用於極度邊緣可調性的延伸和獨立的射頻驅動陰極基板的製作方法
2023-05-28 12:18:36
用於極度邊緣可調性的延伸和獨立的射頻驅動陰極基板的製作方法
【專利摘要】本發明中提供一種處理基板的裝置。在一些實施例中，一種處理基板的裝置可包括：基板支座，該基板支座包含設置於該基板支座內並具有周緣及第一表面的第一電極；設置於該第一電極的該第一表面上方的基板支座表面；以及第二電極，該第二電極設置於該基板支座內並徑向延伸越過該第一電極的該周緣，其中該第二電極具有第二表面，該第二表面設置於該第一電極的該第一表面周圍與上方。
【專利說明】用於極度邊緣可調性的延伸和獨立的射頻驅動陰極基板
【技術領域】
[0001]本發明的實施例一般性關於基板處理設備。
【背景技術】
[0002]基板處理系統(如等離子體反應器)可用於在基板上沉積、蝕刻或形成層，或是以其他方式處理基板的表面。一個可用於控制這樣的基板處理的各方面的技術是使用射頻(RF)能量來控制基板附近的等離子體，例如通過將RF能量耦合到基板下方的電極，該基板位於基板支座上。
[0003]發明人在本文中提供了基板處理系統的實施例，這些基板處理系統可提供改良的基板處理系統的RF能量控制以及在晶圓邊緣附近彈性的等離子體鞘層控制。
【發明內容】
[0004]本文中提供處理基板的方法及裝置。在一些實施例中，一種處理基板的裝置可以包括:基板支座，該基板支座包含位於該基板支座內並具有周緣及第一表面的第一電極；位於該第一電極的該第一表面上方的基板支座表面；以及第二電極，該第二電極位於該基板支座內並徑向延伸越過該第一電極的該周緣，其中該第二電極具有第二表面，該第二表面位於該第一電極的該第一表面周圍與上方。
[0005]在一些實施例中，一種基板支座包括:具有周緣的第一電極；位於該第一電極上方的基板支座表面；位於該第一電極周圍並徑向延伸越過該第一電極的該周緣的第二電極；位於該第一電極的該周緣的周圍的第一介電層；以及RF接地層，該RF接地層位於該第一介電層周圍，其中該第二電極至少部分位於該第一介電層上方。
[0006]在一些實施例中，一種基板支座可包括:支撐表面；第一電極，該第一電極位於該基板支座內並具有周緣，該第一電極的該周緣延伸越過該支撐表面的周緣；第二電極，該第二電極位於該基板支座內並具有周緣，該第二電極的該周緣延伸越過該第一電極的該周緣；位於該第一電極的該周緣的周圍的介電層；以及位於該介電層周圍的RF接地層。
[0007]以下描述本發明的其他與進一步的實施例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]通過參照本發明繪示於隨附圖示中的說明性實施例，可以了解本發明於以上概述並於以下更加詳細討論的實施例。然而，應注意的是，附圖僅說明本發明的典型實施例，因此不應將這些附圖視為限制本發明的範圍，因本發明可認可其他等同有效的實施例。
[0009]圖1繪示依據本發明的一些實施例的等離子體反應器的示意圖。
[0010]圖2繪示依據本發明的一些實施例的基板支座的示意圖。
[0011]圖3繪示依據本發明的一些實施例的基板支座的部分示意圖。
[0012]圖4繪示依據本發明的一些實施例的基板支座的部分示意圖。
[0013]圖5A與圖5B分別繪示依據本發明的一些實施例用於等離子體反應器的處理套組環的俯視圖與側剖視圖。
[0014]圖6A至6C分別繪示依據本發明的一些實施例用於等離子體反應器的處理套組環的俯視圖、側剖視圖以及細部側剖視圖。
[0015]圖7A至7E分別繪示依據本發明的一些實施例用於等離子體反應器的處理套組環的俯視圖、側剖視圖、細部側剖視圖、細部俯視圖以及頂部細部的側剖視圖。
[0016]為了便於理解，已在可能處使用相同的元件符號來指稱對於附圖為相同的元件。這些附圖不按比例繪製，並且為了清楚起見可以被簡化。亦考量到可以將一個實施例的元件與特徵有益地整合於其他實施例中而無需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0017]本文中揭示處理基板的方法及裝置。本發明的方法及裝置與現有的等離子體處理裝置相比可以有利地便於更均勻地等離子體處理基板。例如，本發明的實施例可以減少在基板邊緣的邊緣卷離或邊緣捲起，從而提供更均勻的基板。本案發明人已經觀察到邊緣卷離或邊緣捲起的原因除了其他的因素之外可能是由於基板邊緣附近的RF功率耦合中有不連續。本發明的方法及裝置針對在基板邊緣的不連續，通過提供電極或提供一或多個另外的電極來改善基板邊緣附近的RF功率耦合。
