底支撐件418?；?20的等離子體加工過(guò)程中，可持續(xù)監(jiān)測(cè)熱邊緣環(huán)438的溫度，相應(yīng)調(diào)整下層 容積468中傳熱氣體壓強(qiáng)和加熱元件490的電源，維持熱邊緣環(huán)338處于理想的目標(biāo)溫度。實(shí)施例1進(jìn)行一系列測(cè)試來(lái)確定圖2A實(shí)施方式中等離子體處理過(guò)程中下層導(dǎo)熱介質(zhì)250 和上層導(dǎo)熱介質(zhì)260在熱邊緣環(huán)238散熱中的效果。測(cè)試在朗姆研究公司(Lam Research Corporation，位于加利福尼亞，弗里蒙特) 生產(chǎn)的EXELAN FLEX 蝕刻系統(tǒng)中進(jìn)行。每次測(cè)試中，等離子體處理四片300毫米硅片約1 分鐘。向蝕刻室內(nèi)引入壓強(qiáng)為45毫托的25SCCM 02/35 SCCM C4F8/500SCCM Ar的氣體混合 物。應(yīng)用雙頻電源于底電極，頻率為2兆赫的1000瓦和頻率為27兆赫的1000瓦(總共2千瓦)。在等離子體處理過(guò)程中通過(guò)光纖溫度傳感器探針測(cè)量熱邊緣環(huán)238的溫度。以約 21b至約61b的扭矩將熱邊緣環(huán)238和RF聯(lián)接環(huán)240機(jī)械地夾緊。下層導(dǎo)熱介質(zhì)250和上 層導(dǎo)熱介質(zhì)260的材料包括AGELR C0H-4000墊片、QPAD II墊片以及KAPTON 墊片。圖5示出總功率2千瓦時(shí)四個(gè)等離子體處理循環(huán)的熱邊緣環(huán)的溫度-時(shí)間曲線。 圖5中測(cè)量了八種導(dǎo)熱介質(zhì)(A)扭矩為21b的Q-PAD 下墊片；ΚΑΡΤ0Ν 上墊片；(B)扭矩 為41b的Q-PAD 下墊片；ΚΑΡΤ0Ν 上墊片；(C)扭矩為61b的Q-PAD 下墊片；ΚΑΡΤ0Ν 上 墊片；(D)扭矩為21b的Q-PAD 下墊片和上墊片；(E)扭矩為41b的Q-PAD 下墊片和上墊 片；(F)扭矩為61b的Q-PAD 下墊片和上墊片；(G) λ GELR 上墊片；無(wú)下層導(dǎo)熱介質(zhì)；以及 (H)無(wú)上下層導(dǎo)熱介質(zhì)。對(duì)于圖5中的每條溫度曲線(A)-(H)，每個(gè)局部溫度最小值代表下一個(gè)等離子體 處理循環(huán)的開(kāi)始。如溫度曲線(H)所示(無(wú)上下層導(dǎo)熱介質(zhì))，每個(gè)局部最小值的溫度(如 圖5中箭頭所示)隨著每個(gè)重復(fù)等離子體處理循環(huán)逐步增加。然而，對(duì)于溫度曲線(A)-(G)， 每個(gè)局部溫度最小值以較慢速率增加或保持不變。圖5示出下層導(dǎo)熱介質(zhì)250和上層導(dǎo)熱 介質(zhì)260對(duì)熱邊緣環(huán)238散熱和降低第一晶片效應(yīng)的效果更佳。較高RF功率(例如，3千 瓦和4. 5千瓦)下的測(cè)試顯示出相似趨勢(shì)。實(shí)施例2進(jìn)行一系列測(cè)試來(lái)確定圖:3B實(shí)施方式中等離子體處理過(guò)程中上層容積366中加 壓氦起在熱邊緣環(huán)238散熱中的效果。測(cè)試在朗姆研究公司(位于加利福尼亞，弗里蒙特)生產(chǎn)的EXELAN FLEX 蝕刻 系統(tǒng)中進(jìn)行。每次測(cè)試中，等離子體處理四片300毫米硅片約1分鐘。接著等離子體處理 第五片硅片約6分鐘。向蝕刻室內(nèi)引入壓強(qiáng)為45毫托的25SCCM 02/35 SCCMC4F8/500SCCM Ar的氣體混合物。應(yīng)用雙頻電源于底電極，其中總RF功率變化從約1千瓦到約4. 5千瓦； 氦氣總壓強(qiáng)從約0托變化到約30托。通過(guò)光纖溫度傳感器探針測(cè)量熱邊緣環(huán)338的溫度。 分別以約41b和約IOlb的扭矩將熱邊緣環(huán)338和RF聯(lián)接環(huán)340機(jī)械地夾緊。下層導(dǎo)熱介 質(zhì)350材料為QPAD II墊片。圖6A示出熱邊緣環(huán)338的溫度-總RF曲線㈧氦氣靜壓約為0托；以及⑶氦 氣靜壓約為30托。等離子體處理第五片硅片約6分鐘后，測(cè)量熱邊緣環(huán)338的溫度。如圖 6A所示，RF功率為4. 