TW202213577A - 使用多個加熱區及熱孔隙的台座熱分布調校 - Google Patents

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Abstract

基板支架包括本體和熱孔隙。本體係配置以於基板的處理期間支托基板。本體包括複數板，該些板包括頂板、第一中間板、第二中間板以及底板。該些板係排列以形成堆疊。第一中間板係配置於第二中間板上。熱孔隙由第二中間板之上表面以及第一中間板之下表面或頂板之下表面的至少其中之一所定義。熱孔隙為環狀的。

Description

使用多個加熱區及熱孔隙的台座熱分布調校
本揭露內容係關於在處理期間用於支托和加熱基板的台座。 [優先權主張]
本申請案為2020年6月9日提出申請之美國專利申請案第63/036,650號之PCT國際申請案。上述申請案的全部揭露內容藉由參照併入本文中。
本文中所提供之先前技術說明係為了大體上呈現所揭示內容之脈絡。在此先前技術章節中所描述之範圍內的本案列名之發明人的成果、以及在申請時可能不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本揭示內容之先前技術。
基板支架(例如，台座)包括可藉由真空夾持將基板保持於其上的本體。可將加熱元件配置於本體中以加熱台座並因而於處理期間加熱基板。經由基板支架的支托柱供應功率至加熱元件。通常將本體和加熱元件設計為對整個基板提供均勻的加熱。
提供一基板支架且該基板支架包括本體和熱孔隙。本體係配置以於基板的處理期間支托基板。本體包括複數板，該些板包括頂板、第一中間板、第二中間板以及底板。該些板係排列以形成堆疊。第一中間板係配置於第二中間板上。熱孔隙係由第二中間板之上表面以及第一中間板之下表面或頂板之下表面的至少其中之一所定義。熱孔隙為環狀的。
在其他特徵中，該些板之每一者係接合至該些板之一或更多者。
在其他特徵中，該些板係接合在一起以形成具有至少部分地密封之通路的單一結構。由於該單一結構而於該些板之間存在導熱性。
在其他特徵中， 熱孔隙係由第一中間板之下表面和第二中間板之上表面所定義。
在其他特徵中，第一中間板包括具有第一對相對側表面的第一通道。第一中間板之下表面於該第一對相對側表面之間延伸。第二中間板包括具有第二對相對側表面的第二通道。第二中間板之上表面於該第二對相對側表面之間延伸。
在其他特徵中，熱孔隙係由頂板之下表面和第二中間板之上表面所定義。
在其他特徵中，第一中間板包括具有第一對相對側表面的第一通道。頂板之下表面於該第一對相對側表面之間延伸。第二中間板包括具有第二對相對側表面的第二通道。第二中間板之上表面於該第二對相對側表面之間延伸。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。第一熱孔隙係由第一中間板之下表面和第二中間板之上表面所定義。本體包括由頂板之下表面和第二中間板之上表面所定義的第二熱孔隙。
在其他特徵中，本體包括第三熱孔隙。第三熱孔隙為環狀的。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該些板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於2°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該些板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於或等於6°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙由該些板中的三者所定義。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第二熱孔隙為環狀的並且係由該些板中相對應的二或更多板所定義。
在其他特徵中，該些板包括第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道。熱孔隙在第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在第二徑向延伸通道和該些板中之孔洞與一排除氣體溝槽中的至少其中之一者之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，該些板包括徑向延伸通道和徑向延伸溝槽。熱孔隙在徑向延伸通道和徑向延伸溝槽之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在徑向延伸通道和該些板中之孔洞與真空溝槽中的至少其中之一者之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括以同心圖案排列的四個環狀熱孔隙。該四個環狀熱孔隙包括該第一熱孔隙。
在其他特徵中，該些板包括二或更多同心加熱線圈。
在其他特徵中，該些板包括內部加熱元件、中間加熱元件和外部加熱元件。熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第一熱孔隙係配置於外部加熱元件和中間加熱元件之間的一區域上方。第二熱孔隙係配置於中間加熱元件和內部加熱元件之間的一區域上方。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的高不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的寬不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高係由該些板中的三者所定義。第二熱孔隙之橫截面的高係由該些板中的兩者所定義。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高大於第二熱孔隙之橫截面的高。
在其他特徵中，第二熱孔隙的寬大於第一熱孔隙的寬。
在其他特徵中，提供一系統且該系統包括該基板支架和一控制模組。該基板支架包括二或更多加熱元件及一或更多感測器。該一或更多感測器係配置以產生一或更多溫度訊號。該控制模組係配置以根據該一或更多溫度訊號及熱孔隙與該些板中的至少某些板之間的關係而控制電流或功率的至少其中之一至該二或更多加熱元件之供應。
在其他特徵中，提供一基板支架且該基板支架包括本體和熱孔隙。本體係配置以於基板的處理期間支托基板。本體包括複數板，該些板包括頂板、一或更多中間板、以及底板。該些板係排列以形成堆疊。熱孔隙係由該些板中的二或更多板所定義，定義該熱孔隙的該二或更多板包括該一或更多中間板的至少其中之一。熱孔隙為環狀的且與該二或更多板為同心的。
在其他特徵中，該些板之每一者係接合至該些板之一或更多者。
在其他特徵中，該些板係接合在一起以形成具有至少部分地密封之通路的單一結構。由於該單一結構而於該些板之間存在導熱性。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第二熱孔隙與第一熱孔隙為同心的。
在其他特徵中，本體包括第三熱孔隙。第三熱孔隙與第一熱孔隙和第二熱孔隙為同心的。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該些板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於2°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該些板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於或等於6°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙由該些板中的三者定義之。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第二熱孔隙為環狀的並且係由該些板中相對應的二或更多板定義之。