[0018]圖1繪示依據本發明的一些實施例的感應耦合等離子體反應器(反應器100)的示意側視圖。可以單獨使用反應器100，或反應器100可作為整合的半導體基板處理系統或群集工具的處理模塊，該群集工具如CENTURAk整合式半導體晶圓處理系統，可購自美國加州聖大克蘿拉市的應用材料公司(Applied Materials, Inc.0f SantaClara, California)。可以有利地受益於依據本發明的實施例的合適修改的等離子體反應器的實例包括感應耦合等離子體蝕刻反應器，如DPS?半導體設備線，或其他感應耦合等離子體反應器，如MESA?或類似者，也可向應用材料公司取得。上述所列的半導體設備只是說明性的，而且其他的蝕刻反應器以及非蝕刻設備(如CVD反應器或其他半導體處理設備)也可以依據本教示而被適當地修改。例如，可用於本文中揭示的方法的合適的例示性等離子體反應器可在V.Todorow等人於2010年6月23日提出申請的美國專利申請案序號第12/821,609號、且標題為「感應耦合的等離子體裝置(INDUCTIVELY COUPLEDPLASMA APPARATUS) 」或是S.Banna等人於2010年6月23日提出申請的美國專利申請案序號第12/821，636號、且標題為「具可調相位線圈組配件的雙模式感應耦合等離子體反應器(DUAL MODE INDUCTIVELY COUPLED PLASMA REACTOR WITH ADJUSTABLE PHASE COILASSEMBLY.) 」 中找到。
[0019]反應器100通常包括處理腔室104、基板支座116、感應耦合等離子體裝置102以及控制器140。處理腔室104具有導電主體(壁)130與蓋120(例如頂壁)，導電主體(壁)130與蓋120 —起界定了內部容積，基板支座116位於該內部容積內(圖示為支撐基板115)。壁130通常耦接到電性接地134。在配置反應器100作為感應耦合等離子體反應器的實施例中，蓋120可以包含面向反應器100的內部容積的介電材料。
[0020]基板支座116通常包括用於支撐基板115的支撐表面。支撐表面可以由介電材料形成。在一些實施例中，基板支座116可包括通過匹配網絡124耦接到偏壓電源122的陰極。說明性的偏壓電源122可以是至多約1000W(但不限於約1000W)的RF能量且頻率為例如約13.56MHz的來源，雖然視特定應用所需也可以提供其他的頻率與功率。偏壓電源122可為能夠產生連續或脈衝功率中的任一者或兩者。在一些實施例中，偏壓電源122可以是DC或脈衝DC源。在一些實施例中，偏壓電源122可為能夠提供多個頻率，或者可將一或多個第二偏壓源(如圖2中所圖示)經由相同的匹配網絡124或經由一或多個另外的匹配網絡(如圖2中所圖示)耦接到基板支座116，以提供多個頻率。
[0021]圖2繪示依據本發明的一些實施例的基板支座116的進一步細節。如圖2中所圖示，基板支座116可包括位於基板支座116內的第一電極200。在一些實施例中，可以將第一電極200置中設置在基板支座116的支撐表面216下方。第一電極200可以由導電材料形成，該導電材料如鋁(Al)、摻雜的碳化矽(SiC)或其他與工藝環境相容的適合導電材料中的一或多者。在一些實施例中，第一電極200可以設置於主體205中或者可以是主體205，主體205支撐基板支座116的介電質支撐表面。主體205可以具有周緣202與第一表面204。在一些實施例中，主體205可以包括數個通道207，通道207設置於穿過主體205，以使熱傳介質流經通道207。熱傳介質源209可與該數個通道207耦接，以提供熱傳介質至該數個通道207。例如，可以使用通過該數個通道207的熱傳介質流動來調節設置於基板支座116上的基板的溫度。