5千瓦時(shí)，30托的加壓氦氣可將熱邊緣環(huán)338的溫度降低20°C。圖6B示出了隨著氦氣靜壓以5托的增量從0托增至30托時(shí)，熱邊緣環(huán)338的溫度 響應(yīng)。應(yīng)用4. 5千瓦的RF功率時(shí)，最初上層容積366中氦氣靜壓約為0托。熱邊緣環(huán)338 的溫度超過(guò)93°C后，氦氣靜壓升至5托作用1分鐘，導(dǎo)致熱邊緣環(huán)溫度降至約85°C。當(dāng)該 靜壓升至10托作用1分鐘后，溫度降至約85°C。當(dāng)該靜壓升至15托作用1分鐘后，溫度降 至約79°C。當(dāng)該靜壓升至20托作用1分鐘后，溫度降至約73°C。當(dāng)該靜壓升至25托作用 1分鐘后，溫度降至約72°C。當(dāng)該靜壓升至30托作用1分鐘后，溫度降至約70°C。圖6B示出熱邊緣環(huán)338的溫度可在1分鐘時(shí)間范圍內(nèi)調(diào)整。此外，大幅降溫可在 低靜壓(例如，0托、5托或10托)實(shí)現(xiàn)。另外，圖;3B實(shí)施方式通過(guò)將氦氣靜壓從約0托變 化到約30托變化提供了在RF總功率為4. 5千瓦時(shí)調(diào)整熱邊緣環(huán)的溫度達(dá)到約20°C至25°C 的能力。實(shí)施例3
進(jìn)行一系列測(cè)試來(lái)確定圖3C實(shí)施方式中等離子體處理過(guò)程中環(huán)形通道364中作 為上層導(dǎo)熱介質(zhì)360的加壓氦氣在熱邊緣環(huán)238散熱中的效果。該系列測(cè)試的試驗(yàn)條件與 以上針對(duì)實(shí)施例2所述一樣。環(huán)形通道364的高度為約為2密耳。圖7A示出熱邊緣環(huán)338的溫度-總RF功率曲線㈧氦氣靜壓約為0托；以及⑶ 氦氣靜壓約為30托。等離子體處理第五片硅片約6分鐘后，測(cè)量熱邊緣環(huán)338的溫度。圖 7A還包括圖6A實(shí)施方式的溫度曲線。如圖7A所示，RF功率為4. 5千瓦時(shí)，環(huán)形通道364 有效減少熱邊緣環(huán)338所散的熱，從而與圖:3B實(shí)施方式相比，升高熱邊緣環(huán)338的溫度。如圖7A和7B所示，圖3C實(shí)施方式通過(guò)將氦氣靜壓從約0托變化到約30托提供 了在總RF功率為4. 5千瓦時(shí)調(diào)整熱邊緣環(huán)338的溫度達(dá)到約20°C至25°C的能力。另外， 與圖3B實(shí)施方式相比，總RF功率為約4. 5千瓦時(shí)熱邊緣環(huán)338的溫度增加了約20°C達(dá)到 約50°C。對(duì)于某些蝕刻應(yīng)用，如果熱邊緣環(huán)338的溫度低于約70°C至約90°C，熱邊緣環(huán)338 上可能形成不希望的聚合物沉積。實(shí)施例4進(jìn)行一系列測(cè)試來(lái)說(shuō)明等離子體處理過(guò)程中上層內(nèi)0-環(huán)363A和上層外0_環(huán) 363B在熱邊緣環(huán)238散熱中的效率。總RF功率3千瓦時(shí)，向蝕刻室內(nèi)引入壓強(qiáng)為45毫托 的25SCCM 02/35SCCM C4F8/500SCCM Ar的氣體混合物。在等離子體處理300毫米硅片過(guò)程 中測(cè)量熱邊緣環(huán)338的溫度。維持容積365中氦靜壓處于0托。內(nèi)0-環(huán)363A和外0-環(huán) 363B由VITON 氟橡膠組成。圖8示出在RF總功率為3千瓦下等離子體處理過(guò)程中熱邊緣環(huán)的溫度-時(shí)間曲 線。圖8中測(cè)量了兩種條件(A)約0托靜壓下具內(nèi)0-環(huán)363A和外0-環(huán)36 ；以及(B)O 托靜壓無(wú)環(huán)。如圖8所示，在RF總功率為3千瓦下的等離子體處理約3分鐘后，VIT0N 氟 橡膠0-環(huán)的作用為降低熱邊緣環(huán)溫度約25°C。實(shí)施例5進(jìn)行一系列測(cè)試來(lái)確定圖2A實(shí)施方式中等離子體處理過(guò)程中下層導(dǎo)熱介質(zhì)250 和上層導(dǎo)熱介質(zhì)260在300毫米硅片直徑獲得均勻蝕刻速率中的效果。測(cè)試在朗姆研究公司(位于加利福尼亞，弗里蒙特)生產(chǎn)的EXELAN FLEX 蝕刻 系統(tǒng)中進(jìn)行。