TWI429015B - 載置台的表面處理方法 - Google Patents

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Masakazu Higuma
Kimihiro Higuchi
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Tokyo Electron Ltd
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Description

載置台的表面處理方法
本發明係關於用於已載置基材於其上之載置台的表面處理方法，且特別係用於在基材上以電漿執行處理的基材處理設備之載置台的表面處理方法。
在作為基材之晶圓上執行電漿處理的基材處理設備具有晶圓坐落於其中之機殼室、及佈置於該機殼室中且該晶圓載置於其上之載置台。在此種基材處理設備中，電漿在該機殼室中產生，且以電漿對該晶圓進行電漿處理。
該載置台係以鋁製成，且以諸如氧化鋁之陶瓷製成之熱熔射膜(theramlly sprayed film)形成於該載置台的上表面上。施用DC電壓之靜電電極板埋設於該熱熔射膜中。
當晶圓載置於該載置台上，且將高DC電壓施於該靜電電極板時，在靜電電極板及該晶圓之後表面間產生電位差，使得晶圓由於該電位差所引起之庫侖力等吸引至載置台。亦即，該載置台作為靜電夾頭使用。
該載置台佈置於實質呈圓柱形之基座上。該基座內具有冷卻劑室並在電漿處理期間使用冷卻劑室內之冷卻劑以冷卻吸引至載置台的晶圓。
使用藉由將研磨粒壓緊為碟形而得之磨石磨平在該載置台上的熱熔射膜。然而，如此磨平之該熱熔射膜的表面 (載置表面)在用顯微鏡觀察時仍係粗糙的，雖然以目視觀察時其係平滑的。
若在晶圓接著晶圓的基礎上使用具有該已磨平載置表面之載置台對許多晶圓進行電漿處理，該晶圓及該載置表面在每次改變晶圓時彼此摩擦，導致載置表面之微觀粗糙性改變。亦即，若對許多晶圓進行電漿處理，該載置表面在以顯微鏡觀察時會變得平滑。若該載置表面變得平滑，在晶圓及該載置表面間的接觸區域會增加，如此改善熱從該晶圓轉移至該載置表面的效率，並延展至該基座。結果，在對許多晶圓進行電漿處理後的晶圓溫度會低於對許多晶圓進行電漿處理前的晶圓溫度。因為電漿處理受晶圓溫度的影響，已於許多晶圓上執行之電漿處理不能保持均勻的處理結果。
此外，本發明人確定該電漿處理已在特定數量的晶圓(例如，相當於供應射頻電力之一般電漿處理中約3000小時之整體時間週期之晶圓數量)上執行時，由電漿處理導致之載置表面的微觀粗糙性之改變會達到飽和。
為減少該載置台之載置表面的微觀粗糙性的改變，已發展用於該載置台之表面處理方法，在該載置台中依序對該載置表面進行磨石磨平、研磨板研磨、及帶式研磨設備研磨，使得以顯微鏡觀察時能使該載置表面平滑(例如，參閱日本特許公開專利公報(Kokai)第2007-258240號)。
然而，上述之表面處理方法須要許多處理設備(該磨 石、該研磨板、及該帶式研磨設備)及許多步驟。為此原因，上述之表面處理方法須費時費工且因而不能輕易使用。此外，該磨石、研磨板、及帶式研磨設備接觸該載置表面之形式與晶圓接觸該載置表面之形式不同。從而，上述的表面處理方法所施用之該載置台的載置表面較不適合順應晶圓。
本發明提供用於載置台之表面處理方法，其使載置表面順應欲形成之基材而省時省工。
因此，在本發明中提供用於佈置在基材處理設備的機殼室中之載置台的表面處理方法，該基材處理設備在基材上執行電漿處理及具有該基材已載置於其上之載置表面，其包含熱膨脹該已載置基材之膨脹步驟。
根據本發明，因為載置於該載置台之載置表面上之基材係受熱膨脹的，基材之接觸表面與載置表面彼此磨擦，使得該載置表面在以顯微鏡觀察時顯得平滑。因為僅使用該基材，故能省時省工，且也因為該載置表面使用基材使其本身平滑，故能形成順應該表面之載置表面。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中該基材之熱膨脹係數與該載置台之熱膨脹係數不同。