[0022]第二電極206可以設置於基板支座116內。第二電極206可以具有第二表面208，第二表面208設置於第一電極200的第一表面204周圍與上方。第二電極206可以從第一電極204徑向延伸，例如越過如下面所討論的第一電極200的周緣202。第二電極206可以由任何適合的導電材料形成，如Al、摻雜的SiC、摻雜的鑽石或其他與工藝環境相容的適合導電材料中的一或多者。在一些實施例中，第二電極206可被電稱接到第一電極200,使得第一電極200與第二電極206可被耦接到共用的RF電源(例如偏壓電源122)。在一些實施例中，第一電極200與第二電極206可以是單一整合電極,該整合電極被形成為適合提供本文中所教示的功能的形狀。或者，在一些實施例中，第二電極206可以與第一電極200電隔離，使得該第一電極200與第二電極206可以被相同的或分開的RF電源個別控制。
[0023]例如，在一些實施例中，偏壓電源122 (例如第一 RF電源)可被耦接到第一電極200與第二電極206的每一個，以提供射頻(RF)能量至第一電極200與第二電極206。在這樣的實施例中，該第一電極200與第二電極206可被電耦接(無論是作為單一整合電極或作為分開的電極)或者可以被電隔離。或者，偏壓電源122可被耦接到第一電極200，以提供RF能量到第一電極200，而且第二電源210 (以虛線圖示)可以經由匹配網絡211 (以虛線圖示)被耦接到第二電極206，以提供RF能量到第二電極206。例如，為了電隔離第一電極200與第二電極206，可以將介電層213 (以虛線圖示)設置於第一電極200與第二電極206之間，如圖2中所圖示。或者，可以使用基部212(下面討論)的一些實施例來電隔離第一電極200與第二電極206。
[0024]在一些實施例中，基部212可以設置於第一電極200上。在第一電極200與第二電極206被電耦接的實施例中，基部212可以是設置於至少一部分的第一電極200周圍的導電環或類似者，如圖2中所圖示。或者，基部212可以具有設置於第一電極200周圍的導電通路。
[0025]基部212的全部或一部分可由介電材料製造，該介電材料適於防止第一電極200與第二電極206之間起弧。第二電極206包括徑向延伸部分214，徑向延伸部分214設置於基部212的頂部且延伸越過第一電極200的周緣202。基部212與徑向延伸部分214可以是單一的整合組件或分開的組件，這些分開的組件可以被組裝在一起形成第二電極206。可定位第二電極206的第二表面208的位置，以在處理過程中控制設置於基板支座116上的基板周圍附近的RF能量耦合。此外，可以調整徑向延伸部分214延伸越過第一電極200的周緣202的長度，以實現在設置於基板支座116上的基板周圍附近所需的RF能量耦合。在一些實施例中，基部212的高度及/或徑向延伸部分214的厚度可以一起界定第二表面208相對於該第一表面204的位置。
[0026]基板支座可以包括設置於第一電極200的第一表面204上方的基板支撐表面216。例如，基板支撐表面216可以是靜電卡盤218的一部分。靜電卡盤218可設置於第一電極200上方，而且基板支撐表面216可以是靜電卡盤218的上表面。靜電卡盤218可以包括介電質板材，如陶瓷圓盤220，如圖2中所圖示。陶瓷圓盤220可包括電極222，電極222設置於陶瓷圓盤220內，以提供將基板115卡到靜電卡盤218的直流能量。電極222可以被耦接到直流電源226。
[0027]邊緣環228可以設置於靜電卡盤218的周圍。例如，邊緣環228可以是處理套組或類似者，邊緣環228設以改善基板224周緣附近的處理及/或在處理過程中保護基板支座免於不需要的等離子體暴露。邊緣環228可以是介電質或可具有外部介電層，該外部介電層例如包含石英、氧化釔(Y203)、氮化鋁(AlN)、塗覆鑽石的碳化矽(SiC)或類似者中的一或多者。在一些實施例中，如圖2中所圖示，當基板115設置在靜電卡盤218上時，邊緣環228的高度可與基板115的處理表面大約相同。或者，邊緣環相對於靜電卡盤218上的基板的處理表面的高度可以有所不同。例如，在一些實施例中，如圖3中所圖示，邊緣環300可以具有比基板115的處理表面更高的高度。邊緣環可以是由一種材料構成的單一片體，如邊緣環300。或者，可以使用另外的環來將邊緣環的高度延伸到基板115的處理表面上方，如可能置於及/或嵌合/堆迭於邊緣環300上的環302。例如，邊緣環300與環302可以包含相同的材料。或者，邊緣環300與環302可以包含不同的材料，例如邊緣環300可包含石英，而環302可以包含SiC。可以最佳化基板115的處理表面上方的邊緣環高度(例如邊緣環300或邊緣環300與環302的組合)，以改善基板115的周緣附近的等離子體均勻度。
