用于宽范围温度控制的加热器基座组件制造技术

本公开文本的实施总的来说涉及半导体处理腔室，并且更具体地涉及用于半导体处理腔室的被加热的支撑基座。在一个实施方式中，公开一种基座组件，且所述基座组件包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料并具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；空心轴，所述空心轴在所述轴的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；以及导热材料，所述导热材料被设置在位于所述支撑构件与所述轴的所述第一端之间的界面处。

Heater base assembly for wide range temperature control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于宽范围温度控制的加热器基座组件
在此所公开的实施方式总的来说涉及半导体处理腔室，并且更具体地涉及用于半导体处理腔室的被加热的支撑基座组件。
技术介绍
半导体处理涉及到众多不同的化学和物理工艺，由此在基板上产生微小的集成电路。构成集成电路的材料层由包括化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长等的工艺来产生。使用光阻掩模和湿法或干法蚀刻技术来图案化所述材料层中的一些材料层。被用于形成集成电路的基板可为：硅、砷化镓、磷化铟、玻璃、或其他的适当的材料。在集成电路的制造中，等离子体工艺经常用于各种材料层的沉积或蚀刻。等离子体处理提供了胜过热处理的许多优点。例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)与在类似的热工艺中可达成的温度和沉积速率相比而言允许在更低的温度和更高的沉积速率下来执行沉积工艺。因此，PECVD对于具有严格的热预算的集成电路制造而言(例如对于超大规模集成电路或极大规模集成电路(VLSI或ULSI)设备制造而言)是有利的。用于这些工艺中的处理腔室通常包括被设置在所述处理腔室中的基板支撑件或基座以在处理期间支撑所述基板。在一些工艺中，基座可包括嵌入式加热器，所述嵌入式加热器经调适以控制所述基板的温度和/或提供可被使用在工艺中的高温。在基板处理期间的所述基板的适当的温度控制和均匀的加热是非常重要的(特别是当集成电路的尺寸减小时)。具有嵌入式加热器的常规的支撑件通常具有影响沉积在基板上的薄膜的质量的众多热点(hotspot)和冷点(coldspot)。因而，需要提供主动的温度控制的基座组件。
技术实现思路
本公开文本的实施方式总的来说涉及半导体处理腔室，并且更具体地涉及用于半导体处理腔室的被加热的支撑基座。在一个实施方式中，公开了一种基座组件，且所述基座组件包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，并且具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；空心轴，所述空心轴在所述轴的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；和导热材料，所述导热材料被设置在位于所述支撑构件与所述轴的所述第一端之间的界面处。在另一个实施方式中，公开了一种用于半导体处理腔室的基座组件，且所述基座组件包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，并且具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；轴，所述轴具有中空芯，并且于所述中空芯的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；和热中断件，所述热中断件包括：气隙，所述气隙被定位在所述加热元件与所述冷却通道组件之间。在另一个实施方式中，公开了一种用于半导体处理腔室的基座组件，且所述基座组件包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，并且具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；轴，所述轴具有中空芯，并且于所述中空芯的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；热中断件，所述热中断件包括：气隙，所述气隙被定位在所述加热元件与所述冷却通道组件之间；和导热材料，所述导热材料被设置在位于所述支撑构件与所述中空芯的所述第一端之间的界面处。附图简单说明为了使得可详细地理解前文引述的本公开文本的特征的方式，可通过参照实施方式来获得于前文中简短概述的本公开文本的更为特定的描述，所述实施方式中的一些实施方式被展示于附图中。然而，应注意到：附图仅展示此公开文本的典型实施方式，所以并不被视为是对其范畴的限制，对于所述公开文本而言可允许其他的等效的实施方式。图1是等离子体系统的一个实施方式的部分截面图。图2A是可用于图1的等离子体系统的基座组件的一个实施方式的等距俯视图。图2B是图2A的基座组件的等距底视图。图3A是可被用作图1至图2B的基座组件的基座组件的另一个实施方式的截面侧视图。图3B是图3A的基座组件的放大的截面图。图3C是图3A的基座组件的放大的截面图。图4A和图4B是示出了可用以将支撑构件耦接至轴的不同类型的紧固件组件的基座组件的一部分的截面图。为了促进理解，已尽可能使用相同的元件符号来指定附图共用的相同元件。设想到，一个实施方式的元件和特征可被有利地并入其他的实施方式中，而无需进一步的叙述。具体实施方式本公开文本的实施方式总的来说涉及半导体处理腔室，并且更具体地涉及用于半导体处理腔室的被加热的支撑基座。参照等离子体腔室在后文中说明性地描述在此公开的实施方式。