具有灵活的晶片温度控制的静电卡盘制造技术

提供了一种用于处理衬底的装置。提供第一冷却剂气体压强系统、第二冷却剂气体压强系统、第三冷却剂气体压强系统和第四冷却剂气体压强系统以提供独立的气体压强。静电卡盘具有带有中心点和半径的卡盘表面，并且包括：第一多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距大于第一半径处；第二多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开；第三多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开；以及第四多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开。外密封带围绕所述卡盘表面的所述周边延伸。

Electrostatic chuck with flexible chip temperature control

A device for processing a substrate is provided. The first coolant gas pressure system, the second coolant gas pressure system, the third coolant gas pressure system and the fourth coolant gas pressure system are provided to provide independent gas pressure. The electrostatic chuck has a chuck surface with a center point and a radius, and comprises: a first plurality of coolant gas ports at a distance greater than the first radius from the center point; a second plurality of coolant gas ports at a distance between the first radius from the center point and the second radius from the center point; a third plurality of coolant gas ports at a distance greater than the first radius from the center point And a fourth plurality of coolant gas ports spaced within the third radius from the center point. The outer sealing belt extends around the periphery of the chuck surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有灵活的晶片温度控制的静电卡盘相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月31日的美国临时申请No.62/480,232的优先权，其出于所有目的通过引用并入本文。
本公开涉及用于在半导体晶片上形成半导体器件的方法和装置。更具体地，本公开涉及用于在半导体处理期间提供晶片温度控制的方法和装置。
技术介绍
半导体处理系统用于处理诸如半导体晶片之类的衬底。可以在这样的系统上执行的示例性工艺包括但不限于导体蚀刻、电介质蚀刻、原子层沉积、化学气相沉积和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在半导体处理系统的处理室中的衬底支撑件上，该衬底支撑件包括例如基座、静电卡盘(ESC)。
技术实现思路
为了实现前述目的并根据本公开的目的，提供了一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置。第一冷却剂气体压强系统构造成提供在第一压强下的第一冷却剂气体。第二冷却剂气体压强系统构造成以独立于所述第一冷却剂气体压强系统提供在第二压强下的第二冷却剂气体。第三冷却剂气体压强系统构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统和所述第二冷却剂气体压强系统，提供在第三压强下的第三冷却剂气体。第四冷却剂气体压强系统构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统、所述第二冷却剂气体压强系统和所述第三冷却剂气体压强系统提供在第四压强下的第四冷却剂气体。具有卡盘表面的静电卡盘具有中心点和周边。所述静电卡盘的第一多个冷却剂气体端口连接到所述第一冷却剂气体压强系统，其中所述第一多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距大于第一半径处。所述静电卡盘的第二多个冷却剂气体端口连接到所述第二冷却剂气体压强系统，其中所述第二多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开，其中所述第二半径小于所述第一半径。所述静电卡盘的第三多个冷却剂气体端口连接到所述第三冷却剂气体压强系统，其中所述第三多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开，其中，所述第三半径小于所述第二半径。所述静电卡盘的第四多个冷却剂气体端口连接到所述第四冷却剂气体压强系统，其中所述第四多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开一定距离。外密封带围绕所述卡盘表面的所述周边延伸，其中所述第一多个冷却剂气体端口、所述第二多个冷却剂气体端口、所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口位于所述外密封带内。在另一种表现形式中，提供了一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置。一种具有卡盘表面的带有周边的静电卡盘包括：位于卡盘表面上的多个密封带，多个密封带包括外密封带、第一内带、第二内带和第三内带；由多个密封带限定的多个冷却区域，多个冷却区域包括由外密封带和第一内带限定的第一径向冷却区域，由第一内带和第二内带限定的第二径向冷却区域，由第二内带和第三内带限定的第三径向冷却区域和由第三内带限定的中心冷却区域；以及多个冷却剂气体端口，其包括分别位于第一径向冷却区域、第二径向冷却区域、第三径向冷却区域和中心冷却区域的第一多个冷却剂气体端口、第二多个冷却剂气体端口、第三多个冷却剂气体端口和第四多个冷却剂气体端口。冷却剂气体供应系统包括第一、第二、第三和第四控制阀，每个控制阀构造成分别在独立压强下向第一、第二、第三和第四多个冷却剂气体端口提供冷却剂气体。在上述实施方案中，外密封带、第一内带、第二内带和第三内带的相应高度可以大致相等。静电卡盘还可包括多个排放固定装置。多个排放固定装置中的每个固定装置可包括至少一个排放孔和围绕所述至少一个排放孔的密封部分。至少一个排放孔可以连接到排放口。外密封带的高度可以高于第一内带、第二内带和第三内带的相应高度。第一内带、第二内带和第三内带的高度可以介于外密封带的高度的四分之一和四分之三之间。外密封带可具有介于5微米和30微米之间的高度。外密封带可以在外密封带的上部外部具有凹口。