[0028]回到圖2，邊緣環228可以設置於第二電極206的徑向延伸部分214上方與鄰近處，使得邊緣環228可設置於延伸部分214與接地層230 (例如RF接地層)之間。例如，邊緣環228可以由單一片體形成，使得邊緣環228將延伸部分214與接地層230分離。或者，如圖2中所圖示，可將環232 (如介電質間隔物或類似者)設置於邊緣環228下方且在第二電極206的延伸部分214與接地層230之間。在任一實施例中，即有或無環232的實施例中，可能需要使延伸部分214與接地層230充分隔離，以限制及/或防止在延伸部分214與接地層230之間起弧。
[0029]環232可以是單一片體或包含堆迭或相互連接在一起的多個片體，如圖2中的虛線所圖示。在使用多個堆迭片體的實施例中，該片體可以包含相同的或不同的材料。在一些實施例中，可以使用其他的環或可以移除一或多個片體，以容納第二電極206的更大的延伸部分。如圖4中所圖示，可以使用環400來容納較大的延伸部分402(例如比延伸部分214更大)。如圖所示，延伸部分402可以延伸越過第一介電層234(以下討論)。與環232類似，可以使用環400來充分地將延伸部分402與接地層230隔離。延伸部分(例如214或402)的長度可以在範圍內變化，以最佳化基板115的周緣附近的等離子體均勻度。在一些實施例中，延伸部分的長度與邊緣環的高度可以皆被最佳化，以在基板115的周緣附近的等離子體中實現所需的均勻度。
[0030]圖5A與圖5B分別繪示依據本發明的一些實施例可以用於作為環232或環400的環502的俯視圖與側剖視圖。以下描述的環502的尺寸可有利地允許環502適用於上述的基板支座116。在一些實施例中,環502是由碳化娃(SiC)所製成。通過使用碳化娃來製造環502，當暴露於處理腔室內的處理環境時，環502可以有利地耐降解。
[0031]在一些實施例中，環502通常可以包含具有外緣511、內緣513、頂表面515以及底表面517的環形主體504。在一些實施例中，主體504可以包含從頂表面515向上延伸的數個凸部506 (圖示三個凸部506)。
[0032]在一些實施例中，外緣511的直徑可以為約12.473英寸至約12.479英寸。在一些實施例中，內緣513的直徑可以為約11.726英寸至約11.728英寸。在一些實施例中，環502的內緣513包含平坦部509，平坦部509靠近該數個凸部506中的一個。平坦部509與一部分的基板支座接合，以當將環502安裝於基板支座上時方便環502的適當定向。在一些實施例中，從平坦部509到環502的中心510的距離512可以為約5.826英寸至約5.831英寸。在一些實施例中，平坦部509可具有約1.310英寸至約1.320英寸的長度508。
[0033]當存在時，該數個凸部506 (圖示三個凸部506)將基板支座的組件(例如上述基板支座116的邊緣環228)支撐於環502的頂部，並提供基板支座與環502之間的間隙。在其中存在三個凸部506的實施例中，可以將凸部506對稱地配置於主體504周圍。例如，可以約120度的角度519將三個凸部506中的每一個在主體504周圍相互分開。此外，可以將每個凸部506設置在主體504周圍，使得凸部506的外緣527與主體504的中心510之間的距離525為約6.995英寸至約6.105英寸。在一些實施例中，從凸部506的內緣529到主體504的中心510的距離523為約5.937英寸至約5.947英寸。
[0034]參照圖5B，在一些實施例中，主體504可以具有約0.116英寸至約0.118英寸的高度H1。凸部506可以從主體504的表面515延伸至約0.049英寸至約0.059英寸的高度H2。在一些實施例中，凸部506可以具有傾斜面531，傾斜面531與垂直於主體504的表面515的軸線533成約9度至約11度的角度。
