等離子體處理系統(tǒng)中溫度依賴型晶片間隙變化的被動補償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】提供了依賴于熱膨脹部件的溫度驅(qū)動的尺度變化來基本上或部分地抵消由于腔室部件的溫度變化而產(chǎn)生的晶片間隙變化的被動式晶片間隙補償裝置和方法。本被動裝置和技術(shù)涉及被動地升高或降低朝向襯底的部件或襯底支撐件來基本上或部分地抵消升溫的間隙變窄的效應(yīng)或間隙擴大的效應(yīng)，從而減少或消除由于腔室部件溫度變化而造成的晶片間隙變化?？蛇x地提供冷卻裝置和熱斷路器以改善性能。
【專利說明】等離子體處理系統(tǒng)中溫度依賴型晶片間隙變化的被動補償

【背景技術(shù)】
[0001]等離子體長期以來被用于將襯底(例如，晶片、平板等)處理成電子產(chǎn)品(如半導(dǎo)體集成電路、平板顯示器、液晶顯示器等)。襯底的等離子增強處理典型地涉及將襯底置于合適的等離子體處理系統(tǒng)(諸如等離子體處理集工具)的等離子體處理腔室中，將襯底定位在工件夾持器上或卡盤上，將合適的源氣體引入腔室，并且根據(jù)用于淀積或蝕刻目的的特定配方來將源氣體激發(fā)成等離子體。
[0002]因為襯底上的特征尺寸越來越小并且工藝要求變得越來越嚴格，有必要更嚴格地控制工藝參數(shù)，以確保蝕刻或沉積的結(jié)果令人滿意。在等離子體處理過程中要控制的一個參數(shù)是駐留在晶片外邊緣的晶片倒角狀態(tài)。在倒角上，在器件生成過程中在高的機械張力或壓力下沉積薄膜。在晶片加工和處理期間，這些薄膜可能剝落，并且可能在晶片的表面上形成缺陷，從而導(dǎo)致管芯產(chǎn)量減少。在倒角蝕刻處理應(yīng)用中，要特別控制好的參數(shù)之一是晶片間隙。作為在這里所采用的術(shù)語，晶片間隙是指在上部電極(其可以接地或者可以用DC或RF電源等供電，或者可以是絕緣板或電絕緣材料和導(dǎo)電材料的組合)和襯底之間的距離。更具體地說，在本文的倒角蝕刻例中，晶片間隙指的是在被設(shè)置在襯底之上并與襯底呈空間隔開關(guān)系(用于抑制在襯底的中心區(qū)域形成等離子體，其中在倒角蝕刻期間不希望在襯底的中心區(qū)域有等離子處理)的上部絕緣器板的下表面和襯底的上表面之間的距離。在倒角蝕刻應(yīng)用中，晶片間隙對于控制朝向晶片中心的蝕刻邊界是很重要的。這一蝕刻邊界被定義為使得襯底的蝕刻速率已經(jīng)下降到低于某一臨界值以致蝕刻變得不重要的半徑。這個臨界值通常為約50納米/分鐘。換句話說，這個關(guān)鍵的間隙確定了等離子從晶片周圍的外部區(qū)向晶片的中心能侵蝕多遠。這個侵蝕距離是隨應(yīng)用而不同的，但剛好從晶片的邊緣(頂點)測量，通常是在500微米的數(shù)量級的范圍上。
[0003]一般來說，晶片間隙由驅(qū)動機構(gòu)控制，該驅(qū)動機構(gòu)根據(jù)需要來提高或降低上部絕緣器板以例如使襯底的裝載和卸載變得方便并控制上述晶片間隙以用于不同的應(yīng)用中。舉例而言，一些驅(qū)動器機制可能采用步進電機和/或相關(guān)的傳動裝置或螺旋裝置來按照由工藝配方設(shè)定的晶片間隙值精密地控制晶片間隙。
[0004]襯底的等離子體增強處理在某些情況下可能涉及升高的襯底和腔室硬件的溫度。例如，一些倒角蝕刻配方可能要求襯底和腔室硬件設(shè)備的溫度處在大約80攝氏度或更高的范圍內(nèi)。這一升高的溫度是通過有源加熱腔室部件實現(xiàn)的，并且已經(jīng)觀察到，當(dāng)腔室部件升溫時，這些腔室部件的熱膨脹改變晶片間隙。由于熱膨脹而產(chǎn)生的晶片間隙變化足夠大，使得在各個溫度上的腔室間隙要重新校準以弓I起溫度依賴型的晶片間隙的變化。因為需要打開腔室，所以重新校準增加了模塊離線的時間，因而是不期望的。此外，對溫度依賴型的間隙的重新校準的需要會阻止工具用戶在單次運行中在不同溫度下處理給定的晶片。對于一些倒角蝕刻應(yīng)用，這樣的飛速溫度變化的能力可能是理想的處理節(jié)點。