根據本發明，因為該基材之熱膨脹係數與該載置台之熱膨脹係數不同，在基材受熱膨脹時，基材之接觸表面與載置台能彼此劇烈磨擦。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中該基材處理設備包含將處理氣體引入該機殼室中之氣體引入裝置，及供應射頻電力至該機殼室中之電極，及在該膨脹步驟中，藉由所供應之射頻電力將該處理氣體轉變為電漿，且以該電漿加熱該基材。
根據本發明，因為該電漿加熱該基材，能輕易地加熱該基材。此外，因為該氣體引入裝置及該電極係使用電漿之該基材處理設備之基本組件，能消除提供用於膨脹該基材之特殊裝置的必要性。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中在該膨脹步驟中，供應由該電極所能供應之射頻電力的最大總量。
根據本發明，因為在該基材受熱膨脹時供應該電極所能供應之射頻電力的最大總量，能增加該基材之熱膨脹的總量，且因此能更提昇該載置表面的平滑度。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中該基材處理設備包含將熱轉移氣體供應至介於該已載置基材及該載置表面之間的空隙之氣體供應裝置，及在該膨脹步驟中，該氣體供應裝置停止供應該熱轉移氣體。
根據本發明，因為在該基材受熱膨脹時，停止將該熱轉移氣體供應至介於該已載置基材及該載置表面之間的空隙，熱從該基材轉移至該載置電路的效率降低，使得能將該基材輕易地加熱至高溫度。結果，能更提昇該載置表面的平滑度。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中該載置台包含靜電吸引該基材之吸引裝置，及在該膨脹步驟中，該吸引裝置靜電吸引該基材。
根據本發明，因為在該基材受熱膨脹時，將該基材靜電吸引至該載置台，該基材能劇烈地磨擦該載置表面，且因此能確實地提昇該載置表面的平滑度。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中重複執行該膨脹步驟。
根據本發明，因為重複執行該膨脹步驟，能增加該基材劇烈磨擦該載置表面的次數數量，且因此能使該載置表面更平滑。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中每次重複該膨脹步驟時，置換該已載置基材。
根據本發明，每次重複該膨脹步驟時，置換該已載置基材。當該基材受熱膨脹時，該基材分離及移除從該載置表面陷入該基材之小凸起。藉由置換該基材，能增加移除之小凸起之總量，且因此以顯微鏡觀察時能確實地使該載置表面平滑。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其包含在該膨脹步驟後，將該已載置基材轉移出該機殼室之轉移步驟、從與該載置台之載置表面接觸的該已轉移基材之接觸表面上移除沈積物的移除步驟、及再研磨該基材之接觸表面的再研磨步驟。
根據本發明，將沈積物從自該機殼室轉移出之該基材 的接觸表面上移除，及再磨平該接觸表面。結果，能重複使用該基材。
本發明能提供用於載置台之表面處理方法，其中該基材具有覆蓋該接觸表面之薄膜，且該薄膜之硬度低於該載置表面之硬度。
根據本發明，因為覆蓋該接觸表面之該薄膜的硬度低於該載置表面的硬度，能確實地使載置表面上的小凸起陷入該薄膜中並將其移除，且因此能更確實地使該載置表面平滑。
本發明之特性及優點會因下文採用的詳細描述及隨附圖式而變得更明顯。
茲參考顯示本發明的較佳實施例之圖式以詳細描述本發明。
首先，將描述應用根據本發明實施例之用於載置台表面處理方法的基材處理設備。
圖1係概要地顯示被施予根據本發明的實施例之用於載置台的表面處理方法之基材處理設備的結構之剖面圖。將該基材處理設備建構為諸如將半導體作為基材在其上執行蝕刻處理。
