本发明专利技术的实施例大致关于半导体处理腔室，且更明确地，关于半导体处理腔室的加热支撑基座。在一个实施例中，提供半导体处理腔室的基座。基座包括：基板支撑件，基板支撑件包括导电材料并具有接收基板的支撑表面；电阻式加热器，密封于基板支撑件中；中空轴，在第一端耦接至基板支撑件并在相反端耦接至相配接口，中空轴包括具有中空核心的轴主体；及冷却通道组件，环绕中空核心并配置于轴主体中，以通过内部冷却路径从基座移除热量，其中基板支撑件具有位于加热元件与环形冷却通道之间的热控制间隙。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽范围晶圆温度控制的多功能加热器/冷却器基座专利技术背景专利
本专利技术的实施例大致关于半导体处理腔室，且更具体地，关于半导体处理腔室的加热支撑基座。相关技术的描述半导体处理包括数个不同的化学与物理处理，通过此在基板上产生精密的集成电路。通过包括化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长等的处理产生构成集成电路的材料层。利用光刻胶掩模与湿或干蚀刻技术来图案化某些材料层。用以形成集成电路的基板可为硅、砷化镓、磷化铟、玻璃或其它合适的材料。·在集成电路的制造中，等离子体处理通常用来沉积或蚀刻不同的材料层。等离子体处理相对于热处理提供了多个优点。举例而言，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)可使沉积处理以相比在类似热处理中实现的温度和沉积速率更低的温度和更高的沉积速率来执行。因此，PECVD有利于热预算紧张的集成电路制造，诸如超大规模或极大规模集成电路(VLSI或ULSI)器件制造。用于这些处理的处理腔室通常包括基板支撑件或基座，所述基座配置于所述处理腔室中以在处理过程中支撑基板。在某些处理中，基座可包括嵌入式加热器，所述嵌入式加热器适于控制基板的温度与/或提供可用于处理中的升高的温度。基板处理过程中基板的适当温度控制与均匀加热是相当重要的，特别当集成电路的尺寸减小时。具有嵌入式加热器的传统支撑件往往具有数个热点与冷点，这些热点与冷点会影响沉积于基板上的膜的质量。在整个集成电路制造中，基板表面的平坦性也相当重要。因此，保持基板的基座的表面必须尽可能平坦。加热时，由于基座的中心加热且基座的周边损失热，传统的基板支撑基座非常容易向上弯曲。弯曲的支撑基座可造成保持于所述支撑基座上的基板的弯曲，由此大幅度地降低晶圆表面的平坦性。因此，需要一种在贯穿完整处理循环中在任何时候提供主动温度控制的基座。
技术实现思路
本专利技术的实施例大致关于半导体处理腔室，且更具体地，关于半导体处理腔室的加热支撑基座。在一个实施例中，提供半导体处理腔室的基座。所述基座包括基板支撑件，所述基板支撑件包括导电材料并具有用于接收基板的支撑表面；电阻式加热器，密封于所述基板支撑件中；中空轴，在第一端耦接至所述基板支撑件并在第二端耦接至相配界面，所述中空轴包括具有中空核心的轴主体；及冷却通道组件，环绕所述中空核心并配置于所述轴主体中以通过内部冷却路径自所述基座移除热量，其中所述基板支撑件具有热控制间隙，所述热控制间隙位于所述加热元件与环形冷却通道之间。在另一个实施例中，提供半导体处理腔室的基座。所述基座包括基板支撑件，所述基板支撑件包括导电材料并具有用于接收基板的支撑表面；中空轴，与所述基板支撑件耦接且包括具有中空核心的轴主体；及主动冷却系统，用于对位于所述支撑表面上的基板的温度提供主动控制，所述主动冷却系统包括密封于所述基板支撑件中的加热元件以及环绕所述中空核心且配置于所述轴主体中以通过内部冷却路径自所述基座移除热量的冷却通道组件，其中热控制间隙位于所述加热元件与环形冷却通道之间。在又一个实施例中，提供等离子体处理系统。所述等离子体处理系统包括处理腔室主体，具有界定一对处理区的侧壁、底壁与内部侧壁；射频源，与所述处理腔室主体耦接；及基座，配置于所述一对处理区的至少一个处理区中。所述基座包括基板支撑件，所述基板支撑件包括导电材料并具有用于接收基板的支撑表面；中空轴，与所述基板支撑件耦接且包括具有中空核心的轴主体；及主动冷却系统，用于对位于所述支撑表面上的基板的温度提供主动控制，所述主动冷却系统包括密封于所述基板支撑件中的加热元件以及环绕所述中空核心且配置于所述轴主体中以通过内部冷却路径自基座移除热量的冷却通道组件，其中热控制间隙位于所述加热元件与环形冷却通道之间，且射频源与所述处理腔室主体耦接。 附图简述为了详细地了解本专利技术的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来理解如上所简短概述的本专利技术的更特定的描述。然而，需注意附图仅描绘本专利技术的典型实施例而因此不被视为本专利技术范围的限制因素，因为本专利技术可允许其它等效实施例。图I是等离子体系统的一个实施例的部分横截面图；图2A是图I所不的基座的一个实施例的等角侧视图；图2B是图I所不的基座的一个实施例的等角仰视图；图3A是图I所不的基座的个实施例的不意仰视图；图3B是沿着图3A的线3B-3B的基座的一个实施例的横截面侧视图；图3C是图3B的基座的一个实施例的横截面图的放大部分；图3D是沿着图3A的线3D-3D的横截面侧视图；图3E是图3D的基座的一个实施例的横截面图的放大部分；图4A是电阻式加热器的一个实施例的示意俯视图；及图4B是电阻式加热器的一个实施例的示意侧视图。