半导体处理中的边缘环的热管理制造技术

在此提供用以处理半导体的设备。在一些实施例中，一种用以处理基板的设备可包括：第一环，该第一环环绕基板支撑件而同心地设置，该第一环设以在处理期间将基板定位在该基板支撑件上；及第二环，该第二环设置在该基板支撑件与该第一环之间，该第二环设以提供从该第一环到该基板支撑件的热传路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体处理中的边缘环的热管理
本专利技术的实施例大体上关于半导体处理。
技术介绍
传统的半导体处理腔室(例如蚀刻腔室)通常利用基板支撑件，基板支撑件具有设置在基板支撑件上且设以在处理期间将基板固持在期望位置的一或更多个环(例如边缘环)。然而，本案专利技术人已经观察到的是传统上使用的边缘环相较于基板支撑件会具有不同的热性质(例如不同的加热与冷却速率)，因此在靠近基板的边缘处造成温度非均匀性，而造成不乐见的基板非均匀处理。此外，在处理期间，由于工艺或处理部件(例如上电极(例如喷头或室顶))所产生的热，边缘环会被加热到比基板支撑件更高的温度，因此导致进一步的温度非均匀性。所以，本案专利技术人已经提供用以处理基板的改良的设备。
技术实现思路
在此提供用以处理半导体的设备。在一些实施例中，一种用以处理基板的设备可包括：第一环，该第一环环绕基板支撑件而同心地设置，该第一环设以在处理期间将基板定位在该基板支撑件上；及第二环，该第二环设置在该基板支撑件与该第一环之间，该第二环设以提供从该第一环到该基板支撑件的热传路径。在一些实施例中，处理腔室可包括：腔室主体，该腔室主体界定内部空间；及基板支撑件，该基板支撑件设置在该内部空间中，该基板支撑件具有第一环与第二环，该第一环环绕基板支撑件而同心地设置，该第一环设以在处理期间将基板定位在该基板支撑件上，该第二环设置在该基板支撑件与该第一环之间，该第二环设以提供从该第一环到该基板支撑件的热传路径。在下文中描述本专利技术的其他与进一步实施例。附图说明可通过参考绘示在附图中的本专利技术的示意性实施例来详细了解本专利技术的实施例，本专利技术的实施例简短地在前面概述与讨论过。但是应注意的是，附图仅示出本专利技术的典型实施例，并且因此附图不应被视为会对本专利技术范畴构成限制，这是因为本专利技术可允许其他等效实施例。图1描绘根据本专利技术的一些实施例的处理腔室，该处理腔室适用于用以处理基板的设备。图2描绘根据本专利技术的至少一些实施例的基板支撑件的垂直剖视图。图3-4描绘根据本专利技术的一些实施例的用以处理基板的设备的部分的俯视图。为促进了解，在可能时使用相同的元件符号来表示这些附图共有的相同元件。附图未依比例绘制且为了清晰起见而简化。可设想出的是一实施例的元件与/或特征可有利地并入到其他实施例而不需特别详述。具体实施方式在此提供用以处理基板的设备。本专利技术的实施例可有利地提供用于半导体处理腔室的分离的置入式(drop-in)更换元件，该更换元件可促进对设置在处理腔室中的边缘环进行提升的温度控制，因此在处理期间提供更均匀的基板加热与冷却。图1描绘根据本专利技术的一些实施例的处理腔室，该处理腔室适用于用以处理基板的设备。处理腔室100可大体上包含腔室主体102，腔室主体102具有用以处理设置在腔室主体102中的基板110的设备105。示范性处理腔室可包括SIGMATM、ADVANTEDGETM或可从美国加州圣大克劳拉市的应用材料公司取得的其他处理腔室。可根据在此所提供的教示适当地变更其他处理腔室(包括可从其他制造商取得的处理腔室)。腔室主体102具有内部空间107，内部空间107可包括处理空间104与排放空间106。处理空间104可被界定在例如基板支撑件108与一或更多个气体入口之间，其中该基板支撑件108设置在腔室主体102内以在处理期间支撑该基板支撑件108上的基板110，这些气体入口是诸如被提供在期望位置处的喷头114与/或喷嘴。一或更多个气体入口(例如喷头114)可耦接到气体供应器116，气体供应器116用以提供一或更多种处理气体到腔室主体102的处理空间104内。尽管图1中图示喷头114，但可提供额外或替代的气体入口，诸如设置在室顶142中或在腔室主体102的侧壁上或在适于依需要提供气体到处理腔室100的其他位置处(诸如处理腔室的基部、基板支撑件的周边或诸如此类者)的喷嘴或入口。一或更多个等离子体功率源(图中图示一个RF功率源148)可经由一或更多个各自的匹配网路(图中图示一个匹配网路146)耦接到处理腔室100，以供应RF功率到喷头114。在一些实施例中，处理腔室100可利用感应耦合RF功率以用于处理。例如，腔室主体102可具有室顶142与介电喷头114，室顶142由介电材料制成。尽管亦可使用其他类型的室顶(诸如圆顶形室顶或诸如此类者)，但室顶142可以是实质上平坦的。