具有可变像素化加热的静电夹具制造技术

描述了具有可变像素化加热的静电夹具。例如，静电夹具(ESC)包括具有前表面和背表面的陶瓷板，所述前表面用于支撑晶片或基板。基座耦合至陶瓷板的背表面。光承载介质设置在基座中，光承载介质经配置以为ESC提供像素化的基于光的加热能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月6日提交的美国临时专利申请第61/874,525号的权益，此美国临时专利申请的整体内容由此以引用方式并入本文中。背景1)
本专利技术的实施例涉及半导体处理装备领域，并且特别涉及具有可变像素化加热的静电夹具。2)相关技术的描述在等离子体处理腔室(诸如，等离子体蚀刻或等离子体沉积腔室)中，腔室部件的温度通常是在工艺期间要控制的重要参数。例如，可在工艺配方(processrecipe)期间控制基板支持器(一般称作夹具或支座)的温度以将工件加热/冷却至各种经控制的温度(例如，以便控制蚀刻速率)。类似地，也可在工艺配方期间控制喷淋头/上电极、腔室衬垫(liner)、阻板(baffle)、工艺套件或其他部件的温度以影响处理。常规意义上而言，散热器和/或热源耦合至处理腔室以将腔室部件的温度维持在所需的温度。通常，利用热耦合至腔室部件的至少一个热传递流体回路来提供加热和/或冷却动力。热传递流体回路中的长的线长以及与此类长的线长相关联的大的热传递流体容积对于温度控制响应时间是不利的。使用点(point-of-use)系统是用于减小流体回路长度/容积的一种手段。然而，实体空间约束不利地限制了此类使用点系统的功率负载。随着等离子体处理趋于继续增加RF功率等级并且还增加工件直径(现在一般是300mm，而450mm的系统现在正在开发中)，解决快速响应时r>间和高功率负载两者的温度和/或RF控制和分配在等离子体处理领域中是有利的。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括具有可变像素化加热的静电夹具。在实施例中，静电夹具(ESC)包括具有前表面和背表面的陶瓷板，所述前表面用于支撑晶片或基板。基座耦合至陶瓷板的背表面。光承载介质设置在基座中，所述光承载介质经配置以为ESC提供像素化的基于光的加热能力。在另一实施例中，半导体处理系统包括腔室，所述腔室耦合至抽气装置、进气装置、等离子体点燃装置和检测器。计算装置与所述等离子体点燃装置耦合。电压源与样本支持器耦合，所述样本支持器包括静电夹具(ESC)。ESC设置在所述腔室中，并且包括具有前表面和背表面的陶瓷板，所述前表面用于支撑晶片或基板。ESC也包括基座，所述基座耦合至所述陶瓷板的背表面。所述ESC也包括光承载介质，所述光承载介质设置在所述基座中，所述光承载介质经配置以为所述ESC提供像素化的基于光的加热能力(pixelatedlight-basedheatingcapability)。在又一实施例中，一种控制静电夹具(ESC)的温度的方法涉及：通过所述ESC的冷却基座的温度来提供对所述ESC的第一层级的温度控制。所述方法还涉及：通过控制所述ESC的一个或更多个电加热器的温度来提供对所述ESC的第二层级的温度控制。所述方法还涉及：通过控制所述ESC的光承载介质来提供对所述ESC的第三层级的温度控制。附图说明图1绘示根据本专利技术的实施例的、经配置以支撑晶片或基板的静电夹具(ESC)的部分的截面图。图2A是示出根据本专利技术的实施例的多个光纤/光承载介质的可能的图案布置的平面图。图2B绘示根据本专利技术的实施例的、具有像素化基于光的加热能力的静电夹具(ESC)的部分的截面图。图3绘示根据本专利技术的另一实施例的、具有像素化基于光的加热能力的静电夹具(ESC)的部分的截面图。图4绘示根据本专利技术的实施例的基板支架的侧面示意图。图5绘示根据本专利技术的实施例的系统，具有可变像素化加热的静电夹具可容纳在此系统中。图6绘示根据本专利技术的实施例的示例性计算机系统的框图。具体实施方式描述了具有可变像素化加热的静电夹具。为了提供对本专利技术的实施例的透彻理解，在以下描述中，阐述了众多特定细节(诸如，特定的夹具和/或腔室配置)。对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在不具有这些特定细节的情况下来实践本专利技术的实施例。在其他实例中，不详细地描述公知的方面(诸如，在由夹具支撑的晶片存在的情况下的蚀刻处理)，以免不必要地使本专利技术的实施例含糊。