于基板處理系統(tǒng)中控制溫度的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】于基板處理系統(tǒng)中控制溫度 領(lǐng)域
[0001] 此述的實(shí)施例關(guān)于半導(dǎo)體制造設(shè)備與方法。詳言之，此述的實(shí)施例關(guān)于用于半導(dǎo) 體基板的等離子體處理腔室。 北旦 g原
[0002] 50年來(lái)，集成電路上所形成的晶體管數(shù)目已大約每?jī)赡攴丁ｎA(yù)計(jì)此兩年倍增趨 勢(shì)（亦已知為摩爾定律）會(huì)持續(xù)，而在當(dāng)前正設(shè)計(jì)中的未來(lái)制造程序中，形成在半導(dǎo)體巧片 上的器件會(huì)從目前20至30納米的臨界尺寸縮小至低于100埃。隨著器件幾何形狀縮小，審U 造幾何形狀（f油ricationgeometry)增加。如數(shù)年前300mm晶片取代200mm晶片，300mm 晶片將很快地被400mm晶片取代。隨著大面積半導(dǎo)體基板的處理在復(fù)雜精密度上有所增 加，用于邏輯巧片的進(jìn)而更大型的制造幾何形狀可能觸手可及。
[0003] 處理?xiàng)l件中的均勻度對(duì)于半導(dǎo)體制造而言一直都是相當(dāng)重要的，且隨著器件的臨 界尺寸持續(xù)減少且制造幾何形狀增加，不均勻的容忍度也跟著減少。不均勻是由許多因素 所造成，該些因素可能與器件屬性、裝備特征W及制造程序的化學(xué)及物理環(huán)境相關(guān)。當(dāng)半導(dǎo) 體制造產(chǎn)業(yè)隨著摩爾定律進(jìn)步，持續(xù)需要能夠非常均勻地處理的制造程序與裝備。 概述
[0004] 此述的實(shí)施例提供一種用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備，所述設(shè)備具有處理腔室、配 置在所述處理腔室中的基板支撐件W及蓋組件，所述蓋組件包含禪合至電力源的導(dǎo)電氣體 分配器W及接觸所述導(dǎo)電氣體分配器的加熱器。所述蓋組件也可具有分區(qū)阻隔板，所述分 區(qū)阻隔板禪合至導(dǎo)電氣體分配器，且提供多重分開(kāi)的路徑W供處理氣體進(jìn)入處理腔室內(nèi) 部。氣體帽蓋件（gascap)提供至各種氣體路徑的口戶(hù)，且包括熱控制導(dǎo)管用W循環(huán)流體。
[0005] 電極可定位在導(dǎo)電氣體分配器與處理腔室的主體之間。所述電極可W是調(diào)諧 (tuning)電極，用W調(diào)整腔室中的等離子體條件，且所述電極可W是環(huán)繞一部分處理空間 的環(huán)形構(gòu)件。所述電極可禪合至調(diào)諧電路，所述調(diào)諧電路可W是LLC電路，所述LLC電路包 含電子控制器，諸如可變電容器，所述電子控制器可用于調(diào)整處理腔室的接地路徑。電子傳 感器可用于監(jiān)視電極108的電條件，且可禪合至電子控制器W進(jìn)行實(shí)時(shí)、閉路控制。
[0006] 一或兩個(gè)電極也可禪合至基板支撐件。一個(gè)電極可W是偏壓電極，且可禪合至電 力源。另一個(gè)電極可W是第二調(diào)諧電極，且可禪合至第二調(diào)諧電路，所述第二調(diào)諧電路具有 第二電子傳感器與第二電子控制器。
[0007] 蓋組件的加熱器與熱控制導(dǎo)管可用于控制基板處理期間導(dǎo)電氣體分配器的溫度， 同時(shí)第一調(diào)諧電極與第二調(diào)諧電極可用于獨(dú)立地控制沉積速率與厚度的均勻度。 附圖簡(jiǎn)述
[000引藉由參考實(shí)施例（一些實(shí)施例說(shuō)明于附圖中），可獲得于上文中簡(jiǎn)要總結(jié)的本發(fā) 明的更特定的說(shuō)明，而能詳細(xì)了解上述的本發(fā)明的特征。然而應(yīng)注意附圖僅說(shuō)明此發(fā)明的 典型實(shí)施例，因而不應(yīng)將所述等附圖視為限制本發(fā)明的范疇，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其它等效 實(shí)施例。
[0009] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處理腔室100的示意剖面圖。
[0010] 圖2是根據(jù)另一實(shí)施例的設(shè)備200的示意頂視圖。
[0011] 為了助于了解，如可能則使用相同的附圖標(biāo)記指定各圖公共的相同元件。應(yīng)考慮， 一個(gè)實(shí)施例中揭露的器件可有利地用在其它實(shí)施例上，而無(wú)須特別記敘。 詳細(xì)描述
[0012] 此述的實(shí)施例提供一種用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備。圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處 理腔室100的示意剖面圖。處理腔室100特征在于腔室主體102、配置在腔室主體102內(nèi) 的基板支撐件104W及蓋組件106,所述蓋組件106禪合至腔室主體102并且將基板支撐 件104包圍在處理空間120中。通過(guò)開(kāi)口126提供基板至處理空間120,傳統(tǒng)上可使用口 (door)將所述開(kāi)口126密封W供處理。