在一些实施例中，含有至少一感应线圈元件(未图示)的天线可设置在室顶142上方。在这样的实施例中，感应线圈元件可经由一或更多个各自的匹配网路(例如匹配网路146)耦接到一或更多个RF功率源(例如RF功率源148)。该一或更多个等离子体功率源能够在约2MHz与/或约13.56MHz的频率下或在更高的频率(诸如27MHz与/或60MHz)下产生高达5000W的功率。在一些实施例中，两个RF功率源可经由各自的匹配网路耦接到感应线圈元件，以在约2MHz与约13.56MHz的频率下提供RF功率。排放空间106可被界定在例如基板支撑件108与腔室主体102的底部之间。排放空间106可流体地耦接到排放系统120，或可被视为排放系统120的元件。排放系统120大体上包括泵送容室124与一或更多个导管，该些导管将泵送容室124耦接到腔室主体102的内部空间107(且大体上是处理空间104)。各个导管具有入口122与出口(未图示)，其中入口122耦接到内部空间107(或在一些实施例中是排放空间106)，出口流体地耦接到泵送容室124。例如，各个导管可具有设置在腔室主体102的侧壁的下方区域或底板中的入口122。在一些实施例中，这些入口彼此相隔实质上等距离。真空泵128可经由泵送端口126耦接到泵送容室124，以将排放气体从腔室主体102抽出。真空泵128可流体地耦接到泵送出口132，以依需要将排放气体配送到适当的废气处置设备。阀130(诸如闸阀或诸如此类者)可设置在泵送容室124中，以促进排放气体的流速以及真空泵128的操作的控制。尽管图中图示z-运动闸阀，但可使用任何适当的用以控制排放气体的流量的工艺兼容阀。基板110可经由腔室主体102的壁中的开口112进入腔室主体102。开口112可经由狭缝阀118或用以透过开口112选择性地对腔室内部提供存取的其他机构而选择性地被密封。基板支撑件108可耦接到升降机构134，升降机构134可控制基板支撑件108的位置于下方位置(如图所示)与可选的上方位置之间，其中该下方位置适于将基板经由开口112传送进出腔室，该上方位置适用于处理。工艺位置可经选择以将特定工艺步骤的工艺均匀性予以最大化。当位在这些升高处理位置的至少一位置时，基板支撑件108可设置在开口112上方以提供对称的处理区域。在一些实施例中，基板支撑件108可包括将基板110保留或支撑在基板支撑件108的表面上的机构(诸如静电夹盘109)。在一些实施例中，基板支撑件108可包括用以控制基板温度与/或用以控制靠近基板表面处的物种流通量与/或离子能量的机构。例如，在一些实施例中，基板支撑件108可包括RF偏压电极140。RF偏压电极140可经由一或更多个各自的匹配网路(图中图示匹配网路136)耦接到一或更多个偏压功率源(图中图示一个偏压功率源138)。该一或更多个偏压功率源能够在约2MHz本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以处理基板的设备，包含：第一环，所述第一环环绕基板支撑件而同心地设置，所述第一环设以在处理期间将基板定位在所述基板支撑件上；及第二环，所述第二环设置在所述基板支撑件与所述第一环之间，所述第二环设以提供从所述第一环到所述基板支撑件的热传路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 US 61/552,749;2012.10.05 US 13/646,0691.一种用以处理基板的设备，包含：第一环，所述第一环环绕基板支撑件而同心地设置，所述第一环设以在处理期间将基板定位在所述基板支撑件上；第二环，所述第二环设置在所述基板支撑件与所述第一环之间，所述第二环设以提供从所述第一环到所述基板支撑件的热传路径，其中，所述第二环包含加热器，所述加热器内嵌在所述第二环中，以控制所述第一环与所述基板支撑件之间的热传量，其中所述第一环具有内壁架，且其中所述第二环与内嵌在所述第二环中的所述加热器是设置完全在所述第一环的所述内壁架的下方；导热层，所述导热层设置在所述第一环与所述第二环之间以减小所述第一环与所述第二环之间的热接触阻抗，从而促进在所述第一环与所述基板支撑件之间进行热传送，其中所述导热层覆盖所述第二环的整个上表面；以及轴环，所述轴环是设置完全绕所述第一环的外侧表面和完全绕所述第二环的外侧表面，其中所述轴环具有至少部分地支撑所述第一环的内壁架。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一环包含内嵌在所述第一环中的温度传感器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·帕尔，M·J·萨里纳斯，D·卢博米尔斯基，I·优素福，A·恩盖耶，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US