[0035]圖6A-C分別繪示處理套組環602的俯視圖、側剖視圖以及細部側剖視圖，處理套組環602可用來作為邊緣環228或邊緣環300，邊緣環228或邊緣環300用於依據本發明的一些實施例的等離子體反應器中。以下描述的處理套組環602的尺寸可有利地允許處理套組環602適合使用於上述的基板支座116。在一些實施例中，處理套組環602是由石英(SiO2)所製造。通過以石英製造處理套組環602，當暴露於處理腔室內的處理環境時，處理套組環602可以有利的為介電質並且耐降解的。
[0036]處理套組環602通常包含環形主體601，環形主體601具有外緣615、內緣616、頂表面604以及底部613。可在外緣615與內緣616之間形成第一步階607及第二步階608。
[0037]在一些實施例中，外緣615的直徑可為約15.115英寸至約15.125英寸。在一些實施例中，內緣616的直徑可為約11.752英寸至約11.757英寸。在一些實施例中，主體601的內緣616包含平坦部617，平坦部617設以與一部分的基板支座接合，以當將處理套組環602安裝於基板支座上時方便處理套組環602的適當定向。在一些實施例中，平坦部617與處理套組環602的中心軸之間的距離605可為約5.825英寸至約5.830英寸。
[0038]參照圖6B，當基板設置於處理套組環602上進行處理時，第一步階607在基板周圍的上方與附近提供開放區域634。開放區域634可允許處理及/或可減少從基板傳到處理套組環602的熱量。在一些實施例中，第一步階607可以具有約12.077英寸至約12.087英寸的外徑614並延伸到第二步階608的外徑612。在一些實施例中，從第一步階607的表面609到處理套組環602的頂表面604的過渡611可具有約99度至約101度的角度629，如圖6C中所圖示。再回到參照圖6B，在這樣的實施例中，頂表面604的內直徑610可為約12.132英寸至約12.142英寸。
[0039]當基板設置於處理套組環602上進行處理時，第二步階608提供用於基板的支撐表面。第二步階608可以具有約11.884英寸至約11.889英寸的外徑612並延伸至處理套組環602的內緣616。
[0040]在一些實施例中，處理套組環602可以包含環632，環632從處理套組環602的底部613在處理套組環602的外緣630周圍向下延伸。環632允許處理套組環602穩固地放置於基板支座頂部並且使基板支座的其他組件適配於處理套組環602下方(例如上述的環502)。在一些實施例中，環632可具有約14.905英寸至約14.915英寸的內直徑633。參照圖6C，在一些實施例中，處理套組環602的總厚度620可為約0.510英寸至約0.520英寸。
[0041]圖7A-E分別繪示用於依據本發明的一些實施例的等離子體反應器中的處理套組環的俯視圖、側剖視圖、細部側剖視圖、細部俯視圖以及頂部細部的側剖視圖。以下描述的處理套組環702的尺寸可有利地允許處理套組環702適用於上述的基板支座116。在一些實施例中，處理套組環702是由石英(Si02)所製造。通過以石英製造處理套組環702，當暴露於處理腔室內的處理環境時，處理套組環702可以有利的為介電質並且耐降解的。
[0042]處理套組環702通常包含環形主體704以及數個凸部(圖示為三個凸部716)，環形主體704具有外緣705、內緣706、頂表面707以及底部709，這些凸部從內緣706朝向處理套組環702的中心711向內延伸。
[0043]在一些實施例中，外緣705的直徑708可為約15.115英寸至約15.125英寸。在一些實施例中，內緣706的直徑可為約12.245英寸至約12.250英寸。
[0044]當基板設置於處理套組環702上進行處理時，該數個凸部716提供用於基板的支撐表面。在一些實施例中，可以將該數個凸部716對稱地配置於處理套組環702的內緣706周圍，例如設置為彼此相距約120度。在一些實施例中，該數個凸部716中的每一個朝向處理套組環702的中心711延伸，使得從中心711到該數個凸部716中的每一個的末端719的距離710可為約5.937英寸至約5.947英寸。