在其他特徵中，該些板包括第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道。熱孔隙在第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在第二徑向延伸通道和該些板中之孔洞與一排除氣體溝槽中的至少其中之一者之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，該些板包括徑向延伸通道和徑向延伸溝槽。熱孔隙在徑向延伸通道和徑向延伸溝槽之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在徑向延伸通道和該些板中之孔洞與真空溝槽中的至少其中之一者之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括以同心圖案排列的四個環狀熱孔隙。該四個環狀熱孔隙包括該第一熱孔隙。
在其他特徵中，該些板包括二或更多同心加熱線圈。
在其他特徵中，該些板包括內部加熱元件、中間加熱元件和外部加熱元件。熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第一熱孔隙係配置於外部加熱元件和中間加熱元件之間的一區域上方。第二熱孔隙係配置於中間加熱元件和內部加熱元件之間的一區域上方。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的高不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的寬不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高係由該些板中的三者所定義。第二熱孔隙之橫截面的高係由該些板中的兩者所定義。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高大於第二熱孔隙之橫截面的高。
在其他特徵中，第二熱孔隙的寬大於第一熱孔隙的寬。
在其他特徵中，提供一系統且該系統包括該基板支架和一控制模組。該基板支架包括二或更多加熱元件及一或更多感測器。該一或更多感測器係配置以產生一或更多溫度訊號。該控制模組係配置以根據該一或更多溫度訊號及熱孔隙與該些板中的至少某些板之間的關係而控制電流或功率的至少其中之一至該二或更多加熱元件之供應。
在其他特徵中，提供一基板支架且該基板支架包括本體和熱孔隙。本體係配置以於基板的處理期間支托基板。本體包括板層，板層包括頂板層、一或更多中間板層、以及底板層。該一或更多中間板層包括第一板和第二板。第二板與第一板為同心的。該板層係排列以形成堆疊。熱孔隙係至少部分地由第一板和第二板所定義。熱孔隙為環狀的。
在其他特徵中，該些板之每一者係接合至該板層之一或更多者。
在其他特徵中，該板層係接合在一起以形成具有至少部分地密封之通路的單一結構。由於該單一結構而於該板層之間存在導熱性。
在其他特徵中，熱孔隙進一步由頂板層定義之。
在其他特徵中，熱孔隙進一步由第三板定義之。該一或更多中間板層包括該第三板。
在其他特徵中，第一板和第二板係配置於第三板上並與第三板接觸。
在其他特徵中，熱孔隙與第一板和第二板為同心的。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該板層中的至少某些板層之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於2°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。基板支架包括具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙。相對於該板層中的至少某些板層之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在本體的中央和環形外圍區域之間提供大於或等於6°C的溫度梯度。
在其他特徵中，熱孔隙由該板層中的三者所定義。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第二熱孔隙為環狀的並且係由該板層中相對應的二或更多板層所定義。
在其他特徵中，該板層包括第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道。熱孔隙在第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在第二徑向延伸通道和該板層中之孔洞與一排除氣體溝槽中的至少其中之一者之間轉移排除氣體。
在其他特徵中，該板層包括徑向延伸通道和徑向延伸溝槽。熱孔隙在徑向延伸通道和徑向延伸溝槽之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，本體包括另一熱孔隙。該另一熱孔隙為環狀的並且在徑向延伸通道和該板層中之孔洞與真空溝槽中的至少其中之一者之間於真空下轉移氣體。
在其他特徵中，熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括以同心圖案排列的四個環狀熱孔隙。該四個環狀熱孔隙包括該第一熱孔隙。
在其他特徵中，該板層包括二或更多同心加熱線圈。
在其他特徵中，該板層包括內部加熱元件、中間加熱元件和外部加熱元件。熱孔隙為第一熱孔隙。本體包括第二熱孔隙。第一熱孔隙係配置於外部加熱元件和中間加熱元件之間的一區域上方。第二熱孔隙係配置於中間加熱元件和內部加熱元件之間的一區域上方。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的高不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙和第二熱孔隙之橫截面的寬不相同。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高係由該板層中的三者所定義。第二熱孔隙之橫截面的高係由該板層中的兩者所定義。
在其他特徵中，第一熱孔隙之橫截面的高大於第二熱孔隙之橫截面的高。
在其他特徵中，第二熱孔隙的寬大於第一熱孔隙的寬。
在其他特徵中，提供一系統且該系統包括該基板支架和一控制模組。該基板支架包括二或更多加熱元件及一或更多感測器。該一或更多感測器係配置以產生一或更多溫度訊號。該控制模組係配置以根據該一或更多溫度訊號及熱孔隙與該複數板層中的至少某些板層之間的關係而控制電流或功率的至少其中之一至該二或更多加熱元件之供應。
將由詳細說明內容、申請專利範圍及圖式顯見本揭露內容之更多可應用的領域。詳細說明內容和具體範例僅旨在用於說明之目的而非意圖限制本揭露內容的範圍。
某些基板製程可能於基板的外圍邊緣處出現過多的沉積。舉例來說，包括用於在基板上沉積薄層之疊代處理操作的原子層沉積(ALD)製程可能會在基板的外圍邊緣上出現過多的沉積。疊代處理操作可包括於(i)前驅物和淨化氣體操作以及(ii)氫和淨化氣體操作之間的切換。當填充基板中的特徵部(例如，貫孔、溝槽、孔洞等等)時，可使用ALD製程。特徵部可為例如三維(3D)NAND記憶體的特徵部。為了均勻地填充特徵部，需要將薄層從基板的中央至基板的外圍邊緣均勻地沉積於基板上。於ALD製程期間，包括在周圍邊緣附近垂直且徑向地流動處理氣體以及來自邊緣特徵部之氣體陷入狀況的氣體動態可能造成那裏有部分的化學氣相沉積(CVD)反應而非ALD反應。此可能導致於周圍邊緣處的沉積增加。為了維持沉積均勻度，可藉由降低周圍邊緣處的溫度而減少於外圍邊緣處的沉積量，降低周圍邊緣處的溫度係藉由例如將周圍邊緣加熱少於例如周圍邊緣之徑向朝內的區域。
其他基板製程可能於基板的外圍邊緣處出現不足量的沉積。舉例來說，於CVD製程期間，使用氫氣和氬氣以保護基板的周圍邊緣。該些氣體可保護基板之周圍邊緣避免於受到沉積並對基板上的主體沉積有影響而降低周圍邊緣附近的沉積量。此影響易於表現出於外圍邊緣處的沉積降低因而導致於周圍邊緣處沉積量的減少。可藉由對周圍邊緣的更多加熱來補償上述影響。為了維持沉積均勻度，可藉由加熱周圍邊緣多於例如周圍邊緣之徑向朝內的區域而增加於周圍邊緣處的沉積量。
為了更佳控制整個基板的溫度並允許與基板之其他區域不同地對基板之周圍邊緣加熱，台座可包括複數加熱元件。作為範例，台座可包括具有複數嵌入式加熱元件的本體(或平台)，加熱元件係用於加熱本體的各區從而加熱由本體支托之基板的多區。相較於僅包括單一加熱元件之台座，可使用額外的加熱元件以例如提供對整個本體之改良的均勻加熱。為達邊緣調整之目的，可配置及操作一或更多額外的加熱元件。例如，相較於位在第一加熱元件之徑向朝內配置的另一加熱元件，配置於本體之徑向外部中的第一加熱元件可用於在基板之外圍邊緣附近提供不同量的熱。