如圖1所示，該基材處理設備10具有室11(機殼室)，具有諸如300毫米直徑之半導體晶圓(在下文中僅稱為「晶圓」)W座落於其內、及佈置於該室11中之圓柱 基座12。ESC(靜電夾頭)13(載置級)佈置於該基座12上。ESC 13係藉由將具有給定直徑之上碟形構件置於具有直徑大於該上碟形構件的直徑之下碟形構件上而形成。ESC 13係以鋁製成，且熱熔射膜(未圖示)藉由熱熔射諸如氧化鋁之陶瓷等形成於該上碟形構件的上表面上。施用DC電壓之靜電電極板21(吸引裝置)佈置於該熱熔射膜中。座落於室11中之晶圓W載置於ESC 13之上碟形構件的上表面上，亦即，在該熱熔射膜之上表面上(在下文中稱為「載置表面」)。
下射頻電源19經由下匹配器20連結至基座12。下射頻電源19將預定的射頻電力施於基座12。基座12因而作為將射頻電力提供至處理空間內之低電極(電極)使用，於下文中描述。下匹配器20減少來自基座12之射頻電力的反射，以將進入基座12之該射頻電力的供應效率最大化。
DC電源23電性連結至ESC 13之靜電電極板21。在高DC正電壓施於靜電電極板21時，在接觸該載置表面的晶圓W之表面(在下文中僅稱為「接觸表面」)上產生負電位。因而在靜電電極板21及晶圓W之接觸表面間產生電位差，且因此經由該電位差所引起之庫侖力或Johnsen-Rahbek力而將晶圓W吸引及保持在ESC 13之載置表面上。
在基材處理設備10中，流動途徑在室11之內壁表面及基座12之側面間形成，在基座12上的氣體經由該流動 途徑從室11排出。沿著該流動途徑的中途處佈置排氣板14。
排氣板14係具有大量孔洞於其中之板形構件，且作為將室11分割為上部份及下部份之分割板使用。電漿在以排氣板14所分割之室11的上部份(在下文中稱為「反應室」)17中製造，於下文中描述。此外，將氣體從室11排出之粗排氣管15 (roughing exhaust pipe)及主排氣管16在室11之下部份(在下文中稱為「岐管」)18打開。粗排氣管15具有與其連結之DP(乾式泵)(未圖示)，且主排氣管16具有與其連結之TMP(渦輪分子泵)(未圖示)。此外，排氣板14防止在反應室17內的處理空間S中產生之電漿洩漏至岐管18中。
此外，在ESC 13上提供環形對焦環24 (annular focus ring)。該對焦環24係以諸如矽之導電構件製成並環繞吸引及保持於ESC 13之載置表面上之晶圓W。該對焦環24將處理空間S中的電漿對焦於晶圓W之前表面，因而改善蝕刻處理的效率。
在基座12的內部提供環形冷卻劑室25，其係以例如基座12的圓周方向延伸。低溫冷卻劑(例如冷卻水或Galden(註冊商標)液)經由冷卻劑管路26從冷卻單元(未圖示)循環通過冷卻劑室25。由低溫冷卻劑冷卻之基座12經由ESC 13冷卻晶圓W。
在ESC 13的載置表面中提供複數個熱轉移氣體供應孔27(氣體供應裝置)。該熱轉移氣體供應孔27經由熱 轉移氣體供應線路28連結至熱轉移氣體供應單元(氣體供應裝置)(未圖示)。該熱轉移氣體供應單元經由熱轉移氣體供應孔27將氦(He)氣體作為熱轉移氣體供應至介於晶圓W及該載置表面間的間隙中。供應至介於晶圓W及該載置表面間的該間隙之氦氣體有效率地將晶圓W的熱轉移至ESC 13。
氣體引入蓮蓬頭29(氣體引入裝置)佈置於室11之頂板部份中以致其面對基座12。上射頻電源31經由上匹配器30連結至氣體引入蓮蓬頭29。上射頻電源31供應預定的射頻電力至氣體引入蓮蓬頭29，且氣體引入蓮蓬頭29供應該射頻電力至處理空間S。氣體引入蓮蓬頭29因而作為上電極使用。上匹配器30具有與上文描述之下匹配器20相似的功能。
氣體引入蓮蓬頭29具有頂板電極板33，其中具有大量氣體孔32、及將頂板電極板33支撐於其上之可拆卸式電極支撐體34。在電極支撐體34內部提供緩衝室35。處理氣體引入管36連結至緩衝室35。從處理氣體引入管36供應至緩衝室35之處理氣體係經由氣體孔32由氣體引入蓮蓬頭29供應至反應室17。