[0013] 蓋組件106包含電極108,所述電極108配置成鄰接腔室主體102且將腔室主體 102與蓋組件106的其它部件分開(kāi)。電極108可W是環(huán)形或類(lèi)似環(huán)的構(gòu)件，且可W是環(huán)狀電 極。電極108可為繞著處理腔室100周?chē)?、環(huán)繞處理空間120的連續(xù)循環(huán)，或者，若期望的 話，則可在選定的位置不連續(xù)。一對(duì)隔離器110與112接觸電極108且將電極108與導(dǎo)電 氣體分配器114在電氣上W及熱上分開(kāi)，所述一對(duì)隔離器中的每一者可W是諸如陶瓷或金 屬氧化物的介電材料，例如氧化侶和/或氮化侶。導(dǎo)電氣體分配器114 (所述導(dǎo)電氣體分配 器114可W是導(dǎo)電面板（faceplate))熱接觸加熱器116且可物理地接觸加熱器116。
[0014] 在導(dǎo)電氣體分配器114是導(dǎo)電面板的實(shí)施例中，導(dǎo)電面板可W是平坦、導(dǎo)電、板狀 的構(gòu)件，所述構(gòu)件具有實(shí)質(zhì)上均勻的厚度，且導(dǎo)電面板的表面可W實(shí)質(zhì)上平行于基板支撐 件104的上表面。導(dǎo)電面板可W是金屬（諸如侶或不誘鋼），且在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)電 面板可涂布有介電材料，所述介電材料諸如氧化侶或氮化侶。
[0015] 加熱器116包括加熱元件176,所述加熱元件176可W是電阻元件，諸如設(shè)計(jì)成福 射熱的導(dǎo)電體，或者所述加熱器件176可W是傳導(dǎo)元件，諸如用于加熱流體的導(dǎo)管。導(dǎo)電氣 體分配器114特征在于開(kāi)口 118,所述開(kāi)口 118用于容許處理氣體進(jìn)入處理空間120。導(dǎo)電 氣體分配器114的邊緣部分180在沿著處理腔室100的側(cè)面上是可及的（accessible)，W 允許將導(dǎo)電氣體分配器114禪合至電力源142 (諸如RF發(fā)生器）。也可使用DC功率、脈沖 式DC功率與脈沖式RF功率。
[0016] 包含第一分區(qū)板152與第二分區(qū)板158的分區(qū)阻隔板接觸導(dǎo)電氣體分配器114并 且提供穿過(guò)蓋組件106的多重氣體路徑。雖然圖1中所示的實(shí)施例是該樣的分區(qū)阻隔板的 一種配置方式的范例，然而可理解有分區(qū)阻隔板的其它配置方式，包括具有超過(guò)兩個(gè)分區(qū) 板的配置方式。第一分區(qū)板152具有一個(gè)或多個(gè)氣室154,用于將處理氣體循環(huán)通過(guò)第一路 徑，W穿過(guò)第一分區(qū)板中的開(kāi)口156分配至處理空間120,所述開(kāi)口156與導(dǎo)電氣體分配器 114的開(kāi)口118流體連通。第二分區(qū)板158也具有一個(gè)或多個(gè)氣室160,用于將處理氣體循 環(huán)通過(guò)第二路徑，W穿過(guò)第二分區(qū)板中的開(kāi)口178分配至處理空間120,所述開(kāi)口178與第 一分區(qū)板152的直通（pass-t虹0U曲）開(kāi)口162W及導(dǎo)電氣體分配器114的開(kāi)口118流體 連通。
[0017] 氣體帽蓋件164配置成接觸第二分區(qū)板158,且所述氣體帽蓋件164提供將處理氣 體分別流入第一分區(qū)板152中的氣室154與第二分區(qū)板158中的氣室160的口戶(hù)（portal)， 而使得處理氣體得W流至處理空間120,而不會(huì)在抵達(dá)處理空間120之前彼此接觸。氣體帽 蓋件164特征亦在于口戶(hù)166,所述口戶(hù)166與第二分區(qū)板158及第一分區(qū)板152中的直通 開(kāi)口 168流體連通，且與所述開(kāi)口 118中的一者流體連通，W將處理氣體穿過(guò)第=氣體路徑 直接遞送進(jìn)入處理空間120中（若期望）。氣體帽蓋件164特征亦在于導(dǎo)管170,所述導(dǎo)管 170用于將流體循環(huán)通過(guò)氣體帽蓋件164。所述流體可W是熱控制流體，諸如冷卻流體。水 是可用的冷卻流體的范例，但也可使用其它流體、液體與固體。通過(guò)入口 172將熱控制流體 提供至導(dǎo)管170,且通過(guò)出口 174將熱控制流體從導(dǎo)管170抽出。氣體帽蓋件164與第一分 區(qū)板152及第二分區(qū)板158熱連通，且與導(dǎo)電氣體分配器114熱連通。加熱器116與經(jīng)熱 控制的氣體帽蓋件164 -起提供導(dǎo)電氣體分配器114的熱控制，W使從邊緣至中屯、及從基 板至基板的溫度均勻。氣體通過(guò)口戶(hù)178從處理空間120排空，n戶(hù)178可禪合至真空源 (圖中未示），所述口戶(hù)178可位在沿著腔室主體上任何便利的位置，且若期望，則所述口戶(hù) 178可與累送氣室相連。
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