[0005]舉例來說，在某些情況下可能需要改變驅(qū)動機構(gòu)采用來重新定位上部絕緣器板以引起與溫度相關(guān)的熱膨脹的晶片間隙值。在一個示例性倒角蝕刻應(yīng)用中，晶片間隙可以小至350微米，在某些系統(tǒng)中，與溫度相關(guān)的熱膨脹可以使得:溫度每改變10攝氏度，晶片間隙其指定值即收縮3%左右。通過增加配方中的晶片間隙值來引起與溫度相關(guān)的晶片間隙收縮，驅(qū)動機構(gòu)可以能夠在腔室部件升溫時提供一定程度的補償。
[0006]如上所述，晶片間隙校準是勞力密集且耗時的過程，是處理影響晶片間隙的熱膨脹問題的相對繁瑣的方式。而本發(fā)明的實施例提供了改進的裝置和方法來解決影響到等離子處理系統(tǒng)中的晶片間隙的、與溫度相關(guān)的熱膨脹的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個實施例中，本發(fā)明涉及用于處理襯底的等離子體處理系統(tǒng)。等離子體處理系統(tǒng)具有:帶有至少一個襯底支撐件和在襯底之上的朝向襯底的部件的腔室，該朝向襯底的部件朝向襯底的上表面，襯底支撐件和朝向襯底的部件有空間隔開關(guān)系。在處理期間，襯底被設(shè)置在襯底支撐件的頂端，并在襯底支撐件和朝向襯底的部件之間。該等離子體處理系統(tǒng)還包括聯(lián)接在朝向襯底的部件和等離子體處理腔室的上部腔室部件之間的朝向襯底的部件支撐結(jié)構(gòu)，其在處理過程中將朝向襯底的部件定位在襯底上面，使得在朝向襯底的部件的下表面和襯底的上表面之間存在所希望的間隙。等離子體處理系統(tǒng)還包括用于響應(yīng)于等離子體處理腔室的至少一個部件所經(jīng)歷的溫度變化被動地移動朝向襯底的部件的裝置。如果朝向襯底的部件沒有被動地移動，則至少一個部件所經(jīng)歷的溫度變化導(dǎo)致所希望的間隙改變。用于被動地移動朝向襯底的部件的裝置依賴于該裝置的熱驅(qū)動的尺寸變化來完成移動。
[0008]本發(fā)明的這些和其它特征將在下面在本發(fā)明的詳細說明中結(jié)合附圖更詳細地說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]在附圖中，本發(fā)明是通過舉例的方式示出的，而不是通過限制的方式示出的，且在附圖中，相似的參考數(shù)字表示相似的部件，其中:
[0010]圖1示出了典型的等離子處理腔室的簡化原理圖以方便討論。
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、具有被動晶片間隙補償裝置的實現(xiàn)的等離子體處理腔室的簡化原理圖。

【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)在將參照在附圖中示出的幾個實施例詳細說明本發(fā)明。在下面的說明中，闡述了許多具體細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，顯而易見的是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以在沒有這些具體細節(jié)的一部分或全部的情況下實施。在其它實例中，沒有詳細說明眾所周知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)，以免不必要地使本發(fā)明難以理解。
[0013]本發(fā)明的實施例涉及用于抵消由于溫度變化而導(dǎo)致的晶片間隙變化的被動補償裝置和方法。在一個或多個實施例中，如果晶片間隙在腔室部件加熱時趨于減小(例如，由于系統(tǒng)的溫度設(shè)定點的改變或由于延伸操作)，則添加以熱膨脹部件的形式存在的輔助硬件來以相同的速率被動地移動(例如，升高)上部絕緣器板。通過被動的機械式減小或取消，不論溫度如何變化，晶片間隙基本上保持恒定。