此外，将理解的是，在附图中示出的各种实施例是说明性的表示，并且不一定是按比例绘制的。本文中所述的一个或更多个实施例关于具有可变像素化加热的静电夹具或包括具有可变像素化加热能力的静电夹具的系统。具体而言，可使用光纤和用于对特定的光纤供电的控制系统来将可变像素化加热并入到经接合的静电夹具中。应用可包括对于(例如，如半导体处理腔室中所包括的)支座或静电夹具的增加的温度和温度均匀性控制。为了提供上下文，对于静电夹具上非常均匀的晶片温度和可调谐性的需求不断增加。然而，对于改善的性能的限制可能由跨单个夹具的冷点和/或热点引起。此类冷点或热点形成可能由(例如)空间4区域式加热器电阻变化或接合均匀性厚度引起。由此，在实施例中，本文中公开用于控制在支座或夹具中的热补偿的附加的可调谐性。然而，在特定的实施例中，对于RF的考量，可在不包括支座或夹具内的附加的电连接的情况下来达成更大的可维持性。更一般而言，已使用借助于静电夹持的晶片夹紧以在蚀刻处理期间提供温度控制。取决于应用，晶片被夹紧至具有散热器或加热器(或这两者)的陶瓷或多层式表面。由于固有的非均匀性和辅助硬件(例如，升降销、(多个)RF/DC电极等)，陶瓷的表面温度是不均匀的。此非均匀性转换至晶片，从而影响蚀刻工艺。常规的夹具设计已专注于冷却剂布局优化和多个(多达4个区域)加热器的引入。此类夹具设计对于解决关于辅助硬件(例如，升降销、(多个)RF/DC电极等)的问题或由所述辅助硬件导致的问题还不是有用的。更具体而言，常规的静电夹具温度控制一般基于冷却基座以及被包括在静电夹具中的一个或更多个电加热器。然而，此类布置可能具有导致某种程度的温度非均匀性的缺陷或缺点。例如，静电夹具的陶瓷层与位于下方的冷却基座之间的接合瑕疵(这造成陶瓷板与冷却基座之间的厚度变化)会导致跨夹具的冷点或热点的形成。在另一示例中，(例如，在等离子体蚀刻或沉积腔室中的)等离子体密度变化会导致跨由夹具或支座支撑的晶片或基板的热点或冷点的形成。在又一示例中，夹具内的电极非均匀性也会导致跨夹具的冷点和/或热点的形成。试图解决以上顾虑的先前的解决方案涉及将众多电阻式元件并入静电夹具中以提供精细的调谐温度控制。电阻式元件实质上是结合夹具内的电加热器以及冷却基座来使用以控制温度均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电夹具(ESC)，包括：陶瓷板，所述陶瓷板具有前表面和背表面，所述前表面用于支撑晶片或基板；基座，所述基座耦合至所述陶瓷板的所述背表面；以及光承载介质，所述光承载介质设置在所述基座中，所述光承载介质经配置以为所述ESC提供像素化的基于光的加热能力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/874,525;2013.11.20 US 14/085,0261.一种静电夹具(ESC)，包括：
陶瓷板，所述陶瓷板具有前表面和背表面，所述前表面用于支撑晶片或基
板；
基座，所述基座耦合至所述陶瓷板的所述背表面；以及
光承载介质，所述光承载介质设置在所述基座中，所述光承载介质经配置
以为所述ESC提供像素化的基于光的加热能力。
2.如权利要求1所述的ESC，其中所述光承载介质包括多个光纤。
3.如权利要求2所述的ESC，其中所述基座通过穿孔的接合层而耦合至所
述陶瓷板的所述背表面，所述穿孔的接合层具有开口以接纳所述多个光纤。
4.如权利要求1所述的ESC，其中所述陶瓷板包括容纳在所述陶瓷板中的
一个或更多个电加热器。
5.如权利要求1所述的ESC，其中所述陶瓷板包括容纳在所述陶瓷板中的
RF电极。
6.如权利要求1所述的ESC，其中所述基座是冷却基座。
7.如权利要求6所述的ESC，其中所述陶瓷板包括容纳在所述陶瓷板中的
一个或更多个电加热器，其中所述一个或更多个电加热器和所述冷却基座提供
两个层级的温度均匀性控制，并且其中，所述光承载介质提供第三层级的温度
均匀性控制。
8.如权利要求1所述的ESC，其中所述光承载介质经进一步配置以提供温
度感测能力。
9.如权利要求1所述的ESC，其中所述多个光纤中的每一个光纤都是独立
地可控的。

【专利技术属性】
技术研发人员：V·D·帕科，W·小博伊德，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US