每次測(cè)試中，300毫米硅片被有機(jī)光刻膠層毯式涂覆。向蝕刻室內(nèi)引入壓強(qiáng) 為45毫托的25SCCM 02/35 SCCM C4F8/500 SCCM Ar的氣體混合物。應(yīng)用雙頻電源于底電 極，其中總RF功率變化從1千瓦到3千瓦。以約21b至約51b扭矩將熱邊緣環(huán)238和RF 聯(lián)接環(huán)240機(jī)械地夾緊。下層導(dǎo)熱介質(zhì)250和上層導(dǎo)熱介質(zhì)沈0的材料包括SIL-PAD 墊 片、Q-PAD II墊片以及ΚΑΡΤ0Ν 襯墊。完成光刻膠毯層的蝕刻后，測(cè)量晶片直徑范圍內(nèi)的 蝕刻速率(納米/分鐘)。圖9A-9C示出總RF功率分別為約1千瓦、約2千瓦和約3千瓦時(shí)的光刻膠蝕刻 率-徑向位置曲線。圖9A-9C中，測(cè)試了五種導(dǎo)熱介質(zhì)(A)扭矩為21b的Q-PAD 下墊片 和上墊片；(B)扭矩為51b的Q-PAD 下墊片和上墊片；(C)扭矩為51b的兩個(gè)SIL-PAD 下 墊片；ΚΑΡΤ0Ν 上墊片；(D)無(wú)下層導(dǎo)熱介質(zhì)；兩個(gè)ΚΑΡΤ0Ν 上墊片；以及(E)無(wú)上下層導(dǎo)熱 介質(zhì)。如圖9A-9C所示(箭頭所示圈內(nèi))，下層導(dǎo)熱介質(zhì)250和/或上層導(dǎo)熱介質(zhì)260 (曲 線A-D)的出現(xiàn)影響了晶片邊緣(即徑向位置附近士 150毫米處)附近光刻膠的蝕刻速率。圖9A-9C中，確定了總RF功率為2千瓦和3千瓦時(shí)扭矩為21b和51b的Q-PAD 下墊片和 上墊片產(chǎn)生了最均勻的光刻膠蝕刻率。 盡管已經(jīng)參考特定實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，對(duì)于該領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的 是可進(jìn)行各種變化和更改，可采用等同物而不背離所附權(quán)利要求要求范圍。
權(quán)利要求
1.適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件，該環(huán) 組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件， 疊置于該環(huán)形支撐面之上的射頻(RF)聯(lián)接環(huán)； 該環(huán)形支撐面和該RF聯(lián)接環(huán)之間的下墊片，該下墊片可導(dǎo)熱、導(dǎo)電； 疊置于該RF聯(lián)接環(huán)之上的熱邊緣環(huán)，其中該基底支撐件適用于支撐基底使得該基底 的外邊緣懸于該熱邊緣環(huán)之上；以及該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間的上層導(dǎo)熱介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該熱傳導(dǎo)介質(zhì)包括內(nèi)0-環(huán)和外0-環(huán)，該內(nèi)0-環(huán)和該外0-環(huán)同心排列，其中該外0-環(huán)、內(nèi)0-環(huán)、該熱邊 緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)限定了容積，該容積適用于容納加壓傳熱氣體，其中該加壓傳熱氣體包 括氦氣、氖氣、氬氣或氮?dú)狻?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合件，其中該內(nèi)0-環(huán)和外0-環(huán)環(huán)繞RF聯(lián)接環(huán)中形成的環(huán) 形通道，該內(nèi)0-環(huán)、該外0-環(huán)和該環(huán)形通道同心排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合件，進(jìn)一步包括 控制器；適用于測(cè)量等離子體處理過(guò)程中該熱邊緣環(huán)的溫度并向該控制器提供輸入信號(hào)的溫 度傳感器；與該容積相連的傳熱氣體源和真空泵，該氣體源可用于響應(yīng)該控制器來(lái)增加該容積中 