[0014]如本文所用的，術(shù)語“被動”指的是:本發(fā)明的實施例涉及以致動器(諸如電、液壓、磁、機械或氣動的)之外的手段來補償晶片間隙變化。應(yīng)當(dāng)指出，在實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的任何給定的系統(tǒng)中，仍然可以采用現(xiàn)有的用來主動驅(qū)動定位上部絕緣器板的致動器，以與以前一樣提供一些主動補償，但本發(fā)明的被動補償?shù)膶嵤├徊捎媚欠N間隙驅(qū)動機構(gòu)來完成補償?shù)囊徊糠?。換種方式說，盡管本發(fā)明不要求僅僅被動補償是等離子體處理系統(tǒng)中的唯一的晶片間隙補償機制，但本文所討論的被動補償方法不采用主動式致動器。因此，本發(fā)明的實施例的被動補償方法可以單獨地存在，或與采用例如間隙驅(qū)動機構(gòu)之類的現(xiàn)存的現(xiàn)有技術(shù)的主動補償方法一起存在。
[0015]例如，本發(fā)明的實施例不使用致動器來驅(qū)動上部絕緣器板遠離或朝向襯底支撐件或下部電極來補償或抵消由于溫度的變化而造成的間隙變窄或間隙變大的效應(yīng)。雖然現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動機構(gòu)可以最初將晶片間隙設(shè)置為或?qū)⒕g隙校準為不同的值以響應(yīng)于溫度變化，但本發(fā)明不要求用這樣的主動補償策略(盡管在給定的等離子體處理系統(tǒng)中，這樣的現(xiàn)有技術(shù)的補償策略可以與本發(fā)明的實施例一起存在)。相反，本發(fā)明的實施例依賴于熱膨脹部件的熱驅(qū)動的尺寸變化(例如，溫度驅(qū)動的膨脹屬性)來機械地減去或機械地抵消上述晶片間隙的減小或擴大。
[0016]應(yīng)注意，從本文的討論的一開始，討論了熱膨脹部件基本上或部分地被動抵消腔室部件升溫的間隙縮小的效應(yīng)的具體實施例。然而，本發(fā)明既不限于本文明確討論的實施例，也不僅限于間隙縮小的效應(yīng)。應(yīng)理解，本發(fā)明還包括:其中晶片間隙由于腔室部件升溫而加大或擴展，并且適當(dāng)?shù)夭捎玫臒崤蛎洸考部梢杂脕砘旧匣虿糠值乇粍拥窒捎谇皇也考郎囟鴮?dǎo)致的晶片間隙變大的效應(yīng)這樣的情況。對熱膨脹部件的附著的方法、定位、附著位點等的修改以基本上或部分地被動抵消升溫的間隙變小或間隙變大的效應(yīng)，是在本公開給出的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員的技能范圍內(nèi)。此外，盡管是采用溫度上升來說明本實施例，但間隙的變化(開或關(guān))也可以由溫度降低引起。本文所討論的原理在這種情況下同樣適用。
[0017]在一個或多個實施例中，熱膨脹部件與將上部絕緣器板機械地支撐在晶片上的支撐結(jié)構(gòu)聯(lián)接，從而在熱膨脹部件響應(yīng)于溫度上升而膨脹時升高上部絕緣器板。例如，如果上部絕緣器板通過上部絕緣器板支撐組件聯(lián)接到腔室結(jié)構(gòu)的參照機械支撐點，則可以采用熱膨脹部件來響應(yīng)于溫度的上升而升高參照機械支撐點。在這種方式中，在上部絕緣器板支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)于溫度的上升而延伸或擴展(在一個例子中，該溫度的上升傾向于縮小晶片間隙)時，同樣的溫度上升也使熱膨脹部件膨脹，以升高參照機械點進而升高上部絕緣器板，從而基本上或部分地抵消溫度上升的晶片間隙變小的效應(yīng)。
[0018]在一種類似的方式中，在溫度上升時，則適當(dāng)?shù)夭捎玫臒崤蛎洸考脖挥脕砘旧匣虿糠值乇粍拥窒g隙變大的效應(yīng)(如果是這種情況的話)。
[0019]在一個或多個實施例中，為了提高被動補償裝置的效率，上述上部絕緣器板支撐結(jié)構(gòu)(和/或其它部件)的至少一部分可以被熱隔離，以防止該部分延伸或擴展，從而使晶片間隙改變的量最小化。要抵消的變小或變大越少或者牽涉的晶片間隙變化的因數(shù)越少，被動補償就可以做得更簡單或更有效或更小型化。
