用于等离子体处理系统的高温夹盘技术方案

一种晶片夹盘组件包括吸盘、轴和基底。绝缘材料界定吸盘的顶表面；加热器元件嵌入在绝缘材料内；并且导电板位于绝缘材料下方。轴包括：与板耦接的外壳；以及用于加热器元件和电极的电连接器。导电基底外壳与轴外壳耦接；并且连接器通过在基底外壳内的端子块。一种等离子体处理的方法，包括以下步骤：将工件装载至具有绝缘顶表面的夹盘上；提供跨顶表面内的两个电极的DC电压差分；通过使电流通过加热器元件来加热夹盘；在环绕夹盘的腔室中提供工艺流体；以及在夹盘下方的导电板与腔室的一个或多个壁之间提供RF电压。

High temperature chuck for a plasma processing system

A wafer chuck assembly includes a suction cup, a shaft, and a base. The insulating material defines the top surface of the suction cup; the heater element is embedded in the insulating material; and the conductive plate is positioned below the insulating material. The shaft includes: a housing coupled to the plate; and an electrical connector for the heater element and electrode. The conductive base housing is coupled to the shaft housing; and the connector passes through the terminal block in the base housing. A plasma processing method, which comprises the following steps: the workpiece loading has to the top surface of the insulating clamp; provide cross voltage DC top two electrode surface in the difference; by passing a current through the heater element to the heating clamp; provide the process fluid in the chamber around the chuck; provide RF voltage and between the conductive plate and the chamber below the chuck of one or more of the wall.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于等离子体处理系统的高温夹盘
本公开广泛地应用于等离子体处理装备领域。更具体地，公开了用于在工件上提供空间上均匀的等离子体处理的系统和方法。
技术介绍
集成电路和其他半导体产品通常在称为“晶片”的基板的表面上制造。有时，处理在载体中固持的晶片群上执行，而其他时候处理和测试一次在一个晶片上执行。当执行单晶片处理或测试时，晶片可定位在晶片夹盘上。其他工件也可以在类似的夹盘上被处理。
技术实现思路
在实施例中，一种晶片夹盘组件包括吸盘、轴和基底。吸盘包括：电绝缘材料，界定吸盘的顶表面；加热器元件，嵌入在电绝缘材料内；以及导电板，设置为邻近于电绝缘材料。轴包括：导电轴外壳，与板电耦合；以及多个连接器，包括用于加热器元件的电连接器和用于电极的电连接器。基底包括：导电基底外壳，与轴外壳电耦合；以及电绝缘端子块，设置在基底外壳内，多个连接器通过端子块。在实施例中，一种等离子体处理的方法，包括以下步骤：将工件装载至具有电绝缘顶表面的夹盘上；提供跨电绝缘顶表面内的两个空间分隔的电极的DC电压差分，以将工件夹持至夹盘；以及通过使电流通过嵌入在夹盘中的加热器元件来加热夹盘和工件。方法进一步包含以下步骤：在环绕夹盘的腔室中提供工艺流体；以及在夹盘下方的导电板与腔室的一个或多个壁之间提供RF电压，以从工艺气体点燃等离子体。附图说明图1示意性地显示根据实施例的晶片处理系统的主要元件。