在室11之側壁內提供用於將晶圓W從反應室17轉移入及轉移出之轉移埠37，在轉移埠37內提供用於開啟及關閉轉移埠37之閘閥38。
在基材處理設備10之反應室17中，將射頻電力供應給介於ESC 13及氣體引入蓮蓬頭29間的處理空間S，因 此將從氣體引入蓮蓬頭29供應給處理空間S之處理氣體轉變為電漿。以電漿對晶圓W進行蝕刻處理。
上述之基材處理設備10的組件元件的操作係由基材處理設備10之控制單元(未圖示)之CPU根據用於蝕刻處理之程式所控制。
其次，會提供如何用晶圓W使ESC 13之載置表面平滑的描述。
圖2A至2E係有助於解釋如何用晶圓使該ESC之載置表面平滑的製程圖式。圖2A至2E係圖1顯示之部份A的放大圖。
如圖2A所示，在以顯微鏡觀察時，在已使用磨石磨平之載置表面上有凸起及凹陷。在晶圓W載置於該載置表面上時，晶圓W係由該載置表面上的小凸起所支撐。
然後，將高DC電壓施於靜電電極板21，使得晶圓W靜電吸引至該載置表面。此時，晶圓W經由庫侖力等牢固地壓於該載置表面上。因為由陶瓷構成之具有載置表面的熱熔射膜的硬度高於由矽構成之晶圓W的硬度，在該載置表面上的小凸起陷入晶圓W的後表面中(在下文中稱為「接觸表面」)(圖2B)。
矽的熱膨脹係數與陶瓷的熱膨脹係數不同，且因此晶圓W的熱膨脹係數與該載置表面的熱膨脹係數不同。此處，在加熱載置於該載置表面上的晶圓W時，晶圓W受熱膨脹。此時，晶圓W的熱膨脹總量與該載置表面的熱膨脹總量不同，且因此晶圓W的接觸表面與該載置表面 大範圍地彼此磨擦(在圖2C的空心箭號所指示的方向上磨擦)。在晶圓W的接觸表面與該載置表面彼此磨擦時，該接觸表面連同已陷入該接觸表面中之在該載置表面上的小凸起一起移位(圖2C)。亦即，將該載置表面上的小凸起從該載置表面分離。
然後，將晶圓W從該載置表面上移除，晶圓W連同已陷入該接觸表面中之在該載置表面上的小凸起從該載置表面上移除(圖2D)。結果，將小凸起從該載置表面上程除，以致在以顯微鏡觀察時該載置表面變得平滑(圖2E)。
根據本實施例之用於載置台的表面處理方法中，使用上述之使用晶圓W的載置表面平滑方法。會提供對載置表面處理之描述以作為如本實施例之用於該載置台的表面處理方法。
圖3係作為如本實施例之用於該載置台的表面處理方法使用之載置表面處理的流程圖。
如圖3所示，首先，晶圓W轉移入室11中為並載置於ESC 13之載置表面上(步驟S31)。然後，高DC電壓施於靜電電極板21上，使得晶圓W被靜電吸引至該載置表面(步驟S32)。庫侖力(例如100公斤力)作用於晶圓W上，且在此時，在載置表面上的小凸起如上文所述的陷入晶圓W之接觸表面中。應注意在步驟S33前晶圓W仍保持著靜電吸引至該載置表面，於下文中描述。
然後，氣體引入蓮蓬頭29將處理氣體供應至反應室 17中，且另外，氣體引入蓮蓬頭29及基座12將射頻電力供應至該處理空間S中。此時，該處理氣體在處理空間S中轉變為電漿(步驟S33)(膨脹步驟)。該電漿處於高能狀態，且晶圓W載置於ESC 13上以致其面對處理空間S。該電漿因而將熱能轉移至晶圓W並加熱晶圓W。結果，晶圓W受熱膨脹。此時，如上文所述，該接觸表面與該載置表面彼此磨擦，且該接觸表面帶同已陷入該接觸表面中之在該載置表面上的小凸起一起移位。
在步驟S33中，為了使該接觸表面與該載置表面大範圍地彼此磨擦，晶圓W的熱膨脹係數必須越高越好。因此，在步驟S33中，氣體引入蓮蓬頭29及基座12供應其所能供應之射頻電力的最大總量(例如，氣體引入蓮蓬頭29供應3300瓦之射頻電力，且基座12供應3800瓦之射頻電力)，且該熱轉移氣體供應單元停止將氮氣供應至介於該接觸表面及該載置表面間的間隙中。因此，能增加該電漿之能量，且因此該電漿能將大量熱能轉移至晶圓W，因而降低從晶圓W至ESC 13之熱轉移的效率。結果，能輕易地將晶圓W加熱至高溫，並能增加晶圓W的熱膨脹之總量，因而提昇該載置表面之平滑性。