為了補償於基板處理期間的沉積差距，例如在基板之外圍邊緣和基板之中央區域之間可能需要大的溫度梯度。中央區域係指外圍邊緣之徑向朝內的區域。包括例如具有複數嵌入式加熱元件之實心鋁本體的平台在中央區域和周圍邊緣之間提供充足溫度梯度的能力有限。
本文提出的範例包括具有複數加熱元件和複數熱孔隙的基板支架。熱孔隙包括由基板支架的複數板所定義的歧管形狀的孔隙(以下稱為「歧管」)。歧管為該些板內的環形開口區域。每一歧管可由一或更多板定義之。歧管具有相應的主要環形腔室，主要環形腔室具有輸入和輸出通道、埠、及/或溝槽。熱孔隙有助於在基板支架的不同區域之間增加溫度梯度。
圖1顯示基板處理系統100，基板處理系統100包括顯示為一台座的基板支架101。可將基板支架101配置為與本文所揭露之任一基板支架相同或相似地包括顯示於圖2至圖11B中的任何特徵。儘管圖1顯示電容耦合電漿(CCP)系統，然而本文所揭露的實施例可適用於具有基板支架的變壓器耦合電漿(TCP)系統、感應耦合電漿(ICP)系統及/或其他系統和電漿源。該些實施例可適用於其中區域加熱及跨基板支架之大溫度梯度所適用的化學氣相沉積(CVD)製程、原子層沉積(ALD)製程、及/或其他製程。僅提及CVD和ALD製程作為範例，本文所揭露的實施例可適用至具有大溫度梯度的其他製程。於所示的範例中，基板支架101包括本體102和支托柱(或桿)103。包括複數板102A-D的本體102可例如由鋁(Al)形成。在一實施例中，本體102為包括複數板的硬銲鋁平台。於所示的範例中，本體102包括板層102A、102B、102C及102D。板層102A、102B、102C及102D之每一者包括一或更多板。例如，在一實施例中，板層102A、102B及102D包括單一板而板層102C包括內板和外板兩板。於圖8A至圖11B進一步顯示和描述板層102A、102B、102C及102D的該些板。
基板處理系統100包括處理腔室104。基板支架101係封入處理腔室104內。處理腔室104亦將例如上電極105的其他組件封入，並且容納RF電漿。於操作期間，基板107係配置並夾持於基板支架101上。僅用於舉例說明，上電極105可包括引導和分配氣體之噴淋頭109。噴淋頭109可包括具有一端連接至處理腔室104之頂部表面的桿部117。噴淋頭109通常為圓柱形的並且自桿部117的一相對端徑向地向外延伸，桿部117的該相對端係位於與處理腔室104之頂部表面間隔開的位置。噴淋頭109之面向基板的表面包括其中處理或淨化氣體流經的複數孔洞。可替代地，上電極105可包括導電板並可將氣體以其他方式導入。
基板支架101包括二或更多加熱元件(圖1中顯示三個並標示為110、111、112)，於範例中顯示該些加熱元件係實施於底板102A中。加熱元件可包括每一者具有複數繞線的同心線圈，其中每一繞線可為圓形的。每一線圈可稱為一加熱器。線圈的範例顯示於圖8A中。加熱元件接收功率並如以下進一步描述的加熱基板支架101。基板支架進一步包括一或更多熱孔隙(圖1中顯示兩個並標示為113、114)。儘管圖1未顯示，但基板支架101可包括其他熱孔隙，其顯示於圖5至圖7、圖9A、圖10A、及圖11A中。熱孔隙提供熱中斷，於熱中斷處溫度下降而於整個基板支架逕向地增加溫度梯度。
熱孔隙113、114係顯示於加熱元件110、111、112之間之區域的上方。加熱元件可具有不同的尺寸、形狀並提供相應的加熱模式並分配至基板支架101的各加熱區。儘管於圖1中顯示三個加熱元件和兩個熱孔隙，基板支架可具有不同數量的加熱元件及/或熱孔隙。熱孔隙可具有不同的尺寸、形狀及圖案。熱孔隙增加本體102之外圍邊緣(或周邊)116和本體102之中央區域之間的溫度梯度。
基板支架101包括用於在基板107的背面和基板支架101的頂面之間提供真空的通道、熱孔隙、孔洞、及溝槽。熱孔隙的其中之一標示為113。包括並使用額外的通道、熱孔隙、孔洞、及溝槽以供應排除氣體至基板107的外圍邊緣。熱孔隙中用於供應排除氣體之一者標示為114。通道、熱孔隙、孔洞、及溝槽的範例顯示於圖2至圖11B。
RF產生系統120產生並輸出RF電壓至上電極105和下電極，下電極可為該本體102。上電極105和基板支架101中的一者可為DC接地、AC接地、或處於浮動電位。僅作為範例，RF產生系統120可包括產生RF電壓的RF產生器122(例如，電容耦合電漿RF功率產生器)，而藉由匹配和分配網路124將RF電壓饋送至上電極105及/或基板支架101。接收RF訊號、RF電壓及/或RF功率的電極稱為RF電極。
氣體輸送系統130包括一或更多氣體源132-1、132-2、…、及132-N(統稱氣體源132)，其中N為大於零的整數。氣體源132供應一或更多前驅物和前驅物之氣體混合物。氣體源132亦可供應蝕刻氣體、載氣及/或淨化氣體。亦可使用汽化前驅物。藉由閥134-1、134-2、…、及134-N(統稱閥134)和質量流控制器136-1、136-2、…、及136-N(統稱質量流控制器136)將氣體源132連接至歧管及閥部件140。歧管及閥部件140的輸出係饋送至處理腔室104。僅作為範例，歧管及閥部件140的輸出係饋送至噴淋頭109。
基板處理系統100進一步包括加熱系統141，加熱系統141包括溫度控制器142，溫度控制器142可連接至加熱元件110。溫度控制器142控制功率源144，功率源144供應功率至加熱元件110。儘管溫度控制器142係與系統控制器160分開顯示，仍可將溫度控制器142實施作為系統控制器160的一部分。基板支架101可包括複數溫度控制區。該些區的一或更多者可包括溫度感測器及相應的加熱元件。在一實施例中，係將熱電偶包括於中央區而非於環形中間區和徑向最外區。在另一實施例中，係將熱電偶包括於該三個區的每一區中。基板支架101可包括二或更多溫度控制區。顯示一示例性的熱電偶145。合併於基板支架101中的熱電偶145及/或其他熱電偶可為卡口型熱電偶。
溫度控制器142可監控由溫度感測器所指示的基板支架101的溫度，並調整至加熱元件的電流、電壓及/或功率以將基板支架101的溫度調整至匹配目標溫度。可基於已知的基板支架101中包括熱孔隙113、114之熱孔隙的尺寸和位置而控制該電流、電壓及/或功率。
舉例來說，基板支架101可包括稱為中央(或內部)加熱元件、中間加熱元件及外部加熱元件的三個加熱元件110、111、112。加熱元件110、111、112可為環狀的。外部加熱元件112可圍繞中間加熱元件111，中間加熱元件111可圍繞內部加熱元件110。此提供環狀外部區、環狀中間區及環狀內部區。加熱元件110、111、112可為圓形的及/或具有其他幾何圖案。
在一實施例中，溫度控制器142監控第一區(例如，中央區)的溫度並根據針對第一區的目標溫度而調整至內部加熱元件110的電流及/或功率。溫度控制器142可根據至第一區的電流及/或功率而調整至其他區(例如，環形中間區和徑向最外區) 的電流及/或功率。至其他區之電流和功率的調整可為例如供應至加熱元件111、112之電流和功率。在一實施例中，中間和外部區不隨從中央區。用於中間和外部區的隨從值(例如，電流和功率)可為：中央區之值(例如，電流和功率)的預定百分比；使用演算法及/或數學公式決定；使用查表決定；及/或經由其他方法決定。用於該些區的電流和功率值可根據製程配方決定。功率源144可由溫度控制器142及/或系統控制器160控制之。
溫度控制器142可控制操作從而控制加熱元件的溫度，並且因而控制基板(例如，基板107)的溫度。可獨立地並根據溫度控制演算法控制提供至加熱元件110、111、112及/或其他加熱元件的電流、電壓及/或功率。可由溫度控制器142執行溫度控制演算法並將其執行以根據熱孔隙的尺寸和位置決定電流、電壓及/或功率設定，以對整個頂板102D並因此對整個基板107提供目標溫度梯度。溫度控制器142根據從上述溫度感測器及/或處理腔室104中的溫度感測器143偵測到的參數而控制供應至加熱元件的電流。可將電流及/或功率獨立地供應至加熱元件。溫度感測器143可包括電阻溫度裝置、熱電偶、數位溫度感測器及/或其他合適的溫度感測器。於沉積製程期間，可於高功率電漿的存在下加熱基板107。