[0020]參照下面的附圖和討論，可以更好地理解本發(fā)明的實施例的特征和優(yōu)點。圖1示出了一個典型的、包括用于在處理期間支撐晶片104的襯底支撐件102的等離子處理腔室100的簡化原理圖。在一個實施例中，襯底支撐件102是電極。在另一個實施例中，襯底支撐件102是工件保持件。在又另一個實施例中，襯底支撐件102可以是卡盤。
[0021]示出了朝向襯底的部件聯(lián)接到朝向襯底的部件的支撐結(jié)構(gòu)。在圖1的例子中，朝向襯底的部件是以上部絕緣器板106的形式存在，并且被示為聯(lián)接到上部絕緣器板支撐結(jié)構(gòu)108，上部絕緣器板支撐結(jié)構(gòu)108用于將上部絕緣器板106聯(lián)接到腔室結(jié)構(gòu)的參照機械支撐點110。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然朝向襯底的部件106在圖1的例中是上部絕緣器板，但本發(fā)明的實施例也適用于朝向襯底的部件是上部電極(它可供電或接地，例如，如果需要的話，也可以是直流偏置的)這樣的情況
[0022]舉例而言，參照機械支撐點110可以是腔室結(jié)構(gòu)部件(或其部分)，其用于與上部絕緣器板支撐結(jié)構(gòu)108聯(lián)接以將上部絕緣器板106懸掛在晶片104的上方，從而在加工處理期間形成晶片間隙120。
[0023]為了便于晶片裝載卸載以及將晶片間隙120驅(qū)動到由工藝配方指定的一些預(yù)定義的晶片間隙值，晶片間隙120可以用在圖1中由參考數(shù)字122A和122B表示的驅(qū)動機構(gòu)122驅(qū)動。在處理期間，在倒角區(qū)，從注入的工藝氣體來創(chuàng)建等離子體，以處理(例如，蝕刻)該倒角區(qū)。由于在倒角處理期間一般不期望有襯底的內(nèi)部區(qū)的等離子體處理，因此保持在晶片上面的窄的晶片間隙保證了不在襯底的中心部分的上方形成等離子體。
[0024]一般地說，驅(qū)動機構(gòu)122被配置為使用其精準的電機/齒輪組合并結(jié)合用于反饋的位置解碼器將晶片間隙驅(qū)動到某一位置。一旦晶片間隙由硅片驅(qū)動機構(gòu)122驅(qū)動到配方所指定的位置，晶片間隙就被視為設(shè)定了，如果其它的配方參數(shù)(如RF功率、壓力、氣體流等)也被設(shè)定，處理就可以開始了。
[0025]然而，在某些情況下，對于某些倒角蝕刻應(yīng)用，腔室硬件可以達到相當(dāng)高的溫度，例如大約80攝氏度。例如，等離子體腔室及其部件可以在較低的溫度(如腔室溫)下校準，但可以在高溫下操作。由不同材料制成的并具有不同的熱容和物理長度的腔室部件可能以不同的速率膨脹，并可經(jīng)歷不同的作為時間和溫度的函數(shù)的長度變化。
[0026]腔室部件的這一溫度增加可能會以不同的方式影響晶片間隙。在一些腔室中，晶片間隙響應(yīng)于溫度的上升而變小。在其它的腔室，如前面提到那樣，晶片間隙可以變大。這種變化是在許多應(yīng)用中是足夠憂心的，這種變化包括倒角蝕刻應(yīng)用，其中的間隙非常小(例如，小于700微米)，并且在室溫和最高處理溫度(腔室部件在腔室已運作一段時間后可以達到該溫度)之間的范圍內(nèi)隨溫度的變化可能是溫度每上升10攝氏度就將預(yù)先設(shè)定的晶片間隙改變高達3%。例如，關(guān)于加熱至120攝氏度的腔室(例如，室溫為20攝氏度)，腔室部件可經(jīng)歷100攝氏度變化，間隙可能變化30%。晶片間隙的這個大比例的變化對倒角蝕刻結(jié)果有顯著的影響。例如，用于比預(yù)期的晶片間隙窄的倒角蝕刻速率允許有較少的等離子體侵入至晶片上方，從而降低了在離開倒角頂點的給定距離處的刻蝕速率。這一由于晶片間隙變化而造成的依賴于溫度的變化可能會導(dǎo)致蝕刻前沿的朝著晶片的頂點的位移比期望的更向外，從而減小了倒角工具的產(chǎn)量增強的優(yōu)勢。因為一些晶片是不平的，所以較小的間隙也是問題。標稱間隙也許能夠更好地引起生產(chǎn)晶片的非平坦狀態(tài)。減小間隙不期望地增大了使上部絕緣器板接觸襯底的上部的器件側(cè)的危險。