由第一控制阀提供的第一压强可以大于由第二控制阀提供的第二压强，并且第二压强可以小于由第三控制阀提供的第三压强，并且第三压强可以大于由第四控制阀提供的第四压强。静电卡盘还可包括在卡盘表面上的多个升降销孔。在另一种表现形式中，提供了一种具有卡盘表面的静电卡盘，所述卡盘表面具有中心点和周边。第一多个冷却剂气体端口能连接到第一冷却剂气体压强系统，其中所述第一多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距大于第一半径处。第二多个冷却剂气体端口能连接到第二冷却剂气体压强系统，其中所述第二多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开，其中所述第二半径小于所述第一半径。第三多个冷却剂气体端口能连接到第三冷却剂气体压强系统，其中所述第三多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开，其中，所述第三半径小于所述第二半径。第四多个冷却剂气体端口，其能连接到第四冷却剂气体压强系统，其中所述第四多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开一定距离。外密封带围绕所述卡盘表面的所述周边延伸，其中所述第一多个冷却剂气体端口、所述第二多个冷却剂气体端口、所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口位于所述外密封带内。在另一种表现形式中，提供了一种具有卡盘表面的静电卡盘。多个密封带位于卡盘表面上，多个密封带包括外密封带、第一内带、第二内带和第三内带。多个冷却区域由多个密封带限定，所述多个冷却区域包括：由外密封带和第一内带限定的第一径向冷却区域，由第一内带和第二内带限定的第二径向冷却区域，由第二内带和第三内带限定的第三径向冷却区域和由第三内带限定的中心冷却区域。多个冷却剂气体端口包括分别位于第一径向冷却区域、第二径向冷却区域、第三径向冷却区域和中心冷却区域的第一多个冷却剂气体端口、第二多个冷却剂气体端口、第三多个冷却剂气体端口和第四多个冷却剂气体端口。对于上述静电卡盘，外密封带、第一内带、第二内带和第三内带的相应高度可以大致相等。静电卡盘可以具有多个排放固定装置。多个排放固定装置中的每一个可以包括至少一个排放孔和围绕所述至少一个排放孔的密封部分。至少一个排放孔可以是能连接到排放口的。对于上述静电卡盘，外密封带的高度可以高于第一内带、第二内带和第三内带的相应高度。第一内带、第二内带和第三内带的高度可以介于外密封带的高度的四分之一和四分之三之间。外密封带可具有介于5微米和30微米的高度。外密封带可以在外密封带的上部外部具有凹口。第一多个冷却剂气体端口可构造成从第一控制阀接收在第一压强下的气体。第二多个冷却剂气体端口可构造成从第二控制阀接收在第二压强下的气体，第一压强大于第二压强。第三多个冷却剂气体端口可构造成从第三控制阀接收第三压强下的气体，第二压强小于第三压强。第四多个冷却剂气体端口可构造成从第四控制阀接收第四压强下的气体，第三压强大于第四压强。静本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置，其包括：/n第一冷却剂气体压强系统，其构造成提供在第一压强下的第一冷却剂气体；/n第二冷却剂气体压强系统，其构造成以独立于所述第一冷却剂气体压强系统提供在第二压强下的第二冷却剂气体；/n第三冷却剂气体压强系统，其构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统和所述第二冷却剂气体压强系统，提供在第三压强下的第三冷却剂气体；/n第四冷却剂气体压强系统，其构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统、所述第二冷却剂气体压强系统和所述第三冷却剂气体压强系统提供在第四压强下的第四冷却剂气体；以及/n具有卡盘表面的静电卡盘，所述静电卡盘具有中心点和周边，所述静电卡盘还包括：/n第一多个冷却剂气体端口，其连接到所述第一冷却剂气体压强系统，其中所述第一多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距大于第一半径处；/n第二多个冷却剂气体端口，其连接到所述第二冷却剂气体压强系统，其中所述第二多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开，其中所述第二半径小于所述第一半径；/n第三多个冷却剂气体端口，其连接到所述第三冷却剂气体压强系统，其中所述第三多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开，其中，所述第三半径小于所述第二半径；/n第四多个冷却剂气体端口，其连接到所述第四冷却剂气体压强系统，其中所述第四多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开一定距离；以及/n围绕所述卡盘表面的所述周边延伸的外密封带，其中所述第一多个冷却剂气体端口、所述第二多个冷却剂气体端口、所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口位于所述外密封带内。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 US 62/480,2321.一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置，其包括：
第一冷却剂气体压强系统，其构造成提供在第一压强下的第一冷却剂气体；
第二冷却剂气体压强系统，其构造成以独立于所述第一冷却剂气体压强系统提供在第二压强下的第二冷却剂气体；
第三冷却剂气体压强系统，其构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统和所述第二冷却剂气体压强系统，提供在第三压强下的第三冷却剂气体；
第四冷却剂气体压强系统，其构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统、所述第二冷却剂气体压强系统和所述第三冷却剂气体压强系统提供在第四压强下的第四冷却剂气体；以及
具有卡盘表面的静电卡盘，所述静电卡盘具有中心点和周边，所述静电卡盘还包括：
第一多个冷却剂气体端口，其连接到所述第一冷却剂气体压强系统，其中所述第一多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距大于第一半径处；
第二多个冷却剂气体端口，其连接到所述第二冷却剂气体压强系统，其中所述第二多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开，其中所述第二半径小于所述第一半径；
第三多个冷却剂气体端口，其连接到所述第三冷却剂气体压强系统，其中所述第三多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开，其中，所述第三半径小于所述第二半径；
第四多个冷却剂气体端口，其连接到所述第四冷却剂气体压强系统，其中所述第四多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开一定距离；以及
围绕所述卡盘表面的所述周边延伸的外密封带，其中所述第一多个冷却剂气体端口、所述第二多个冷却剂气体端口、所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口位于所述外密封带内。