基板處理系統100進一步包括真空系統150，真空系統150包括真空控制器152。儘管真空控制器152係與溫度控制器142和系統控制器160分開顯示，仍可將真空控制器152實施作為溫度控制器142及/或系統控制器160的一部分。真空控制器152控制閥156和真空泵部件158的操作。真空泵部件158可包括一或更多泵，並且係控制以將基板107真空夾持至本體102及/或將處理腔室104排空。可使用閥156和真空泵部件158以自處理腔室104排空反應物。真空控制器152及/或系統控制器160亦可藉由控制閥159和真空泵部件158的操作而控制供應至基板107之背面的背面氣體的流動，以控制基板107後方的氣體成份並有助於基板支架101和基板107之間的導熱性。
系統控制器160可控制基板處理系統100的組件，包括控制所供應之RF功率位準、所供應氣體之壓力及流動速率、RF匹配等等。系統控制器160可控制閥156和真空泵部件158的狀態。可使用機器人164以輸送基板至基板支架101上並自基板支架101移除基板。例如，機器人164可在基板支架101和裝載鎖166之間轉移基板。可使用系統控制器160控制機器人164。系統控制器160可控制裝載鎖166的操作。
本文中所指稱的閥、氣體泵、功率源、RF產生器等可稱為致動器。本文中所指稱的加熱元件、熱孔隙、氣體通道、氣體溝槽等可稱為溫度調節元件。
基板支架101可進一步包括最小重疊排除環(MOER)170。示例性的最小重疊排除區環顯示於1996年12月31日提出申請的美國專利第5,882,417號，其發明名稱為「在化學氣相沉積設備中用於防止於晶圓的前端周邊區域和邊緣上之沉積的設備(Apparatus for Preventing Deposition on Frontside Peripheral Region and Edge of Wafer in Chemical Vapor Deposition Apparatus)」。可將排除氣體(例如，氬氣和可選的氫氣)供應至MOER、頂板102D和基板107之外圍邊緣之間的環形開孔區域。頂板102D中的溝槽172可例如經由支托柱103從歧管及閥部件140接收排除氣體。提供排除氣體以防止鎢於處理期間沉積在基板107之外邊緣及/或背面上。
儘管圖1至圖11B的每一基板支架係顯示為具有特定特徵而不具有其他特徵，然而該些基板支架的每一者皆可修改為包括本文和圖1至圖11B中所揭示的任何特徵。
圖2至圖3顯示包括板層102A、102B、102C、102D及支托柱103之基板支架101的視圖。以下亦將板層102A、102B及102D稱為「板」。頂板102D包括內部圓形真空溝槽200、第一徑向延伸真空溝槽202、中間圓形真空溝槽204、第二徑向延伸真空溝槽(其中的某些標示為206)及外部圓形真空溝槽208。溝槽200、202、204、206、208係以對稱、環形和徑向的圖案提供對稱、環形和徑向的真空夾持圖案。經由提供真空夾持圖案之溝槽200、202、204、206及208而藉由於頂板102D和基板之間提供真空而將基板(用虛線圓圈210表示)真空夾持至頂板102D。第一徑向延伸真空溝槽202自內部圓形真空溝槽200延伸至中間圓形真空溝槽204。第二徑向延伸真空溝槽206自中間圓形真空溝槽204延伸至外部圓形真空溝槽208。
溝槽204和208比溝槽200和204靠得近。此外，第二徑向延伸真空溝槽206的數量多於第一徑向延伸真空溝槽202的數量。真空溝槽206較短且真空溝槽206的數量較多，因為真空夾持區域的唯一洩漏路徑係從基板之外圍邊緣進入。到真空夾持圖案的內部並沒有洩漏路徑，真空夾持圖案的內部可指溝槽200和202。為此緣由，幾乎沒有關聯於內部之通路的導熱性。由於缺乏與基板的接觸，該些通路顯示為熱不均勻區域。因而將通路(或溝槽)的數量最小化。此外，經由從外圍邊緣的洩漏路徑，有效地將氣體泵抽離以不在基板下方造成壓力梯度，因為此亦可改變導熱性。此些所述的溝槽關係於基板210之靠近外周邊之外部環形區域中提供氣體的有效泵抽，以使用增強的力度將基板210之外部環形區域220拉向頂板102D，因而將基板210壓平以用於處理。此係於基板下方不提供壓力梯度的情況下完成的。當大尺寸基板設置於頂板102D上時，其可能為具有與頂板102D接觸之中央及不與頂板102D接觸之外圍邊緣的凹狀(或弓狀)。真空溝槽圖案有助於壓平基板210以用於改良的處理。
支托柱103包括用於加熱元件之氣體管道和通路的通道。顯示三個管道230、232、234。第一管道230可用於提供上述真空。第二管道232可用於提供上述排除氣體。第三管道234可用於熱電偶。示例性的熱電偶係顯示於圖6。該些管道進一步顯示於圖4至圖7。顯示圖1之內部加熱元件110的輸入和輸出端236。於圖4、圖6和圖8A中進一步顯示加熱元件。
頂板102D進一步包括外部圓形排除氣體溝槽172，其用於沿著基板210的外部邊緣供應排除氣體。基板支架101包括耳部240，耳部240用於定位一或更多例如圖1之MOER 170的排除氣體環。耳部240具有相關聯的熱損失，該熱損失係由最外加熱元件的最外繞線中的突出所引起的，其顯示於圖8A中。
圖4顯示基板支架101之位於圖1至圖3所顯示之支托柱103中的一部分400。基板支架101包括該三個管道230、232、234。管道230、232、234分別為真空管道、排除氣體入口管道、熱電偶管道。管道230、232、234從圖1至圖3的底板層102A之中央區域401延伸。基板支架101進一步包括圖1的三個加熱元件110、111、112，其分別具有外管402、404、406以及輸入和輸出端236、410、412。輸入和輸出端236、410、412包括絕緣管420、422、424以及自圖1之功率源144接收功率並將功率返還至功率源144的內部導電元件426、428、430。外管402、404、406可由鋁形成並可包括密封部432、434、436。外管402、404、406從中央區域401中各自的插槽440、442、444延伸出來。加熱元件110、111、112的每一者具有單一關聯埠(或孔)，加熱元件110、111、112的輸入和輸出部係穿過該單一關聯埠(或孔)。例如，加熱元件110的輸入和輸出部穿過底板102A中的相同插槽440(或孔)而非穿過底板102A中兩個分開的孔。此提供了簡化的設計並允許相關聯的線圈處於更為對稱和同心的關係，同時最小化輸入和輸出埠的數量。這些關係有助於減少及/或消除溫度方位不均勻性。
圖5顯示包括板層102A至102D之基板支架101的橫截面。板層102C包括外板102C1及內板102C2。板層102B至102D包括可為諸多尺寸、形狀和圖案的一或更多熱孔隙。可包括任意數量的熱孔隙。熱孔隙之每一者為圓形的並且提供諸多用途。
於所示的範例中，顯示兩個大熱孔隙113、114和兩個小熱孔隙504、506。熱孔隙113、114、504、506之每一者包括為圓形且由板102A至102D中之相應者所定義的上表面和下表面、內表面和外表面。可將熱孔隙113、114、504、506實施為具有相應輸入和輸出的環狀岐管。在一實施例中，熱孔隙113、114、504、506提供大於或等於2°C的溫度梯度。在另一實施例中，熱孔隙113、114、504、506大於或等於2°C。
熱孔隙113、114係由例如板層102B至102D之複數層所定義。內部熱孔隙113係由板102B、102C2及102D定義。外部熱孔隙114係由板102B、102C1及102D定義。熱孔隙113、114可具有矩形的橫截面或不同形狀的橫截面。熱孔隙113係水平地定向，使得熱孔隙113的較長橫截面側水平地延伸。熱孔隙114係垂直地定向，使得熱孔隙114的較長橫截面側垂直地延伸。
熱孔隙114、113係分別配置於底板102A之環形區域510、512上方。環形區域510係配置於加熱元件111、112之間且環形區域512係配置於加熱元件110、111之間。熱孔隙113、114係配置並設置以在基板支架101的周邊環形區域522和中央區域524之間提供更大的熱梯度。熱孔隙113、114亦可於基板支架101的中間環形區域520和環形區域522與524之間提供溫度梯度。
熱孔隙504、506係於例如板層102C的單一板層中。外部熱孔隙504係於外板102C1中且內部熱孔隙506係於內板102C2中。熱孔隙504、506係由兩板層102B和102C所定義。於板102C1和102C2之間存在間隙且該間隙為熱孔隙114的一部分。