的氣體靜壓以及該真空泵可用于響應(yīng)該控制器來(lái)抽空該容積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該導(dǎo)熱介質(zhì)為上墊片，該上墊片可導(dǎo)熱、導(dǎo)電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該上墊片和下墊片由如下組成 有機(jī)硅片；金屬或聚合材料的層合片； (a)鋁或鋁合金與(b)填充硅橡膠的層合片； (a)聚酰亞胺材料與(b)填充硅橡膠的層合片； 氟橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該基底支撐件通過(guò)冷凍液可有效冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該RF聯(lián)接環(huán)被機(jī)械地夾至該環(huán)狀支撐面；以及 該熱邊緣環(huán)被機(jī)械地夾至該RF聯(lián)接環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合件，其中該RF聯(lián)接環(huán)被栓至環(huán)形支撐面；以及進(jìn)一步包 括具有徑向延伸凸緣的夾緊環(huán)和具有外周凹緣的熱邊緣環(huán)，該外周凹緣配置來(lái)與該凸緣緊 密吻合并將該熱邊緣環(huán)緊扣該RF聯(lián)接環(huán)，該夾緊環(huán)被栓至該RF聯(lián)接環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，進(jìn)一步包括在該夾緊環(huán)和該熱邊緣環(huán)之間的聚酰 亞胺環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中該RF聯(lián)接環(huán)由氧化鋁、硅、碳化硅或氮化鋁組 成；該熱邊緣環(huán)由硅、碳化硅或石英組成；該夾緊環(huán)由陶瓷材料組成。
12.—種在等離子體處理室中等離子體處理基底過(guò)程中控制權(quán)利要求4所述的熱邊緣 環(huán)組合件的溫度的方法，所述方法包括將基底支撐于基底支撐件上； 將處理氣體引入該等離子體處理室； 將該處理氣體激發(fā)成等離子體狀態(tài)； 測(cè)量該熱邊緣環(huán)的溫度；如果該熱邊緣環(huán)的溫度低于目標(biāo)溫度，則降低傳熱氣體對(duì)該容積的壓強(qiáng)；如果該熱邊 緣環(huán)的溫度高于該目標(biāo)溫度，升高該傳熱氣體對(duì)該容積的壓強(qiáng)；以及 通過(guò)等離子體處理該基底。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中通過(guò)該等離子體處理該基底包括(a)等離子體 蝕刻半導(dǎo)體材料、金屬或電介質(zhì)材料層；或(b)導(dǎo)電或電介質(zhì)材料的沉積。
14.包括權(quán)利要求1所述的組合件的等離子體處理儀器，其中該等離子體反應(yīng)室為適 用于蝕刻半導(dǎo)體、金屬或電介質(zhì)材料的等離子體蝕刻器；或者適用于沉積導(dǎo)電或電介質(zhì)材 料的沉積室。
15.適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件，該 組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件；環(huán)形支撐面上的射頻(RF)聯(lián)接環(huán)，其中該RF聯(lián)接環(huán)被機(jī)械地夾至該環(huán)形支撐面； 該環(huán)形支撐面和該RF聯(lián)接環(huán)之間的隔熱介質(zhì)‘疊置于該RF聯(lián)接環(huán)之上的熱邊緣環(huán)，其中該熱邊緣環(huán)被機(jī)械地夾至該RF聯(lián)接環(huán)；以及 該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間的導(dǎo)熱介質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合件，其中該隔熱介質(zhì)包括第一內(nèi)0-環(huán)和第一外0-環(huán)，該第一內(nèi)0-環(huán)和該第一外0-環(huán)同心排列，其中該第一內(nèi) 0-環(huán)、第一外0-環(huán)、該RF聯(lián)接環(huán)以及該環(huán)形支撐面限定第一容積，該第一容積適用于容納 減壓氣體；或者 下墊片。