公开了等离子体处理设备和方法。在一个示例实施方式中，等离子体处理设备可包括处理室。该设备可包括位于处理室中的基座，该基座配置为在处理期间支撑工件。该设备可包括形成处理室的至少一部分的介质窗。该设备可包括位于介质窗附近的感应耦合元件。感应耦合元件可以配置为在被RF能量激励时在处理室中产生等离子体。该设备可包括位于感应耦合元件和处理室之间的法拉第屏蔽体。该设备可包括与法拉第屏蔽体热连通的至少一个温度控制元件。
Temperature Control of Temperature Control Elements Coupled to Faraday Shield
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用耦接到法拉第屏蔽体的温度控制元件的温度控制优先权要求本申请要求2017年2月20日提交的序列号为62/460,925、题目为“利用耦接到法拉第屏蔽体的加热元件的温度控制(TemperatureControlUsingHeatingElementCoupledtoFaradayShield)”的美国临时申请的优先权益，其通过引用并入本文用于各种目的。
本公开一般涉及等离子体处理，并且更特别地，涉及用于使用等离子体源处理工件的设备和方法。
技术介绍
等离子体处理工具可以用于制造诸如集成电路、微机械器件、平板显示器以及其他器件之类的器件。在现代等离子体蚀刻应用中所使用的等离子体处理工具需要提供高度的等离子体均匀性和多种等离子体控制(包括独立的等离子体分布、等离子体密度和离子能量控制)。在某些情况下，等离子体处理工具可能需要在各种工艺气体和各种不同条件(例如气流、气压等)下维持稳定的等离子体。
技术实现思路
本专利技术的各个方面和优点将在后续的描述中部分地进行阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术而获知。本公开的一个示例方面涉及等离子体处理设备。等离子体处理设备可包括处理室。该设备可包括处理室中的基座，该基座配置为在处理期间支撑工件。该设备可包括形成处理室的至少一部分的介质窗。该设备可包括位于介质窗附近的感应耦合元件。感应耦合元件可以配置为在被RF能量激励时在处理室中产生等离子体。该设备可包括位于感应耦合元件和处理室之间的法拉第屏蔽体。该设备可包括与法拉第屏蔽体热连通的至少一个温度控制元件。可以对本公开的示例实施例进行变化和修改。根据以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在本说明书的其余部分中更特别地阐述了对本领域普通技术人员之一而言充分且可行的公开，包括参考附图，其中：图1描绘了根据本公开的示例实施例的示例性等离子体处理设备；图2描绘了可以与根据本公开的示例实施例的等离子体处理设备结合使用的示例性法拉第屏蔽体的平面图；图3描绘了相对于根据本公开的示例实施例的等离子体处理设备设置的示例性法拉第屏蔽体；图4描绘了根据本公开的示例实施例的具有温度控制元件的示例性法拉第屏蔽体的分解图；图5描绘了根据本公开的示例实施例的具有温度控制元件的示例性法拉第屏蔽体；图6描绘了根据本公开的示例实施例的用于控制耦接到法拉第屏蔽体的温度控制元件的示例系统；图7描绘了根据本公开的示例实施例的用于控制耦接到法拉第屏蔽体的温度控制元件的示例系统；以及图8描绘了根据本公开的示例实施例的用于控制耦接到法拉第屏蔽体的温度控制元件的示例系统。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释本专利技术的方式提供每个示例，而不是限制本专利技术。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这样的修改和变化。本公开的示例方面涉及等离子体处理设备及相关联的方法。等离子体处理设备可包括一个或多个感应耦合元件(例如线圈)，感应耦合元件用于在处理室内感应出感应等离子体以处理工件(例如执行蚀刻处理)。等离子体处理设备可包括布置在等离子体处理设备中的法拉第屏蔽体，以减小感应耦合元件与处理室中感应出的等离子体之间的电容耦合。根据本公开的示例方面，一个或多个温度控制元件(例如加热元件)可以与法拉第屏蔽体以热连通的方式耦接。例如，在一些实施例中，一个或多个温度控制元件可包括一个或多个加热元件，例如设置在法拉第屏蔽体上的薄膜加热器。可以操作一个或多个加热元件以控制等离子体处理设备的一个或多个部分(例如室顶板)的温度，例如，以减少在等离子体处理期间由等离子体蚀刻副产物所造成的微粒产生，和/或预热等离子体处理设备的室顶板以减少工件在等离子体处理期间的冷启动效应。参考一个或多个温度控制元件对本公开的各方面进行讨论，所述温度控制元件包括用于加热法拉第屏蔽体的加热元件。在本公开的示例实施例的变型中，一个或多个温度控制元件可包括冷却元件(例如流体冷却通道)。在一些实施例中，可以在法拉第屏蔽体的表面的至少一部分上设置薄膜加热元件(例如聚酰亚胺薄膜加热器、硅橡胶板加热器等)，法拉第屏蔽体用于减少等离子体处理设备中的电容耦合。在一些实施例中，可以将薄膜加热元件放置成与法拉第屏蔽体直接接触。例如，可以将薄膜加热元件层压到法拉第屏蔽体、粘合到法拉第屏蔽体、或者以其他方式放置成与法拉第屏蔽体接触。在一些实施例中，加热元件还可以与介质窗(例如陶瓷容器)接触和/或相邻，介质窗用作等离子体处理设备的处理室的顶板。例如，弹簧环和/或弹簧支承块可用于使加热元件与介质窗保持接触。在一些实施例中，加热元件(未通电或加热时)可以用作热沉，以在介质窗和法拉第屏蔽体之间提供导热路径。以这种方式，加热元件可以改善介质窗的热调节。在一些实施例中，可以在加热元件和介质窗之间设置间隙。在一些实施例中，一组或多组导体可用于向加热元件和/或从加热元件输送电力和/或其他信号。