外部熱孔隙114和504可用於將經由管道232接收的排除氣體供應至圖2的排除氣體溝槽172。排除氣體路徑係顯示並包括管道232、板102B和102C2中的孔洞528、溝槽(或通道)530、熱孔隙114及504、板102C1中的孔洞532、板102D中的孔洞534以及排除氣體溝槽172。沿著排除氣體路徑流動的氣體係以箭頭550表示之。儘管某些箭頭550係顯示為氣體以單一徑向流動，然而來自管道232之排除氣體係經由通道530以諸多方向徑向地朝外流動。
於所示的範例中，熱孔隙113、114具有特定的橫截面尺寸。這些尺寸彼此之間以及相對於板102A至102D的尺寸具有特定的關係。這些尺寸和關係乃提出作為範例並且可與所顯示的不相同。於所示的範例中，熱孔隙113的橫截面具有高H1和寬W1而熱孔隙114的橫截面具有高H2和寬W2。高H2可大於寬W2。高H1可等於寬W1。高H2可大於高H1。寬W1可大於寬W2。高H2可大於板102B和102C之厚度T1和T2的總和。高H1可大於板102B和102C的其中之一者的厚度，但小於厚度T1和T2的總和。在一實施例中，寬W1、W2的總和大於板102A至102D之半徑R的20%。半徑R係從中心線560測量至板102A至102D的外圍邊緣。在另一實施例中，寬W1、W2的總和大於半徑R的25%。在一實施例中，寬W1為半徑R的5%至15%而寬W2為半徑R的10%至20%。在另一實施例中，寬W1為半徑R的10%而寬W2為半徑R的15%。在另一實施例中，熱孔隙113具有橫截面尺寸H2、W2而熱孔隙114具有橫截面尺寸H1、W1。
熱孔隙113、114、504、506的尺寸和位置係設定以於頂板102D之整個頂部表面提供溫度分布曲線的目標溫度梯度。示例性的溫度梯度係顯示於圖13至14及圖16至17。熱孔隙之尺寸和位置的變化改變頂板102D之整個頂部表面的溫度分布。熱孔隙113、114、504、506之體積的增加可於整個頂板102D徑向地增加溫度梯度。於所示的範例中，熱孔隙113相較於熱孔隙114較寬且具有較小的高而於基板支架101的相應區域中提供溫度的緩降。熱孔隙114相較於熱孔隙113具有較大高及較小寬而於基板支架101的相應區域中提供溫度的大幅下降。可提供此些和其他的尺寸關係以控制徑向溫度梯度和關係於自基板支架101之中心之徑向距離的徑向溫度變化率。
圖6顯示基板支架101的另一橫截面，基板支架101包括板層102A至102D、加熱元件110及111及112、管402及406、輸入和輸出端236及412、以及熱孔隙113、114、504、506。圖6顯示由箭頭550表示的排除區路徑的一部分。排除區路徑藉由徑向延伸通道(其中之一顯示於圖6中並標示為600)從熱孔隙114延伸至熱孔隙504。
圖6亦顯示由箭頭602表示的真空路徑的一部分。圖7亦提供真空路徑的範例。真空路徑起始於頂板102D的溝槽200、202、204、206、及208(最佳地顯示於圖2和圖11A中)並包括板102D、102C2中的孔洞610、612及內部熱孔隙506。
於所示的範例中，基板支架101進一步包括於管道234中延伸至板102C2之中央的熱電偶145。熱電偶145提供指示板102C2之中央區域622中之溫度的溫度訊號。溫度訊號係提供至圖1的溫度控制器142。
管402、406於支托柱103中垂直地延伸並接著於底板102A中水平地延伸至加熱元件110、111、112的繞線，加熱元件110、111、112係於底板102A中並係配置於板102A和102B之間使得加熱元件110、111、112與板102A和102B兩者接觸。
管402、406延伸進入底板102A中並徑向地延伸至相應的線圈110、112。顯示管406的徑向延伸部624。在一實施例中，管402、406和另一管404(顯示於圖5中)徑向地延伸至繞線部並接著以圓形圖案纏繞以提供線圈。
於操作期間，支托柱103內的壓力可處於大氣壓力，而桿部外的壓力可處於真空下。藉由桿部內具有處於大氣壓力的壓力，熱電偶145和相應的板102C2之內部亦處於大氣壓力，其導致於熱電偶和板102C2之間有較高的導熱性。此有助於確保熱電偶145提供準確的訊號輸出。這與在真空下不同，在真空下熱電偶和相應板之間的熱導性降低而易於導致測量誤差。
圖7顯示基板支架101的另一橫截面，基板支架101包括板層102A至102D、加熱元件110及111及112、管道230、以及熱孔隙113、114、504、506。圖7顯示由箭頭700表示的真空路徑的一部分。提供真空以將氣體從熱孔隙113經由徑向延伸溝槽(或通道)702抽吸至管道230。
板102A至102D係以某種方式彼此接合使得板102A至102D提供一實心單一本體。此舉至少部分地密封由板102A至102D所囊括的通道、溝槽、岐管、及/或通路而提供板102A至102D之間的導熱性。
圖8A和8B顯示基板支架101之底板層102A。底板層102A包括用於加熱元件110、111、112之繞線806、808、810的通道800、802、804。同一加熱元件的每組相應繞線稱為線圈。由繞線806、808、810所提供的線圈係標示為820、822、824。線圈820、822、824可為圓形的。在一實施例中，繞線806、808、810和線圈820、822、824為同心的。中間線圈822圍繞內部線圈820，而外部線圈824圍繞中間線圈822。
加熱元件110、111、112包括徑向延伸部812、814、624。外部加熱元件112包括突出部818，突出部818徑向地向外延伸以在圖2的耳部240附近提供額外的加熱以補償自耳部240散發的熱。此舉有助於將耳部附近的區域維持在與沿著板102A周邊之其他區域相同的溫度或預定溫度之內。
徑向延伸部812、814、624提供最小至無的加熱。這與配置以散發熱的繞線806、808、810不同。徑向延伸部812、814、624相較於繞線806、808、810具有較大的橫截面和較低的熱阻，其導致徑向延伸部812、814、624不產生熱。
於徑向延伸部812、814、624中的加熱元件之導電元件的部分可由與繞線806、808、810中之導電元件的部分不同的材料形成。作為範例，徑向延伸部812、814、624中之導電元件的部分可由鎳(Ni)形成而繞線806、808、810中之導電元件的部分可由鎳鉻(NiCr)形成。圖8B顯示用於加熱元件110、111、112的插槽440、442、444。
圖9A和9B顯示基板支架101的板層102B(稱作為第一中間板層)。板層102B包括由兩環狀通道910、912隔開的三段部900、902、904，環狀通道910、912定義圖1和圖5至圖7之熱孔隙113、114的底部。外段部904包括圖2之耳部240的底部920。段部900係圓盤狀的且段部902、904係環狀的。段部900、902、904從基部922水平地延伸。環狀通道910、912係由段部900、902、904和基部922所定義。如圖所示，環狀通道910、912可為對稱且同心的圖案。
圖10A和10B顯示為基板支架101之第二中間板層102C之部分的板102C1和102C2。板102C1係環狀本體且包括孔洞532、由通道1000定義的圖5至圖7中的熱孔隙504之一部分、以及徑向延伸通道600。徑向延伸通道600沿著環狀本體的徑向內段部1001之底部延伸。排除氣體從板102C1、102C2之間的間隙G通過通道600至通道1000並通過孔洞532。
板102C2包括具有外段部1003、中間段部1004、孔洞1005、通道1006、徑向延伸通道1007、通道1008及具有溝槽702之中央段部1010的本體1002。藉由真空從孔洞1005抽吸氣體，氣體經過通道1006、經過通道1007並進入通道1008，通道1006定義圖5至圖7之熱孔隙506的一部分。可將通道1008中的氣體抽吸經過溝槽702至圖2和圖7的管道230。可將管道230的一端定位於溝槽702交會點的下方。當供應背部氣體至圖1之基板支架101和基板107之間的區域時，可接收真空路徑。通道1008定義圖1和圖5至圖7之熱孔隙113的頂部。板102C1可包括提供圖2之耳部240之一部分的中間耳段部1020。
通道600和1007可為如圖所示之對稱的徑向延伸圖案。可將通道600彼此等距地間隔開。亦可將通道1007彼此等距地間隔開。間隙G和通道1000、1006、1008可為如圖所示之對稱和同心的圖案。孔洞532係共同地配置為第一圓形圖案且孔洞1005係配置為第二圓形圖案。孔洞532和1005亦可為如圖所示之對稱和同心的圖案。為了將管道230自基板支架101的中央偏移，溝槽702可以不是對稱的圖案。