图2是根据实施例的图1中所示的晶片夹盘的示意图，示出所述晶片夹盘的示例性组成部分。图3是根据实施例的等离子体晶片处理系统的示意图，示出所述等离子体晶片处理系统的示例性组成部分，所述等离子体处理系统包括晶片夹盘。图4是图3的等离子体晶片处理系统的一部分的示意图，所述部分包括晶片夹盘和晶片夹盘中的扩散器的多个部分，并且显示至所述等离子体晶片处理系统的示例性功率供应器连接。图5示出根据实施例的在处理中的晶片的部分。图6示出当图5的晶片部分暴露于不引导离子的等离子体时的假设结果。图7示出根据实施例的、当图5的晶片暴露于引导离子的等离子体时的结果。具体实施方式本公开可通过参照下文所描述的附图的具体实施方式来理解，在附图中，贯穿若干附图的类似附图标记指类似的部件。应当注意，为了说明清楚的目的，附图中的一些元件可不按比例绘制。可通过使用括号中的数字来指代项的特定实例(例如，连接器230(1)、230(2)等)，而没有括号的竖直指代任何此类项(例如，连接器230)。在示出项的多个实例的情况下，为了说明的清楚起见，可仅标记这些实例中的一些。本文中的实施例提供用于晶片处理系统的新的和有用的功能。多年来，半导体晶片的尺寸已增加，同时特征尺寸已显著地降低，使得对于每个经处理的晶片可获得具有更多功能的更多集成电路。典型的晶片直径从1970年代的约2或3英寸增加至2010年代的12英寸或更高。在相同的时间范围内，商用集成电路的典型最小特征尺寸从约5微米减小到约0.015微米。处理较小的特征同时晶片变得更大需要对处理均匀性的显著改善。由于化学反应速率通常是温度敏感的，因此在处理期间跨晶片的点对点的温度控制正变得更重要。例如，在某些类型的处理中，在晶片内几摄氏度的点对点温度差在过去可能是可接受的，但现在这种差异可能需要被保持在大约一度或更小。在集成电路和其他器件的制造中所使用的某些材料也可能在大腐蚀性的等离子体环境中需要非常高温的处理。除晶片外的其他工件的等离子体处理也可受益于改善的处理均匀性，并且被视为在本公开的范围内。因此，本文中作为“晶片夹盘”以保持“晶片”的夹盘之特性应理解为等同于用于固持任何种类工件的夹盘，类似地，“晶片处理系统”等同于处理系统。图1示意性地示出晶片处理系统100的主要元件。系统100被描绘为单个晶片，半导体晶片处理系统，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，本文中的技术和原理适用于任何类型的等离子体处理系统(例如，处理其他类型的工件(不一定是半导体或晶片)的系统)。还应理解，图1仅示意性地示出系统100经选择的主要元件；因此相比系统100，实际的处理系统将看起来不同，并可能包含附加元件。晶片处理系统100由一个或多个设施服务，所述设施诸如(多个)工艺流体10、外部功率20和真空30。晶片处理系统100包括外壳110和晶片接口115，所述晶片接口从外部来源接收晶片50并将晶片50定位在处理位置160内。晶片处理系统100还可包括用户接口145和控制器135，控制器135典型地包括微处理器、存储器等，可从以从用户接口145和/或其他源获得输入，并提供对晶片处理系统100的硬件元件的基于计算机的控制。控制器135可通过一个或多个数据链路40与外部网络和/或计算机对接，所述一个或多个数据链路40可以是实体的(电线或光纤连接器)或无线的连接。晶片处理系统100还可包括一个或多个内部功率供应器150，所述一个或多个内部功率供应器150变换或调节由外部功率20供应的功率，供由系统的硬件元件使用。处理位置160将每一个晶片50接收到晶片夹盘170上，在实施例中，晶片夹盘170包括三个部分：吸盘175、支撑吸盘175的轴180以及支撑轴180的基底185。晶片50实体地定位在吸盘175上，并且在实施例中，通过吸盘175被加热、冷却和/或机械地固持。晶片夹盘170也经配置以将射频(RF)和/或直流(DC)电压耦合至晶片50，以便将晶片50静电夹持到吸盘175，以便在处理位置160内生成等离子体和/或以便将反应性离子从等离子体引导到晶片50。处理位置160因此使晶片50暴露于“等离子体产物”，“等离子体产物”在本文中定义为作为等离子体的部分或一度是等离子体的部分的任何材料。等离子体产物可包括曾是等离子体的部分但未转换为离子、自由基等的任何或所有的离子、自由基、源气体的分子片段、其他活性物质和/或源气体原子或分子。在任何时刻尚未形成等离子体的部分的气体在本文中被定义为“未活化气体”。在实施例中，吸盘175和/或轴180也经配置以操控晶片50，用以接取晶片搬运(handling)工具。