在一个实施方式中，等离子体腔室用于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中。可经调适以受益于在此描述的实施方式的PECVD系统的示例包括：SECVD系统、GTTMCVD系统或CVD系统，所有上述系统都可从美国加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,SantaClara,California)购得。SECVD系统(例如，200mm或300mm)具有两个隔离的处理区域，所述两个隔离的处理区域可用于在基板上沉积薄膜(诸如导电膜、硅烷、碳掺杂氧化硅、和其他的材料)。尽管示例性的实施方式包括两个处理区域，但设想在此描述的实施方式可在具有单个的处理区域或多于两个处理区域的系统中有利地被使用。还设想在此描述的实施方式可在其他的等离子体腔室(其中包括蚀刻腔室、离子注入腔室、等离子体处理腔室、和剥离腔室等等)中被有利地利用。进一步设想，在此描述的实施方式可在可从其他的制造商获得的等离子体处理腔室中被有利地利用。在此描述的基座的实施方式解决了在进行处理期间并在完整的处理周期中的所有的时刻对于基板的主动的温度控制的需求。在此描述的某些实施方式使用具有最小温度梯度(<10℃)且具有独有的元件图案的嵌入式加热元件在高于400℃的温度下提供较高的温度控制。在此描述的某些实施方式可通过使得活性的冷却剂流动经过基座的主体的方式，从外部源(如RF耦合)或内部源(诸如嵌入式加热元件)移除较大的热负载(例如高于2000瓦特)。在此描述的某些实施方式通过加热器元件以及经过基座的主体的冷却剂的流动速率的主动控制来提供较低的所期望的温度梯度。在此描述的某些实施方式提供了当基板经受众多的工艺和腔室条件(例如，加热器面板、在腔室中受冲击的耦合RF、工艺气体、化学等)的影响时主动地控制在宽范围中的基板温度的能力。基板的主动温度控制包括空间温度控制和/或瞬变温度控制。空间温度控制包括在基板内(或在基板上)产生所期望的径向温度分布。空间温度控制通常由具有多个同心加热器区域的基座来执行。所期望的径向分布可包括：均匀的温度、边缘热(edge-hot)温度分布、或边缘冷(edge-cold)温度分布。瞬变温度控制包括：在存在有不同的外部热负载的情况下，维持基板的所期望的温度分布。瞬变温度控制通常由适当地调节加热器区域功率的方式来达成。主动的温度控制可通过两个有效的温度通量来达成；首先，通过嵌入式加热元件将热量提供至基座，并且其次，通过内部的冷却剂路径将热量从基座移除。因此，可通过控制这两个通量的水平的方式来将基座表面(其中基板静置在所述基座表面上)的温度控制到所期望的温度设定点。可通过将更多的功率传递至加热元件和减低冷却剂的流动速率(或减低冷却剂入口温度)来产生增加的热量，或可利用相反的方式来完成以达成较冷的基座温度。通过控制热源(加热元件内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体处理腔室的基座组件，包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，并且所述基板支撑件具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；轴，所述轴具有中空芯，并且所述轴在所述中空芯的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；和导热材料，所述导热材料被设置在位于所述支撑构件与所述中空芯的所述第一端之间的界面处，其中所述导热材料具有约每米开尔文4.0瓦特(4.0W/m·K)的热导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.22 US 62/398,3101.一种用于半导体处理腔室的基座组件，包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，并且所述基板支撑件具有用于接收基板的支撑表面；电阻加热器，所述电阻加热器被封装在所述基板支撑件内；轴，所述轴具有中空芯，并且所述轴在所述中空芯的第一端处耦接至所述基板支撑件的支撑构件；和导热材料，所述导热材料被设置在位于所述支撑构件与所述中空芯的所述第一端之间的界面处，其中所述导热材料具有约每米开尔文4.0瓦特(4.0W/m·K)的热导率。2.如权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述轴包括冷却通道组件，所述冷却通道组件围绕所述中空芯，并且所述冷却通道组件被设置在所述轴内以用于经由内部冷却路径从所述基座移除热量。3.如权利要求2所述的基座组件，其特征在于，所述基板支撑件具有热中断件，所述热中断件被定位在所述加热元件与所述冷却通道组件之间。4.如权利要求3所述的基座组件，其特征在于，所述热中断件包括：上壁；相对的下壁；和周围壁，所述周围壁包围所述热中断件，其中所述周围壁是圆形的。5.如权利要求4所述的基座组件，其特征在于，所述热中断件具有在约7.6cm与约10.2cm之间的直径以及在约1cm与约1.3cm之间的高度。6.如权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述支撑构件包括多个凹槽，所述多个凹槽形成在所述支撑构件的外围中而相邻于所述界面。7.一种用于半导体处理腔室的基座组件，包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括介电材料，且所述基板支撑件具有用于接收基板的支撑表面；电阻加...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿拉亚瓦里，A·巴拉克里希纳，S·巴录佳，A·K·班塞尔，M·J·布舍，J·C·罗查阿尔瓦雷斯，S·T·斯里尼瓦桑，T·乌拉维，周建华，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US