其次，停止對處理空間S之射頻電力的供應以導致該電漿消失，將剩餘之處理氣體從室11中排出，然後將晶圓W轉移出室11(步驟S34)。此時，因為在該載置表面上的小凸起仍陷入晶圓W中，該載置表面上的小凸起從該載置表面移除。結果，以顯微鏡觀察時該載置表面變 得平滑。
如上文所述，在晶圓W從室11轉移入或轉移出時'亦即，在置換晶圓W時，該載置表面上的小凸起從該載置表面移除，並藉由重複置換晶圓W，在以顯微鏡觀察時使該載置表面更平滑。此外，在基材處理設備10中，該電漿在每次置換晶圓W時加熱晶圓W，且因此該載置表面的平滑性與產生該電漿之時間週期、且引申為其與該射頻電力供應至該處理空間S之整體時間週期成比例。因而，在次一步驟S35中，決定供應射頻電力的整體時間週期是否已超過預定時間週期。此處，經由經驗等以預先得到能達成目標平滑度之射頻電力供應時間週期的整體值並設定為預定時間週期。
若在步驟S35中決定之結果為供應射頻電力的整體時間週期已超過該預定時間週期(在步驟S35中為是)，將該程序帶往終點。另一方面，若供應射頻電力的整體時間週期未超過該預定時間週期(在步驟S35中為否)，該程序返回至步驟31。亦即，若供應射頻電力的整體時間週期未超過該預定時間週期，載置於該載置表面上的晶圓W的熱膨脹會重複執行。此外，因為該晶圓W總是在晶圓W受熱膨脹的之前及之後轉移入及轉移出室11，在每次重複晶圓的熱膨脹時置換載置於該載置表面上的晶圓W。
根據圖3之程序，因為載置於ESC 13之載置表面上的晶圓W受熱膨脹，晶圓W的接觸表面與該載置表面彼此磨擦，使得在以顯微鏡觀察時使該載置表面平滑。因為 此時僅使用晶圓W，故能省時省工，並因為該載置表面使用晶圓使其本身平滑，能形成順應晶圓W之載置表面。
在上文所描述之圖3的程序中，因為晶圓W係由使用氣體引入蓮蓬頭29及基座12所產生之電漿加熱，故能輕易地加熱晶圓W。此外，因為氣體引入蓮蓬頭29及基座12係基材處理設備10之基本組件，消除了提供任何用於熱膨脹晶圓W之裝置的必要性。
此外，在上文所描述之圖3的程序中，因為晶圓W在受熱膨脹時係被靜電吸引至ESC 13，晶圓W能劇烈地與該載置表面彼此磨擦。因而，不僅移除了在載置表面上的小凸起，也將其粉碎，且因此能確實地提昇該載置表面的平滑度。
另外，在上文所描述之圖3的程序中，因為重複執行晶圓的熱膨脹，能增加晶圓W與該載置表面彼此磨擦的次數數量，且因此能使該載置表面更平滑。
另外，在上文所描述之圖3的程序中，在每次重複重複晶圓的熱膨脹時置換載置於該載置表面上的晶圓W。能經由置換晶圓W以增加被移除之小凸起的總量，且因此在以顯微鏡觀察時能確實地使該載置表面平滑。
在上述之如本實施例的用於載置台之表面處理方法中，因為使該載置表面上的小凸起陷入晶圓W之接觸表面中，以從該載置表面上移除小凸起。該接觸表面之狀態相當重要。例如，若晶圓W的接觸表面如圖4A所示的粗糙，即使將晶圓W靜電吸引至該載置表面，在該接觸表面 上仍有許多凹陷，且因此在載置表面上的小凸起座落在凹陷中。結果載置表面上的小凸起不能大範圍地陷入晶圓W的接觸表面中(圖4B)。
在本實施例中，因而較佳情況係晶圓W有不粗糙的接觸表面，但其已執行過化學研磨及機械研磨。在此例中，能從該接觸表面上移除凹陷，使得該載置表面上的小凸起能確實地陷入該接觸表面中並移除之，且因此能更確實地使該載置表面平滑。
此外，在本實施例中，可能在晶圓W的接觸表面上提供具有硬度低於陶瓷硬度之薄膜以取代在晶圓W的接觸表面上執行化學研磨及機械研磨。且在此例中，能確實地使該載置表面上的小凸起陷入該接觸表面中並移除之，且因此能更確實地使該載置表面平滑。
在上文所描述之如本實施例的用於載置台之表面處理方法中，因為在置換晶圓W時，以顯微鏡觀察時該使載置表面平滑，故須要大量的晶圓。然而，過去幾年，由於晶圓W的直徑增加等因素晶圓W的價格已然上昇。因而須要最小化用於載置台之表面處理區段中所使用的晶圓W的數量。另一方面，因為載置於該載置表面且受熱膨脹之晶圓W之接觸表面與該載置表面彼此磨擦，可能在一例中，其中從室11轉移出的晶圓W有粗糙的接觸表面，且不能立即重使用在圖3之程序中所使用之晶圓W。