例如，在实施例中，轴180可升高吸盘175用于在吸盘175上接收晶片50，并随后将吸盘175降低到另一高度用于处理，或相反。在这些或其他实施例中，吸盘175和/或轴180可包括致动器，所述致动器相对于吸盘175的顶表面升高或降低晶片50，所述致动器诸如可从吸盘175延伸或在吸盘175内缩回的举升销，使得晶片工具可被插入在晶片50与顶表面之间。轴180还可促进与吸盘175的电性和/或流体连接。基底185将轴180机械地锚定在外壳110内，并且在实施例中，提供用于电性设施和/或流体至轴180的接口。基底185、轴180和吸盘175的多个部分或它们的任何组合可相对于彼此单片地形成，或可由组成部分部分地或完全地组装，如下文中进一步所述。图2是晶片夹盘170的示意图，示例晶片夹盘170的示例性组成部分。为了说明的清楚起见，图2未按比例绘制，晶片夹盘170的某些部件在尺寸上被放大或缩小，并且不是每一部件的每个实例都被标记，并且不是在部件之间的所有内部连接都被显示。如按照图1，晶片夹盘170的区域被标识为吸盘175、轴180和基底185，但是晶片夹盘170的某些部件可重叠这些区域中的两或更多个。吸盘1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片夹盘组件，包含：吸盘，所述吸盘包含：电绝缘材料，所述电绝缘材料界定所述吸盘的顶表面；加热器元件，所述加热器元件嵌入在所述电绝缘材料内；多个电极，所述多个电极嵌入在所述电绝缘材料内并设置在所述加热器元件与所述顶表面之间；以及导电板，所述导电板设置为邻近于所述电绝缘材料；轴，所述轴包含：导电轴外壳，所述导电轴外壳与所述板电耦合；以及多个连接器，所述多个连接器包含用于所述加热器元件的多个电连接器以及用于所述电极的多个电连接器；以及基底，所述基底包含：导电基底外壳，所述导电基底外壳与所述轴外壳电耦合，以及电绝缘端子块，所述电绝缘端子块设置在所述基底外壳内，所述多个连接器通过所述端子块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.03 US 14/612,4721.一种晶片夹盘组件，包含：吸盘，所述吸盘包含：电绝缘材料，所述电绝缘材料界定所述吸盘的顶表面；加热器元件，所述加热器元件嵌入在所述电绝缘材料内；多个电极，所述多个电极嵌入在所述电绝缘材料内并设置在所述加热器元件与所述顶表面之间；以及导电板，所述导电板设置为邻近于所述电绝缘材料；轴，所述轴包含：导电轴外壳，所述导电轴外壳与所述板电耦合；以及多个连接器，所述多个连接器包含用于所述加热器元件的多个电连接器以及用于所述电极的多个电连接器；以及基底，所述基底包含：导电基底外壳，所述导电基底外壳与所述轴外壳电耦合，以及电绝缘端子块，所述电绝缘端子块设置在所述基底外壳内，所述多个连接器通过所述端子块。2.如权利要求1所述的晶片夹盘组件，所述端子块包含聚醚醚酮。3.如权利要求1所述的晶片夹盘组件，所述连接器进一步包含用于热电偶或电阻温度检测器的一个或多个连接器。4.如权利要求1所述的晶片夹盘组件，所述连接器进一步包含一个或多个流体导管，所述一个或多个流体导管经配置以提供热传递气体，所述顶表面界定多个通道，所述多个通道供所述热传递气体在所述顶表面与晶片的底表面之间散布。5.如权利要求1所述的晶片夹盘组件，用于所述多个电极的电连接器中的每一者包括内导体、绕所述内导体的绝缘层、绕所述绝缘层的接地管以及绕所述接地管的陶瓷管。6.如权利要求1所述的晶片夹盘组件，进一步包括晶片处理系统，所述晶片夹盘组件设置在所述晶片处理系统中，其中所述晶片处理系统包含：工艺腔室，所述工艺腔室由一个或多个腔室壁界定，以及一个或多个功率供应器；其中所述晶片夹盘组件经设置使得至少所述吸盘在所述工艺腔室内；并且所述一个或多个功率供应器与所述多个电极和所述一个或多个腔室壁中的至少一者耦接，以便：在所述电极与所述一个或多个腔室壁中的至少一者之间提供RF电压；以及跨所述电极提供DC电压差分，用于将晶片静电地夹持至所述顶表面。7.如权利要求6所述的晶片夹盘组件，进一步包含DC探针，所述DC探针延伸穿过所述吸盘的所述顶表面，所述连接器进一步包含用于所述DC探针的连接器，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·Q·特兰，S·马立克，D·卢博米尔斯基，S·N·罗伊，S·小林，T·S·周，S·朴，S·文卡特拉曼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US