圖11A和11B顯示基板支架101的頂版102D。頂板102D包括(i)具有溝槽172、200、202、204、206、208的主要頂段部1100、(ii)環狀外段部1102、以及(iii)中央段部1104。段部1102、1104從主要頂段部1100向下延伸並定義環狀通道1110，環狀通道1110定義圖1和圖5至圖7之熱孔隙114的頂部。段部1102包括孔洞534。中央段部1104包括孔洞1112和溝槽530。孔洞1112係與圖10A的孔洞1005之相應的孔洞對齊。從圖11A之溝槽204抽吸的氣體通過孔洞1112。溝槽530將排除氣體從圖2至圖5的管道232提供至通道1110。管道232的一端可位於溝槽530交會點的下方。頂板102D可包括提供圖2之耳部240之頂部的頂耳段部1120。
可將溝槽202彼此等距地間隔開。可將溝槽206彼此等距地間隔開。孔洞534可配置為第一圓形圖案。孔洞1112可配置為第二圓形圖案。可將溝槽530配置為對稱的圖案而如圖所示於中央段部1104的底部中提供相同尺寸之「派」狀的段部表面，或者溝槽可以不是對稱的以便將管道232自基板支架101的中央偏移。
圖12顯示溫度相對於沿著習知基板支架之直徑位置的圖表，該習知基板支架包括單一加熱元件。於此範例中，所提供的溫度梯度大約為2°C。於此範例中，基板支架101之外圍邊緣比基板支架101之環形中間及中央段部冷。中央段部比環形中間段部冷，但比外圍邊緣熱。
圖1之基板支架101包括複數加熱元件和熱孔隙並可依據諸多不同的操作模式操作之。在一實施例中，基板支架101係以邊緣熱模式或邊緣冷模式操作。當以邊緣熱模式操作時，基板支架之外圍邊緣係處於較基板支架之中央段部為高的溫度。圖13顯示當基板支架101以邊緣熱模式操作時溫度相對於沿著基板支架101之直徑位置的圖表。如圖所示，基板支架101的周圍邊緣和中央之間的溫度梯度大約為6°C。圖14顯示當基板支架101以邊緣冷模式操作時溫度相對於沿著基板支架101之直徑位置的圖表。如圖所示，基板支架的周圍邊緣和中央之間的溫度梯度大約為6°C。
圖15顯示溫度相對於沿著包括單一加熱元件之習知基板支架之直徑位置的另一圖表。於此範例中，所提供的溫度梯度大約為2°C。於此範例中，基板支架101之外圍邊緣比基板支架101之環形中間及中央段部冷。中央段部比環形中間段部冷，但比外圍邊緣熱。
圖16顯示當基板支架101以邊緣熱模式操作時溫度相對於沿著基板支架101之直徑位置的圖表。如圖所示，基板支架101的周圍邊緣和中央之間的溫度梯度大約為6°C。圖17顯示當基板支架101以邊緣冷模式操作時溫度相對於沿著基板支架101之直徑位置的圖表。如圖所示，基板支架的周圍邊緣和中央之間的溫度梯度大約為6°C。
以上提供的範例允許對圖13至圖14以及圖16至圖17中之溫度分布加以調整。此包括控制從基板支架之中央到外圍邊緣的徑向溫度升高及/或降低的速率。所述範例允許對整個基板支架提供精確的徑向溫度梯度和均勻的方位溫度。此允許精確的溫度分布調校而適用於需對整個基板從中央到外圍區域均勻地填充特徵部(例如，孔洞、貫孔等等)的ALD處理。可改變溫度以改變沉積速率以使外圍邊緣相對於中央較厚或較薄。可作此改變以為後接執行的化學機械研磨(CMP)製程進行調整。
以上提供的範例藉由控制基板支架之頂板的環形和徑向溫度分布因而控制基板之環形和徑向溫度分布而提供中央至邊緣(徑向)的沉積分布調校。所述範例在中央和外圍邊緣之間提供大的正或負溫度梯度。該梯度允許對於處理期間其他邊緣效應的補償，例如可能影響基板沉積分布之氣流、擴散、及噴淋頭溫度。所述範例包括外部熱孔隙(或中斷)及排除氣體岐管以及內部熱孔隙(或中斷)真空夾持岐管。所述範例提供方位溫度均勻度同時提供徑向溫度梯度。徑向溫度梯度可為方位上均勻的。
所提供的範例允許基板支架之整個頂板依徑向距離之溫度係於靠近頂板之中央變化較小而於靠近頂板之外圍邊緣變化較大。藉由提供熱孔隙和使用熱孔隙作為用於邊緣排除氣體和真空夾持的氣體分配岐管，提供具有針對排除氣體和真空夾持兩者改良之氣流均勻度的熱分布。內部熱孔隙之使用作為真空夾持岐管允許於夾持之初始時刻提供較大夾持力的真空夾持埠，以例如將弓形的基板壓平。所提供的範例包括具有由相同材料形成之板及熱孔隙的基板支架，而非包括具有不同材料之區域的板，具有不同材料之區域的板可能具有不同的熱膨脹和收縮率而導致裂開。
所提出的範例提供能夠設定以提供目標溫度分布的其他參數(例如，熱孔隙的數量、尺寸、形狀、位置)。熱孔隙的包含允許其他參數不被修改及/或以不同的方式修改。例如，於基板之外圍邊緣處所提供的氫量可以維持或減少，而非如同使用習知基板支架時的情況增加氫量。氫量的增加可增加沉積速率，但造成對沉積膜之性質的負面影響。藉由包含熱孔隙，能夠允許不增加氫量而於外圍邊緣處提供目標溫度。
以上描述本質上僅係說明性的，而絕非旨在限制揭露內容、其應用、或用途。本揭露書的廣泛教示內容可以諸多形式加以實施。因此，雖然本揭露內容包括特定範例，但本揭露內容的真實範圍不應受到如此限制，因為其他修改將於研究圖示、說明書、及以下申請專利範圍後變得明顯。應理解在不改變本揭露內容的原則下，方法中的一或更多步驟可以不同的順序(或同時)執行。再者，儘管以上將每一實施例描述為具有某些特徵，但關於本揭露內容之任何實施例所描述之任何一或更多該些特徵可在任何其他實施例的特徵中實施及/或與任何其他實施例的特徵結合，即使沒有明確描述該結合。換言之，所描述的實施例並不相互排斥，且一或更多實施例彼此的交互排列仍屬本揭露內容的範圍內。
儘管本文中可使用用語第一、第二、第三等等以描述諸多板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或其他元件，除非另有說明，否則這些板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或其他元件不應受這些用語限制。這些用語可能僅用於區分一板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或元件和另一板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或元件。除非前後文有明確指示，否則例如「第一」、「第二」的用語、及於本文使用之其他數字用語可能並非暗示序列或順序。因此，在不脫離示例性實施方式之教示內容的情況下，可將本文所討論的第一板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或元件以第二板、層、熱孔隙、加熱元件、導電元件、通道、溝槽、及/或元件表示之。
元件之間(例如，模組之間、電路元件之間、半導體層之間等)的空間和功能關係使用諸多用語來描述，諸多用語包括「連接」、「接合」、「耦合」、「相鄰」、「旁邊」、 「於其上」、「之上」、「之下」、及「配置」。除非明確描述為「直接」，否則當在以上揭露內容中描述第一和第二元件之間的關係時，該關係可為第一和第二元件之間不存在其他中間元件的直接關係，但亦可為第一和第二元件之間存在(空間上或功能上)一或更多中間元件的間接關係。在本文中所使用的用語「A、B、和C的至少其中之一」應解釋為意旨使用非排他性邏輯「或」之邏輯(A或B或C)，而不應解釋為意旨「A的至少其中之一、B的至少其中之一、及C的至少其中之一」。
在某些實施方式中，控制器為系統的一部分，而該系統為上述範例之一部分。如此系統可包括半導體處理設備，其包括：一或複數處理工具、一或複數腔室、用於處理的一或複數工作台、及/或特定處理組件(例如晶圓台座、氣流系統等)。這些系統可與用以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、與之後控制所述系統之操作的電子設備整合。該電子設備可稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的諸多組件或子部件。依據製程條件及/或系統的型式，可將控制器編程以控制本文所揭示之任何製程，包括處理氣體的輸送、溫度設定(例如，加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流速設定、流體輸送設定、定位與操作設定、晶圓移進移出工具以及與特定系統連接或介面接合之其他傳送工具及/或裝載鎖。