為處理此問題，可再研磨在圖3之程序中所使用之晶圓W的接觸表面。更明確地說，在受熱膨脹之晶圓W從 室11轉移出後(步驟S34)，能藉由對其進行化學研磨及機械研磨以再研磨晶圓W的接觸表面。因而，能再使用已因圖3之程序而使其接觸表面粗糙的晶圓W。
此處，可能有將蝕刻處理期間所產生之CF沈積物附接至ESC 13，且將該沈積物從ESC 13轉移至晶圓W之接觸表面並變成附接至晶圓W之接觸表面的例子。若該沈積物附接至該接觸表面，該接觸表面不能接近該載置表面，結果，不能使該載置表面上的小凸起陷入晶圓W的接觸表面中。因而較佳情況係在晶圓W從室11轉移出後，在再研磨晶圓W之前先將該沈積物從晶圓W的接觸表面上移除。該沈積物經由諸如使用化學溶液之濕蝕刻、使用遠端電漿之氣蝕刻、或機械刮削移除。
須注意在普通例子中，不會立即使用其之接觸表面已再研磨過的晶圓W，而係將其置於放置盒等中並用於執行其他載置表面處理。然而，在能快速地完成沈積物移除及再研磨的例子中，能將晶圓W用於目前正在執行的載置表面處理上。
雖然在上文描述的如本實施例之用於載置台的表面處理方法中，將半導體晶圓作為基材使用，此點並非限制，但該基材之類型可能根據基材處理設備10在其上執行電漿處理之基材類型而變化。例如，能使用在LCD(液晶顯示器)、FPD(平面顯示器)等中使用的玻璃基材。
其次，將具體地描述本發明之範例。
首先，設定晶圓W的目標溫度，使用具有ESC 13之 基材處理設備10以對晶圓W進行蝕刻處理，其中已對ESC 13供應射頻電力時間總計2950小時，作為一般蝕刻處理中供應該射頻電力之整體時間週期，並量測在該蝕刻處理中的晶圓W的溫度。距晶圓W中心100毫米處所量測得的溫度約為45℃。因而，將該目標溫度設定為45℃。
範例
準備25片晶圓W，並使用該等晶圓W執行圖3之程序。此時，將步驟S33中由氣體引入蓮蓬頭29及基座12所供應之射頻電力分別設定為3300瓦及3800瓦。再者，將步驟S35中的預定時間週期設定為20小時。須注意將用於供應射頻電力的時間週期設定為每片晶圓W60秒，且因此在本範例中，晶圓W的置換執行1200次。
其次，使用具有ESC 13之基材處理設備10以對晶圓W進行蝕刻處理，在以顯微鏡觀察時已經由圖3之程序使該ESC 13的載置表面平滑，且量測在蝕刻處理中的晶圓W的溫度。在距晶圓W中心100毫米處量測得的溫度約為43℃至47℃，且平均溫度約為45℃。
對照範例
準備其之ESC 13的載置表面僅使用磨石磨平之基材處理設備10，使用基材處理設備10對晶圓W進行蝕刻，且量測在蝕刻處理中的晶圓W的溫度。在距晶圓W中心100毫米處量測得的溫度約為52℃至55.5℃，且平均溫度 約為54℃。
鑒於該範例及該對照範例的比較結果，可以發現，因為在該範例中的溫度接近該目標溫度，且該範例能較該對照範例達成更高的熱轉移效能，在以顯微鏡觀察時，使得受圖3之程序處理之ESC 13的載置表面變得平滑，如同已對ESC 13供應射頻電力時間總計2950小時，作為一般蝕刻處理中供應該射頻電力之整體時間週期。
10‧‧‧基材處理設備
11‧‧‧室
12‧‧‧圓柱基座
W‧‧‧半導體晶圓
13‧‧‧靜電夾頭
14‧‧‧排氣板
15‧‧‧粗排氣管
16‧‧‧主排氣管
17‧‧‧上部份
18‧‧‧下部份
19‧‧‧下射頻電源
20‧‧‧下匹配器
21‧‧‧靜電電極板
S‧‧‧處理空間
23‧‧‧DC電源
24‧‧‧環形對焦環
25‧‧‧環形冷卻劑室
26‧‧‧冷卻劑管路
27‧‧‧熱轉移氣體供應孔
28‧‧‧熱轉移氣體供應線路
29‧‧‧氣體引入蓮蓬頭
30‧‧‧上匹配器
31‧‧‧上射頻電源
32‧‧‧氣體孔
33‧‧‧頂板電極板
34‧‧‧電極支撐體
35‧‧‧緩衝室
36‧‧‧處理氣體引入管
37‧‧‧轉移埠
38‧‧‧閘閥