2.根据权利要求1所述的装置，所述静电卡盘还包括第一内带，其中所述第一内带设置在所述第一多个冷却剂气体端口和所述第二多个冷却剂气体端口之间。


3.根据权利要求2所述的装置，所述静电卡盘还包括第二内带，其中所述第二内带设置在所述第二多个冷却剂气体端口和所述第三多个冷却剂气体端口之间。


4.根据权利要求3所述的装置，所述静电卡盘还包括第三内带，其中第三内带位于所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口之间。


5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述外密封带、所述第一内带、所述第二内带和所述第三内带的相应高度大致相等。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述静电卡盘还包括多个排放固定装置。


7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述多个排放固定装置中的每个固定装置包括：
至少一个排放孔；和
围绕所述至少一个排放孔的密封部分。


8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个排放孔连接到排放口。


9.根据权利要求4所述的装置，其中，所述外密封带的高度高于所述第一内带、所述第二内带和所述第三内带的相应高度。


10.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一内带、所述第二内带和所述第三内带的高度在所述外密封带高度的四分之一和四分之三之间。


11.根据权利要求1所述的装置，其中，由所述第一冷却剂气体压强系统提供的所述第一压强大于由所述第二冷却剂气体压强系统提供的所述第二压强，并且所述第二压强小于由所述第三冷却剂气体压强系统提供的所述第三压强，并且所述第三压强大于由所述第四冷却剂气体压强系统提供的所述第四压强。


12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外密封带的高度介于5微米和30微米之间。


13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述静电卡盘还包括在所述卡盘表面上的多个升降销孔。


14.根据权利要求1所述的装置，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·马丘什金，约翰·P·霍兰德，马克·H·威尔科克森，基思·科门丹特，塔内尔·奥泽尔，郝芳莉，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US