[0027]在一個或多個實施例中，熱膨脹部件都聯(lián)接有將上部絕緣器板機械地支撐在晶片之上的支撐結(jié)構(gòu)，以在熱膨脹部件響應(yīng)于溫度的上升而膨脹時被動升高上部絕緣器板，從而抵消上述的硅片間隙變小的效應(yīng)。圖2示出了采用熱膨脹部件來被動保持晶片間隙基本固定而與溫度變化無關(guān)的典型的等離子體處理腔室的簡化原理圖。
[0028]參考圖2，以在熱膨脹部件202A/202B由于加熱板210的溫度增大而膨脹時產(chǎn)生間隙變大的方式將熱膨脹部件202A/202B添加到裝置上。示出了兩個熱膨脹部件202A和202B，但單個圓柱形結(jié)構(gòu)(或其它結(jié)構(gòu)的形狀)也可以被用作熱膨脹的結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，如果需要，可以采用更大或更小數(shù)目的熱膨脹部件來在溫度變化時將上部絕緣器板升高或降低所期望的量。
[0029]在圖2的例子中，隨著溫度升高，熱膨脹部件202A/202B膨脹，從而向上被動地移動參照機械支撐點212。參照機械支持點212的這種被動的升高也被動升高了上部絕緣器板220 (因為上部絕緣器板220通過上板支撐結(jié)構(gòu)214聯(lián)接到參照機械支撐點212)，從而擴大了晶片間隙222。晶片間隙222的這種擴大具有抵消上述溫度驅(qū)動的間隙變小的效應(yīng)，從而機械地和被動地(全部或部分地)減去或抵消了溫度驅(qū)動的間隙變小的效應(yīng)。在圖2的例子中，晶片間隙222的擴大有效地抵消了板支撐結(jié)構(gòu)214的溫度驅(qū)動的膨脹。
[0030]應(yīng)注意，許多復(fù)雜因素可能響應(yīng)于各個腔室部件的零部件的溫度上升而對晶片間隙變小起作用。表征溫度上升對晶片間隙的效應(yīng)的一種方式可以是在不同溫度上或在已運行一定數(shù)量的循環(huán)后經(jīng)驗式地測量晶片間隙。例如，可以創(chuàng)建一個表來將被處理晶片的溫度/數(shù)目與晶片間隙收縮關(guān)聯(lián)起來。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然有可能有對晶片間隙的變化起作用的復(fù)雜的因素，但對響應(yīng)于溫度上升的晶片間隙，可經(jīng)驗式獲得總的變窄的效應(yīng)，以這種方式，總的變窄的效應(yīng)可以與腔室結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性無關(guān)地進行測量和量化。
[0031]能夠采用間隙變窄效應(yīng)的定量分析來選擇熱膨脹部件的合適的結(jié)構(gòu)、形狀或尺寸大小，以最好地抵消(根據(jù)需要，全部或部分地)或取消隨溫度變化的間隙變窄的效應(yīng)。在這種方式中，因為上板支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)于溫度的上升而膨脹或伸長(從而趨于縮小晶片間隙)并且其它的腔室部件的加熱可以增加或減小間隙變窄效應(yīng)，因此同樣的溫度上升也使熱膨脹部件膨脹以升高參照機械點212來升高上部絕緣器板220，從而抵消升溫的晶片間隙變窄效應(yīng)。
[0032]在一個或多個實施例中，可提供熱斷路器以使被動補償裝置更有效。在一些系統(tǒng)中，觀察到，因為驅(qū)動機構(gòu)是由許多部件組成的并且不是主動加熱的，所以這些部件的溫度沒有很好地控制。這些不同部件的實際溫度受匹配件之間的接觸電阻影響，其可以逐個組件地變化。結(jié)果是熱膨脹的可變量是復(fù)雜的以適應(yīng)某些情況。通過對驅(qū)動裝置熱隔離，所得的溫度驅(qū)動的尺寸變化(其是各種輔助的間隙擴展效應(yīng)與能歸因于不同的零部件的不同的溫度驅(qū)動響應(yīng)的間隙加寬效應(yīng)的復(fù)合)往往從腔室到腔室是更可重復(fù)的，從而使補償更簡單。