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合件，其中該導(dǎo)熱介質(zhì)包括第二內(nèi)0-環(huán)和第二外0-環(huán)，該第二內(nèi)0-環(huán)和該第二外0-環(huán)同心排列，其中該第二內(nèi) 0-環(huán)、第二外0-環(huán)、該熱邊緣環(huán)以及該RF聯(lián)接環(huán)限定第二容積，該第二容積適用于容納加 壓傳熱氣體；或者上墊片，該上墊片可導(dǎo)熱、導(dǎo)電。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組合件，進(jìn)一步包括 控制器；適用于測(cè)量等離子體處理過(guò)程中該熱邊緣環(huán)的溫度并向該控制器提供輸入信號(hào)的溫 度傳感器；與該第一容積和第二容積相連的傳熱氣體源和真空泵，該氣體源可用于響應(yīng)該控制器 來(lái)增加第一容積和第二容積中的氣體靜壓以及該真空泵可用于響應(yīng)該控制器來(lái)抽空該第 一容積和該第二容積；嵌入RF聯(lián)接環(huán)中的加熱元件；以及適用于響應(yīng)所述控制器來(lái)向加熱元件供電的電源。
19.一種在等離子體處理室中等離子體處理基底過(guò)程中控制權(quán)利要求15所述的熱邊緣環(huán)組合件的溫度的方法，所述方法包括 將基底支撐于基底支撐件上； 將處理氣體引入該等離子體處理室； 測(cè)量該熱邊緣環(huán)的溫度；如果該熱邊緣環(huán)的溫度低于目標(biāo)溫度，向加熱元件供電以升高該熱邊緣環(huán)的溫度；如 果該熱邊緣環(huán)的溫度高于高目標(biāo)溫度，則終止向加熱元件供電并升高該容積中傳熱氣體的 壓強(qiáng)；將該處理氣體激發(fā)成等離子體狀態(tài)； 通過(guò)等離子體處理該基底。
20.適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件，所 述組合件包括具有環(huán)繞基底支撐面的環(huán)形支撐面的基底支撐件， 該環(huán)形支撐面之上的射頻(RF)聯(lián)接環(huán)； 該環(huán)形支撐面和該RF聯(lián)接環(huán)之間的下層導(dǎo)熱介質(zhì)，其中 該RF聯(lián)接環(huán)被機(jī)械地夾至該環(huán)狀支撐面；疊置于RF聯(lián)接環(huán)之上的熱邊緣環(huán)，其中該基底支撐件適用于支撐基底使得基底的外 邊緣懸于該熱邊緣環(huán)之上；以及該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間的上層導(dǎo)熱介質(zhì)，其中該熱邊緣環(huán)被機(jī)械地夾至RF聯(lián) 接環(huán)。
全文摘要
提供了適用于環(huán)繞等離子體反應(yīng)室中受到支撐的半導(dǎo)體基底的溫控?zé)徇吘壄h(huán)組合件。具有環(huán)形支撐面的基底支撐件環(huán)繞基底支撐面。射頻(RF)聯(lián)接環(huán)疊置于該環(huán)形支撐面之上。該環(huán)形支撐面和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有下墊片。該下墊片可導(dǎo)熱、導(dǎo)電。熱邊緣環(huán)疊置于該RF聯(lián)接環(huán)之上。該基底支撐件適用于支撐基底使得該基底的外邊緣懸于該熱邊緣環(huán)之上。該熱邊緣環(huán)和該RF聯(lián)接環(huán)之間具有上層導(dǎo)熱介質(zhì)。該熱邊緣環(huán)、該RF聯(lián)接環(huán)以及該環(huán)狀支撐面可被機(jī)械地夾緊?？蓪⒓訜嵩度朐揜F聯(lián)接環(huán)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102150243SQ200980131677
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者拉金德?tīng)枴さ滦恋滤_ 申請(qǐng)人:朗姆研究公司