例如，第一组导体可用于向加热元件提供电力。可以将第二组导体提供给附接到加热元件或接近加热元件的热电偶或其他温度感测元件。在一些实施例中，可以将多个第二组导体提供给布置在加热元件上的不同区域中的多个温度感测元件。在一些实施例中，导体组可以穿过固定到或以其他方式耦接到法拉第屏蔽体的中空管，以减小导体组上的应变。控制系统可以控制加热元件以将加热元件保持在期望的温度范围内。例如，一个或多个控制器件可以基于来自温度传感器(例如一组或多组感测导体)的一个或多个反馈信号来控制到加热元件的电力输送(例如通过一组电力导体)，所述反馈信号指示加热元件的温度。在一些实施例中，法拉第屏蔽体可用作热沉以冷却加热元件。例如，可以向加热元件提供电力，直到加热元件达到期望的温度(例如从反馈信号确定)。一旦达到期望的温度，就可以关断到加热元件的电力，使加热元件通过用作热沉的法拉第屏蔽体来冷却。一旦温度下降到阈值以下，就可以向加热元件供电，允许加热元件将温度升高到期望的温度和/或在期望的温度范围内。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用各种不同的控制方案。例如，在一些实施例中，可以将加热元件的温度控制在恒定的温度范围内(例如，介于约100℃和约180℃之间，比如介于约120℃和约150℃之间)。在一些实施例中，用于加热元件的温度控制系统可包括一对感测元件(例如一对热电偶)。第一热电偶可用于向一个或多个控制器件提供反馈信号，该控制器件可使用反馈信号将加热元件控制在设定温度范围内的温度。第二热电偶可用于过温切断控制。例如，如果加热元件的温度超过阈值温度，则可以立即关断到加热元件的电力，从而防止过热。在一些实施例中，加热元件的多个不同区域可彼此独立地被控制。例如，加热元件可包括中心区域和外围区域。在一些实施例中，外围区域可以被控制在比中心区域更高的温度，反之亦然。本公开的一个示例方面涉及等离子体处理设备本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种等离子体处理设备，包括：处理室；基座，其位于所述处理室中，并且配置为在处理期间支撑工件；介质窗，其形成所述处理室的至少一部分；感应耦合元件，其位于所述介质窗附近，所述感应耦合元件配置为在被射频(RF)能量激励时在所述处理室中产生等离子体；法拉第屏蔽体，其位于所述感应耦合元件和所述处理室之间；以及至少一个温度控制元件，其与所述法拉第屏蔽体热连通。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.20 US 62/460,9251.一种等离子体处理设备，包括：处理室；基座，其位于所述处理室中，并且配置为在处理期间支撑工件；介质窗，其形成所述处理室的至少一部分；感应耦合元件，其位于所述介质窗附近，所述感应耦合元件配置为在被射频(RF)能量激励时在所述处理室中产生等离子体；法拉第屏蔽体，其位于所述感应耦合元件和所述处理室之间；以及至少一个温度控制元件，其与所述法拉第屏蔽体热连通。2.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述法拉第屏蔽体位于所述感应耦合元件和所述介质窗之间。3.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个温度控制元件在所述介质窗和所述法拉第屏蔽体之间提供导热路径。4.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个温度控制元件包括加热元件。5.如权利要求4所述的等离子体处理设备，其中所述加热元件是薄膜加热元件。6.如权利要求5所述的等离子体处理设备，其中所述薄膜加热元件是聚酰亚胺薄膜加热元件，或者是硅橡胶片加热元件。7.如权利要求4所述的等离子体处理设备，其中所述加热元件具有至少部分地与所述法拉第屏蔽体的形状相符的形状。8.如权利要求7所述的等离子体处理设备，其中所述法拉第屏蔽体包括一个或多个实心金属部分和多个叶片元件，所述多个叶片元件中的每一个经由至少一个径向钉状物元件耦接到所述一个或多个实心金属部分中的至少一个，所述薄膜加热元件包括多个叶片元件，每个叶片元件经由至少一个径向钉状物元件耦接到环形部分。9.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述设备包括：第一组导体，其配置为向所述至少一个温度控制元件提供电力；以及第二组导体，其与温度传感器相关联，所述温度传感器配置为产生一个或多个信号，所述一个或多个信号指示与所述至少一个温度控制元件相关联的温度。10.如权利要求9所述的等离子体处理设备，其中所述第一组导体或所述第二组导体中的至少一个穿过耦接到所述法拉第屏蔽体的管元件。11.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述设备包括一个或多个控制器件，所述控制器件配置为至少部分地基于指示所述法拉第屏蔽体的温度的一个或多个信号来控制到所述至少一个温度控制元件的电力输送。12.如权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个温度控制元件包括设置在所述法拉第屏蔽体的第一部分上...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·马，D·V·德塞，
申请(专利权)人：马特森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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