總的來說，可將控制器定義為具有接收指令、發出指令、控制操作、實行清潔操作、實行端點量測等等之諸多積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。所述積體電路可包括儲存程式指令的韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)的晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)的一或更多微處理器、或微控制器。程式指令可為以諸多個別的設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器之指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對於系統實現特定製程的操作性參數。在某些實施例中，該操作性參數可為由製程工程師定義之配方的一部分，以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造期間完成一或更多的處理步驟。
在某些實施例中，控制器可為電腦之一部分或耦接至電腦，該電腦與系統整合、耦接至系統、或透過網路連結至系統、或其中之組合。例如，控制器可位於「雲端」或為晶圓廠主電腦系統之全部或部分，其可允許晶圓處理的遠端存取。該電腦可允許遠端存取系統，以監控製程操作之目前進度、檢視先前製程操作之歷史、從大量製程操作檢視趨勢或效能度量指標，用以改變當前處理的參數、用以設定接續當前處理的處理步驟、或用以開啟新的製程。在某些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可利用網路將製程配方提供到系統，該網路可包括區域網路或網際網路。該遠端電腦可包括使用者介面，其允許參數及/或設定的輸入或程式化、而之後這些參數及/或設定從該遠端電腦傳送到該系統。在某些範例中，控制器接收資料形式的指令，其針對待於一或更多操作期間執行之每一處理步驟指定參數。應理解的是，可將該參數指定至待執行之製程的類型及控制器配置以與其介面接合或對其控制之工具的類型。因此如上所述，控制器可為分散式，例如藉由包含一或更多以網路連結在一起、並針對相同目的而運作的分散式控制器，該相同目的例如本文所描述之製程與控制。用於如此目的之分散式控制器的範例為與遠端設置(例如在平台層或為遠端電腦的一部分)的一或更多積體電路通信之腔室上的一或更多積體電路，其結合以控制腔室上的製程。
在不受限制的情況下，示例性的系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜面邊緣蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、以及可與半導體晶圓之生產及/或製造相關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如上所載，根據欲使用工具執行的單數或複數的處理步驟，控制器可與下列之一或更多者通信：其他工具電路或模組、其他工具組件、叢集工具、其他工具介面、相鄰的工具、附近的工具、坐落在整個工廠的工具、主電腦、另一控制器、或其在半導體製造廠中將晶圓之容器攜帶往來工具位置及/或裝載埠之用於材料傳送的工具。
100:基板處理系統 101:基板支架 102:本體 102A,102B,102C,102C1,102C2,102D:板層、板 103:支托柱 104:處理腔室 105:上電極 107:基板 109:噴淋頭 117:桿部 110,111,112:加熱元件 113,114,504,506:熱孔隙 116:外圍邊緣 120: RF產生系統 122: RF產生器 124:匹配和分配網路 130:氣體輸送系統 132,132-1,132-2 … 132-N:氣體源 134,134-1,134-2 … 134-N:閥 136,136-1,136-2 … 136-N:質量流控制器 140:歧管及閥部件 141:加熱系統 142:溫度控制器 143:溫度感測器 144:功率源 145:熱電偶 150:真空系統 152:真空控制器 156,159:閥 158:真空泵部件 160:系統控制器 164:機器人 166:裝載鎖 170:最小重疊排除環(MOER) 172:排除氣體溝槽 200:圓形真空溝槽 202:第一徑向延伸真空溝槽 204:中間圓形真空溝槽 206:第二徑向延伸真空溝槽 208:外部圓形真空溝槽 210:基板 220:外部環形區域 230,232,234:管道 236,410,412:輸入和輸出端 240:耳部 400:支托柱103中的一部分 401:中央區域 402,404,406:外管 420,422,424:絕緣管 426,428,430:內部導電元件 432,434,436:密封部 440,442,444:插槽 510,512:環形區域 520:中間環形區域 522:周邊環形區域 524:中央區域 528,532,534,610,612,1005,1112:孔洞 530,702:溝槽或通道 550,602,700:箭頭 560:中心線 H1,H2:高 W1,W2:寬 T1,T2:厚度 R:半徑 600,1007:徑向延伸通道 622:中央區域 624,812,814:徑向延伸部 800,802,804,1000,1006,1008:通道 806,808,810:繞線 820,822,824:線圈 818:突出部 900,902,904:段部 910,912,1110:環狀通道 920:耳部240的底部 922:基部 1001:徑向內段部 1002:板102C2的本體 1003:外段部 1004:中間段部 1010,1104:中央段部 1020:中間耳段部 1100:主要頂段部 1102:環狀外段部 1120:頂耳段部 G:間隙
從詳細說明內容和所附圖式將更完整理解本揭露內容，其中：
圖1為示例性之基板處理系統的功能方塊圖，該基板處理系統依據本揭露內容的一範例而包括具有熱孔隙的基板支架；
圖2為圖1之基板支架的頂部透視圖；
圖3為圖1之基板支架的底部透視圖；
圖4為圖1之基板支架之一部分的底部透視圖，其依據本揭露內容的一範例繪示真空管、排除氣體入口管、熱電偶管、及加熱元件端；
圖5為圖1之基板支架的剖面圖，其依據本揭露內容的一範例繪示熱孔隙及排除區氣體路徑；
圖6為圖1之基板支架的剖面圖，其依據本揭露內容的一範例繪示熱孔隙及部分的排除區氣體路徑和真空路徑；
圖7為圖1之基板支架的剖面圖，其依據本揭露內容的一範例繪示真空路徑的一部分；
圖8A為依據本揭露內容之一範例的圖1之基板支架之底板層的頂部透視圖；
圖8B為圖8A之底板層的底部透視圖；
圖9A為依據本揭露內容之一範例的圖1之基板支架之第一中間板層的頂部透視圖；
圖9B為圖9A之第一中間板層的底部透視圖；
圖10A為依據本揭露內容之一範例的圖1之基板支架之第二中間板層的頂部透視圖；
圖10B為圖10A之第二中間板層的底部透視圖；
圖11A為依據本揭露內容之一範例的圖1之基板支架之頂板層的頂部透視圖；
圖11B為圖11A之頂板層的底部透視圖；
圖12為溫度相對於沿著習知基板支架之直徑位置的示例圖，該習知基板支架包括單一加熱元件；
圖13為溫度相對於沿著圖1之基板支架之直徑位置的示例圖，圖1之基板支架係依據本揭露內容之一範例操作於邊緣熱模式中；
圖14為溫度相對於沿著圖1之基板支架之直徑位置的示例圖，圖1之基板支架係依據本揭露內容之一範例操作於邊緣冷模式中；
圖15為溫度相對於沿著習知基板支架之直徑位置的另一示例圖，該習知基板支架包括單一加熱元件；
圖16為溫度相對於沿著圖1之基板支架之直徑位置的另一示例圖，圖1之基板支架係依據本揭露內容之一範例操作於邊緣熱模式中；及
圖17為溫度相對於沿著圖1之基板支架之直徑位置的另一示例圖，圖1之基板支架係依據本揭露內容之一範例操作於邊緣冷模式中。
在圖式中，可重複使用參考符號以指示相似及/或相同的元件。
100:基板處理系統
101:基板支架
102:本體
102A,102B,102C,102C1,102C2,102D:板層、板
103:支托柱
104:處理腔室
105:上電極
107:基板
109:噴淋頭
117:桿部
110,111,112:加熱元件
113,114,504,506:熱孔隙
116:外圍邊緣
120:RF產生系統
122:RF產生器
124:匹配和分配網路
130:氣體輸送系統