圖1係概要地顯示被施用如本發明實施例之用於載置台之表面處理方法的基材處理設備的構造剖面圖；圖2A至2E係有助於解釋如何用晶圓使該靜電夾頭之載置表面平滑的製程圖式；圖3係作為如本發明實施例之用於載置台的表面處理方法使用之載置表面處理的流程圖；及圖4A及4B係有助於解釋具有粗糙接觸表面之基材載置於該載置表面之例子的製程圖式。

Claims (10)

  1. 一種用於載置台的表面處理方法，該載置台佈置在熱處理設備之機殼室中，該熱處理設備在基材上執行預定熱處理且具有將該基材載置於其上之載置表面，該方法包含：熱膨脹該經載置基材之一膨脹步驟，該膨脹步驟是研磨該載置台的表面，而被研磨之表面是成為執行預定時間熱處理所得之預定平滑度的載置表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中該基材之熱膨脹係數與該載置台之熱膨脹係數不同。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中該熱處理設備包含將處理氣體引入該機殼室中之氣體引入裝置，及供應射頻電力至該機殼室中之電極，及在該膨脹步驟中，藉由所供應之射頻電力將該處理氣體轉變為電漿，且以該電漿加熱該基材。
  4. 如申請專利範圍第3項之用於載置台的表面處理方法，其中在該膨脹步驟中，供應由該電極所能供應之射頻電力的最大總量。
  5. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中該熱處理設備包含將熱轉移氣體供應至介於該經載置 基材及該載置表面之間的空隙之氣體供應裝置，及在該膨脹步驟中，該氣體供應裝置停止供應該熱轉移氣體。
  6. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中該載置台包含靜電吸引該基材之吸引裝置，及在該膨脹步驟中，該吸引裝置靜電吸引該基材。
  7. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中重複執行該膨脹步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之用於載置台的表面處理方法，其中每次重複該膨脹步驟時，置換該經載置基材。
  9. 如申請專利範圍第7項之用於載置台的表面處理方法，包含：一轉移步驟，在該膨脹步驟後，將該經載置基材轉移出該機殼室；一移除步驟，從與該載置台之載置表面接觸的該經轉移基材之接觸表面上移除沈積物；及一再研磨步驟，再研磨該基材之該接觸表面。
  10. 如申請專利範圍第1項之用於載置台的表面處理方法，其中該基材具有覆蓋接觸表面之薄膜，且該薄膜之硬度低於該載置表面之硬度。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105189812B (zh) * 2013-03-15 2017-10-20 应用材料公司 用于基板的载具
US9338829B2 (en) 2014-02-14 2016-05-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Heated platen with improved temperature uniformity
JP6573231B2 (ja) * 2016-03-03 2019-09-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 プラズマ処理方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750736B2 (ja) * 1990-12-25 1995-05-31 日本碍子株式会社 ウエハー加熱装置及びその製造方法