[0033]參考圖2，如果已經(jīng)允許整個上板支撐結(jié)構(gòu)214響應(yīng)于溫度上升而膨脹或伸長，那么，通過驅(qū)動上板220朝向晶片向下，這種擴張或伸長可部分地或全部地抵消由熱膨脹部件202A/202B提供的膨脹或伸長。
[0034]通過提供熱斷路器226A、226B和226C以及可選地使用適當(dāng)?shù)募訜?冷卻系統(tǒng)來將用參考數(shù)字214’表示的上板支撐結(jié)構(gòu)部分的溫度主動地保持穩(wěn)定，使得任何高溫驅(qū)動的間隙變化被熱膨脹部件抵消。如果溫度升高時，也允許部分214’膨脹，則膨脹部分214’將再次驅(qū)動間隙靠近，從而以不期望的方式至少部分地或基本上否定了熱膨脹部件的功倉泛。
[0035]其它腔室部件也可熱隔離和/或配備有冷卻裝置，以簡化補償裝置和/或使補償裝置更小和/或更有效。在一個或多個實施例中，驅(qū)動機構(gòu)可以被熱隔離，以使驅(qū)動機構(gòu)免受升溫導(dǎo)致的熱膨脹效應(yīng)的作用。
[0036]在一個或多個實施例中，上板支撐結(jié)構(gòu)214可以用跟蹤熱膨脹部件202A/202B的加熱/冷卻以確保這些部件以大體上相同的速率進行膨脹/收縮的方式被加熱/冷卻。在其它實施例中，上板支撐結(jié)構(gòu)214可以用跟蹤熱膨脹部件202A/202B的加熱/冷卻以確保這些部件以不同的但基本上消除了晶片間隙的縮小/擴大的速率進行膨脹/收縮的方式被加熱/冷卻。在一個或多個實施例中，可以將相同的加熱/冷卻液體(如電子氟化液(fluorinert)或另一種合適的加熱/冷卻液)發(fā)送到上板支撐結(jié)構(gòu)214和熱膨脹部件202A/202B以確保它們的溫度變化基本上是相同的。
[0037]應(yīng)注意的是，雖然熱膨脹部件示出的是與位置202A/202B聯(lián)接，但也可以用其它的方式來將熱膨脹部件與腔室部件聯(lián)接。只要熱膨脹部件被用來(部分地或完全地)被動抵消溫度驅(qū)動的晶片間隙變窄效應(yīng)，熱膨脹部件就可以添加到任何合適的位置和/或與等離子體腔室的任何合適的部件連接。例如，有可能被動降低襯底支撐件而不是被動升高上板來補償溫度驅(qū)動的晶片間隙變窄效應(yīng)。此外，雖然提供了三個熱斷路器，但只要是它們(部分地或完全地通過熱膨脹部件的膨脹)有助于上述討論的溫度驅(qū)動的晶片間隙變窄效應(yīng)的被動抵消，熱斷路器和/或冷卻裝置的數(shù)目就可以根據(jù)需要來變化。
[0038]就如能從上述中理解的那樣，本發(fā)明的實施例有利地和被動地補償由于溫度的變化導(dǎo)致的晶片間隙的變化。因為不需要復(fù)雜的主動控制和/或反饋方案來抵消溫度驅(qū)動的晶片間隙變窄的效應(yīng)，所以，本發(fā)明的實施例能夠可靠地和廉價地實施。通過采用熱膨脹部件的膨脹特性和簡單的機械消除原則來(部分地或完全地)機械地抵消升溫的晶片間隙變窄效應(yīng)，本發(fā)明的實施例能夠?qū)⒕g隙保持得大致恒定和/或顯著減少晶片間隙變窄的量，以使處理結(jié)果更可重復(fù)并可預(yù)測，而與溫度變化無關(guān)。
[0039]雖然已經(jīng)根據(jù)幾個優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但有落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的改變、置換和等同方案。例如，雖然本文的具體的實施例討論了倒角蝕刻腔室并提供了連接熱膨脹部件的具體方法以及用于這樣的連接的特定位置，但應(yīng)理解，本發(fā)明同樣適用于其它的涉及沉積和/或蝕刻的加工應(yīng)用，無論是否有倒角加工。