为了便于理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示图中共同的元件。可以预期的是，一个实施例的元件与特征可有利地并入其它实施例而不需要进一步的论述。详细说明本专利技术的实施例大致关于半导体处理腔室，且更具体地，关于半导体处理腔室的加热支撑基座。以下参照等离子体腔室示意性地描述本专利技术的实施例。在一个实施例中，在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中使用所述等离子体腔室。可适于从本文所述实施例受益的PECVD系统的实例包括|> K 01) I: C I-. R i4SE CVD系统、}> R O i)l· (:_ l· R卜.GTTMCVD系统或DX Z & CVD系统，上述所有系统均可商业地从Applied Materials, Inc.(应用材料有限公司)(Santa Clara, California)取得。P ro d U C e r SE CVD 系统(例如，200mm或300mm)具有两个隔离处理区，所述隔离处理区可用来在基板上沉积薄膜，诸如导电膜、硅烷、碳-掺杂氧化硅与其它材料，所述P rod u cer SE CVD系统在美国专利5，855，681与6，495，233中得到描述，这两个专利通过参考结合于本文中。D X Z CVD腔室在美国专利6，364，954中被披露，所述专利也通过参考结合于本文中。虽然示范性实施例包括两个处理区，但可预期本文所述实施例可有利地用于具有单一处理区或超过两个处理区的系统中。也可预期本文所述实施例可有利地用于其它等离子体腔室，包括蚀刻腔室、离子注入腔室、等离子体处理腔室、和剥除腔室等。进一步可预期本文所述实施例可有利地用于从其它制造商获得的等离子体处理腔室。本文所述的基座的实施例解决了在完整处理循环过程中在任何时候的处理中对基板进行主动温度控制的需求。本文所述某些实施例利用具有极微温度梯度(〈10° C)与独特元件图案的嵌入式加热元件提供温度高于400° C的较高温度控制。本文所述某些实施例可通过使活性冷却剂通过基座的主体，来从外部源(如，RF联接器)或内部源(诸如嵌入式加热元件)任一者移除较大的热负载(例如，高于2，000瓦特)。本文所述某些实施例通过主动控制加热元件以及通过基座的主体的冷却剂的流率来提供较低的所希望的温度梯度。本文所述某些实施例在基板经受多种处理与腔室条件(例如，加热器面板、击发 于腔室中的耦连RF、处理气体、化学作用等)的同时，提供在宽范围上主动控制基板的温度的能力。可通过两个主动温度通量实现主动温度控制；第一，通过钎焊接/嵌入式加热元件提供热量至基座，而第二，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.18 US 12/641,8191.一种用于半导体处理腔室的基座，包括 基板支撑件，包括导电材料并具有接收基板的支撑表面； 电阻式加热器，密封于所述基板支撑件中；及 中空轴，在第一端耦接至所述基板支撑件并在第二端耦接至相配接ロ，所述中空轴包括: 轴主体，具有中空核心；及 冷却通道组件，环绕所述中空核心并配置于所述轴主体中，以通过内部冷却路径从所述基座移除热量，其中所述基板支撑件具有热控制间隙，所述热控制间隙位于所述加热元件与环形冷却通道之间。2.如权利要求I所述的基座，其特征在于，所述电阻式加热器包括加热元件，所述加热元件具有中心密集图案，以提供匹配且补偿基板热损失的辐射加热分布。3.如权利要求I所述的基座，其特征在于，所述冷却通道组件具有 环形冷却通道； 冷却通道入ロ，用以输送热传送流体至所述环形冷却通道 '及 冷却通道出ロ，用以从所述环形冷却通道移除所述热传送流体。4.如权利要求3所述的基座，其特征在于，所述环形冷却通道组件还包括流体再循环器，所述流体再循环器耦接于所述冷却通道入口与所述冷却通道出口，以供应所述热传送流体至所述环形冷却通道。5.如权利要求4所述的基座，其特征在干，所述冷却通道入ロ纵向延伸通过所述轴主体。6.如权利要求I所述的基座，其特征在于，所述热控制间隙由下列形成 上壁； 相对下壁；及 周围壁，围绕所述热控制间隙，其中所述周围壁是圆形的，从而使所述热控制间隙为圆形形状。7.如权利要求6所述的基座，其特征在干，所述热控制间隙的直径在约7.6cm与约10. 2cm之间，而所述热控制间隙的高度在约Icm与约I. 3cm之间。8.如权利要求6所述的基座，其特征在于，所述电阻式加热器的顶部位于离所述基板支撑件的支撑表面为约O. 3cm与约2cm之间的距离处，而所述热控制间隙的上壁位于离所述支撑表面为约I. 3cm与约3. 8cm之间的距离处。9...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶立耀，T·A·M·恩古耶，D·R·杜鲍斯，S·巴录佳，T·诺瓦克，J·C·罗查阿尔瓦雷斯，周建华，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：
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