132,132-1,132-2...132-N:氣體源
134,134-1,134-2...134-N:閥
136,136-1,136-2...136-N:質量流控制器
140:歧管及閥部件
141:加熱系統
142:溫度控制器
143:溫度感測器
144:功率源
145:熱電偶
150:真空系統
152:真空控制器
156,159:閥
158:真空泵部件
160:系統控制器
164:機器人
166:裝載鎖
170:最小重疊排除環(MOER)
172:排除氣體溝槽

Claims (20)

  1. 一種基板支架，包含： 一本體，配置以於一基板的處理期間支托該基板，其中該本體包含複數板，該複數板包含一頂板、一第一中間板、一第二中間板以及一底板，其中該複數板係排列以形成一堆疊，且其中該第一中間板係配置於該第二中間板上；及 由該第二中間板之上表面以及該第一中間板之下表面或該頂板之下表面的至少其中之一所定義的一熱孔隙，其中該熱孔隙為環狀的。
  2. 如請求項1之基板支架，其中： 該複數板係接合在一起以形成具有至少部分地密封之通路的一單一結構；以及 由於該單一結構而於該複數板之間存在導熱性。
  3. 如請求項1之基板支架，其中該熱孔隙由該第一中間板之該下表面和該第二中間板之該上表面所定義。
  4. 如請求項1之基板支架，其中該熱孔隙由該頂板之該下表面和該第二中間板之該上表面所定義。
  5. 如請求項1之基板支架，其中： 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該第一熱孔隙由該第一中間板之該下表面和該第二中間板之該上表面所定義；以及 該本體包含由該頂板之該下表面和該第二中間板之該上表面所定義的一第二熱孔隙。
  6. 如請求項1之基板支架，其中： 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該基板支架包含具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙；以及 相對於該複數板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在該本體的一中央和一環形外圍區域之間提供大於2°C的一溫度梯度。
  7. 如請求項1之基板支架，其中： 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該基板支架包含具有該第一熱孔隙的一或更多熱孔隙；以及 相對於該複數板中的至少某些板之尺寸的該一或更多熱孔隙之尺寸在該本體的一中央和一環形外圍區域之間提供大於或等於6°C的一溫度梯度。
  8. 如請求項1之基板支架，其中該熱孔隙由該複數板中的三者所定義。
  9. 如請求項1之基板支架，其中： 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該本體包含一第二熱孔隙；以及 該第二熱孔隙為環狀的並且由該複數板中相對應的二或更多板所定義。
  10. 如請求項1之基板支架，其中： 該複數板包含第一徑向延伸通道和第二徑向延伸通道；以及 該熱孔隙在該第一徑向延伸通道和該第二徑向延伸通道之間轉移一排除氣體。
  11. 如請求項1之基板支架，其中： 該複數板包含徑向延伸通道和徑向延伸溝槽；以及 該熱孔隙在該徑向延伸通道和該徑向延伸溝槽之間於真空下轉移氣體。
  12. 如請求項1之基板支架，其中： 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該本體包含以同心圖案排列的四個環狀熱孔隙；以及 該四個環狀熱孔隙包括該第一熱孔隙。
  13. 如請求項1之基板支架，其中該複數板包含二或更多同心加熱線圈。
  14. 如請求項1之基板支架，其中： 該複數板包含一內部加熱元件、一中間加熱元件以及一外部加熱元件； 該熱孔隙為一第一熱孔隙； 該本體包含一第二熱孔隙； 該第一熱孔隙係配置於該外部加熱元件和該中間加熱元件之間的一區域上方；以及 該第二熱孔隙係配置於該中間加熱元件和該內部加熱元件之間的一區域上方。
  15. 如請求項14之基板支架，包含下列至少其中之一： 該第一熱孔隙和該第二熱孔隙之橫截面的高不相同；或 該第一熱孔隙和該第二熱孔隙之橫截面的寬不相同。
  16. 如請求項14之基板支架，其中： 該第一熱孔隙之橫截面的高係由該複數板中的三者所定義；以及 該第二熱孔隙之橫截面的高係由該複數板中的兩者所定義。
  17. 如請求項14之基板支架，包含下列至少其中之一： 該第一熱孔隙之橫截面的高大於該第二熱孔隙之橫截面的高；或 該第二熱孔隙的寬大於該第一熱孔隙的寬。
  18. 一種系統，包含： 如請求項1之基板支架，其中該基板支架包含二或更多加熱元件及一或更多感測器，且其中該一或更多感測器係配置以產生一或更多溫度訊號；及 一控制模組，配置以根據該一或更多溫度訊號及該熱孔隙與該複數板中的至少某些板之間的一關係而控制對該二或更多加熱元件之電流或功率的至少其中之一之供應。
  19. 一種基板支架，包含： 一本體，配置以於一基板的處理期間支托該基板，其中該本體包含複數板，該複數板包含一頂板、一或更多中間板、以及一底板，且其中該複數板係排列以形成一堆疊；及 由該複數板中的二或更多板所定義的一熱孔隙，定義該熱孔隙的該二或更多板包括該一或更多中間板的至少其中之一，其中該熱孔隙為環狀的且係與該複數板中的該二或更多板為同心的。
  20. 一種基板支架，包含： 一本體，配置以於一基板的處理期間支托該基板，其中該本體包含複數板層，該複數板層包含一頂板層、一或更多中間板層、以及一底板層；其中該一或更多中間板層包含一第一板和一第二板，其中該第二板與該第一板為同心的，且其中該複數板層係排列以形成一堆疊；及 至少部分地由該第一板和該第二板所定義的一熱孔隙，其中該熱孔隙為環狀的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054688A (en) * 1997-06-25 2000-04-25 Brooks Automation, Inc. Hybrid heater with ceramic foil serrated plate and gas assist
US6138745A (en) * 1997-09-26 2000-10-31 Cvc Products, Inc. Two-stage sealing system for thermally conductive chuck
JP2001118915A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Applied Materials Inc 内蔵チャンネルを有する多層セラミック静電チャック
JP5554525B2 (ja) * 2009-08-25 2014-07-23 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
JP5785862B2 (ja) * 2011-11-30 2015-09-30 新光電気工業株式会社 静電チャック及びその製造方法、基板温調固定装置
WO2014116392A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with concentric cooling base
US11302520B2 (en) * 2014-06-28 2022-04-12 Applied Materials, Inc. Chamber apparatus for chemical etching of dielectric materials
US9608550B2 (en) * 2015-05-29 2017-03-28 Lam Research Corporation Lightup prevention using multi-layer ceramic fabrication techniques
JP6689719B2 (ja) * 2016-09-23 2020-04-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置

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