[0040]另外，雖然本文的具體例被動地升高或降低朝向襯底的部件來改變晶片間隙，但應(yīng)理解，本發(fā)明的一個或多個實施例可以應(yīng)用到被動地升高或降低襯底支撐件以改變晶片間隙的情況。另外，雖然本文的具體例解決的是溫度驅(qū)動的間隙變窄的情況，但應(yīng)理解，本發(fā)明還可以用于解決溫度驅(qū)動的間隙變大的情況。因此提出，有許多實施本發(fā)明的方法和裝置的可替換的方式，給出本公開，所有這些都是在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能實現(xiàn)的技能范圍內(nèi)。盡管在這里提供了各個實施例，但意在于這些實施例對于本發(fā)明是說明性的而不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理襯底的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理系統(tǒng)具有至少一個腔室，所述腔室具有至少一個襯底支撐件和在所述襯底之上朝向所述襯底的上表面的朝向襯底的部件，所述襯底支撐件和所述朝向襯底的部件有空間隔開關(guān)系，在所述處理期間，所述襯底被設(shè)置在所述襯底支撐件的頂端，并在所述襯底支撐件和所述朝向襯底的部件之間，所述等離子體處理系統(tǒng)包括: 朝向襯底的部件支撐結(jié)構(gòu)，其聯(lián)接在所述朝向襯底的部件和所述等離子體處理腔室的上部腔室部件之間，以便在所述處理過程中將所述朝向襯底的部件定位在所述襯底上面，使得在所述朝向襯底的部件的下表面和所述襯底的上表面之間存在所希望的間隙；和 用于響應(yīng)于所述等離子處理腔室的至少一個部件所經(jīng)歷的溫度變化被動地移動所述朝向襯底的部件的裝置，如果所述朝向襯底的部件沒有被動地移動，則所述至少一個部件所經(jīng)歷的所述溫度變化導(dǎo)致所述所希望的間隙改變，用于被動地移動所述朝向襯底的部件的所述裝置依賴于所述裝置的熱驅(qū)動的尺寸變化來完成所述移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述朝向襯底的部件是上部絕緣器板，并且其中所述腔室為倒角蝕刻腔室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述朝向襯底的部件是上部電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述襯底支撐件是下部電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述變化表示所述所希望的間隙在所述至少一個部件經(jīng)歷升溫時的變窄，用于被動地移動的所述裝置被配置為響應(yīng)于所述變窄來升高所述朝向襯底的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述變化表示所述所希望的間隙在所述至少一個部件經(jīng)歷升溫時的擴張，用于被動地移動的所述裝置被配置為響應(yīng)于所述擴張來降低所述朝向襯底的部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述被動地移動包括被動地移動所述上部腔室部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述上部腔室部件包括用于附著所述朝向襯底的部件支撐結(jié)構(gòu)的附著點。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括至少一個熱斷路器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括至少一個熱膨脹部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括被配置為響應(yīng)于溫度變化而對稱地移動所述朝向襯底的部件的多個熱膨脹部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置被配置為基本上抵消在所述至少一個部件的溫度升高的情況下沒有用于被動地移動的所述裝置時所述期望的間隙將會變化的量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括冷卻子系統(tǒng)。