US5548470A (en) * 1994-07-19 1996-08-20 International Business Machines Corporation Characterization, modeling, and design of an electrostatic chuck with improved wafer temperature uniformity
US6365495B2 (en) * 1994-11-14 2002-04-02 Applied Materials, Inc. Method for performing metallo-organic chemical vapor deposition of titanium nitride at reduced temperature
JPH09218104A (ja) * 1996-02-14 1997-08-19 Sony Corp 基板の温度測定装置
US6106625A (en) * 1997-12-02 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Reactor useful for chemical vapor deposition of titanium nitride
JP2001127041A (ja) * 1999-10-26 2001-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4312372B2 (ja) * 2000-12-11 2009-08-12 日本碍子株式会社 静電チャックおよびその製造方法
US7843632B2 (en) * 2006-08-16 2010-11-30 Cymer, Inc. EUV optics
US7341673B2 (en) * 2003-08-12 2008-03-11 Lam Research Corporation Methods and apparatus for in situ substrate temperature monitoring by electromagnetic radiation emission
AU2003272478A1 (en) 2002-09-19 2004-04-08 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a low level of particle generation and method of fabricating same
JP2006286874A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Komatsu Electronic Metals Co Ltd ウェーハ熱処理用治具及び熱処理後のウェーハ
US8055125B2 (en) 2005-07-14 2011-11-08 Tokyo Electron Limited Substrate stage mechanism and substrate processing apparatus
JP2007258240A (ja) 2006-03-20 2007-10-04 Tokyo Electron Ltd 表面処理方法
US8450193B2 (en) * 2006-08-15 2013-05-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for temperature-controlled ion implantation
US7655933B2 (en) * 2006-08-15 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for temperature-controlled ion implantation

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