14.一種用于處理襯底的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理系統(tǒng)具有至少一個腔室，所述腔室具有至少一個襯底支撐件和在所述襯底之上朝向所述襯底的上表面的朝向襯底的部件，所述襯底支撐件和所述朝向襯底的部件有空間隔開關(guān)系，在所述處理期間，所述襯底被設(shè)置在所述襯底支撐件的頂端，并且在所述襯底支撐件和所述朝向襯底的部件之間，所述等離子體處理系統(tǒng)包括: 朝向襯底的部件支撐結(jié)構(gòu)，其聯(lián)接在所述朝向襯底的部件和所述等離子體處理腔室的上部腔室部件之間，以便在所述處理過程中將所述朝向襯底的部件定位在所述襯底上面，使得在所述朝向襯底的部件的下表面和所述襯底的上表面之間存在所希望的間隙；和 用于響應(yīng)于所述等離子處理腔室的至少一個部件所經(jīng)歷的溫度變化被動地移動所述襯底支撐件的裝置，如果所述襯底支撐件沒有被動地移動，則所述至少一個部件所經(jīng)歷的所述溫度變化導(dǎo)致所述所希望的間隙改變，用于被動地移動所述襯底支撐件的所述裝置依賴于所述裝置的熱驅(qū)動的尺寸變化來完成所述移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述朝向襯底的部件是上部絕緣器板，且其中所述腔室是倒角蝕刻腔室。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述朝向襯底的部件是上部電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述襯底支撐件是下部電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述變化表示所述所希望的間隙在所述至少一個部件經(jīng)歷升溫時的變窄，用于被動地移動的所述裝置被配置為響應(yīng)于所述變窄來降低所述襯底支撐件。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，所述變化表示所述所希望的間隙在所述至少一個部件經(jīng)歷升溫時的擴張，用于被動地移動的所述裝置被配置為響應(yīng)于所述擴張來升高所述襯底支撐件。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括至少一個熱斷路器。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括至少一個熱膨脹部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括被配置為響應(yīng)于溫度變化而對稱地移動所述襯底支撐件的多個熱膨脹部件。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置被配置為基本上抵消在所述至少一個部件的溫度升高的情況下沒有用于被動地移動的所述裝置時所述期望的間隙將會變化的量。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中，用于被動地移動的所述裝置包括冷卻子系統(tǒng)。
【文檔編號】C23C16/54GK104170066SQ201280028992
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月14日
【發(fā)明者】安德里亞斯·菲舍, 格雷戈里·塞克斯頓 申請人:朗姆研究公司