[0045]參照圖7D，在一些實施例中，該數個凸部716中的每一個可以具有約0.205英寸至約0.216英寸的寬度731。在一些實施例中，該數個凸部716中的每一個可以包含圓形末端741。
[0046]參照圖7E，在一些實施例中，該數個凸部716中的每一個的基板支撐表面737可設置於處理套組環702的頂表面707下方。在一些實施例中，基板支撐表面737與處理套組環702的頂表面707之間的過渡735可以是彎曲的。
[0047]參照圖7B，在一些實施例中，可以在內緣706的下方形成倒角726。當倒角726存在時，倒角726可以與基板支座的另一個組件接合，以便於在該組件上將處理套組環702置中。在一些實施例中，可以將倒角726形成於處理套組環702中具有約12.405英寸至約
12.505英寸的直徑720。在一些實施例中，處理套組環702可以包含從處理套組環702的底部709在處理套組環702的外緣726周圍向下延伸的環724。環724允許處理套組環702穩固地放置於基板支座頂部並且使基板支座的其他組件適配於處理套組環702下方(例如上述的環502)。在一些實施例中，環724的內直徑722可為約14.905英寸至約14.915英寸。在一些實施例中，內緣706可以包含錐形部739，錐形部739從內緣706延伸到頂表面707，從而在處理套組環702的頂表面707附近提供約12.295英寸至約12.305英寸的內徑718。參照圖7C，在這樣的實施例中，錐形部735與該表面之間的角度743可為約99度至約101度。在一些實施例中，處理套組環702的總厚度729可為約0.520英寸至約0.530英寸。
[0048]回到圖2，環232 (或環400)可置於第一介電層234上。第一介電層234可以設置於第一電極200的周緣202周圍。例如，第一介電層234可將第一電極200及/或至少一部分的第二電極206與接地層230電隔離。如圖示，接地層230可以設置於第一介電層234周圍。在一些實施例中，第二電極206的徑向延伸部分214可以至少部分地設置於第一介電層234上方，如圖2中所圖示。第一介電層234可包含任何適當的介電材料，諸如石英、氧化釔(Y2O3)、碳化矽(SiC)、塗覆鑽石的石英或類似者中的一或多個。接地層230可以包含任何適當的導電材料，如鋁、摻雜的SiC、摻雜的鑽石或其他與工藝環境相容的適當導電材料中的一或多個。如圖1與圖2中所圖示，接地層230可耦接至等離子體屏蔽236，等離子體屏蔽236可以設置於基板支座116周圍,例如在第一介電層234周圍。
[0049]回到圖1，在一些實施例中，蓋120可以大體上為平的。腔室104的其他修改可以具有其他類型的蓋，例如圓頂形的蓋或其他的形狀。感應耦合等離子體裝置102通常設置於蓋120的上方，並且設以將RF功率感應地耦合進入處理腔室104。感應耦合等離子體裝置102包括設置於蓋120上方的第一線圈110與第二線圈112。可以視需要調整每個線圈的相對位置、直徑的比率及/或每個線圈的圈數，以控制例如經由控制每個線圈上的電感所形成的等離子體的分布或密度。第一線圈110與第二線圈112中的每一個經由RF饋電結構106通過匹配網絡114被耦合到RF電源108。說明性地，RF電源108在50kHz至13.56MHz範圍中的可調頻率下能夠產生高達約4000W(但不限於約4000W)，雖然對於特定的應用可以視需要提供其他的頻率與功率。
[0050]在一些實施例中，可在RF饋電結構106與RF電源108之間提供功率分配器105，如分壓電容器，以控制提供給個別的第一與第二線圈的RF功率的相對量。例如，如圖1中所圖示，功率分配器105可以設置於耦接RF饋電結構106與RF電源108的線中，用於控制提供給每個線圈的RF功率量(從而便於控制與第一及第二線圈對應的區域中的等離子體特性)。在一些實施例中，可將功率分配器105併入匹配網絡114。在一些實施例中，在功率分配器105之後，RF電流流至RF饋電結構106，在RF饋電結構106處，RF電流被分配到第一 RF線圈110與第二 RF線圈112。或者，可以將分流的RF電流直接饋送到每個個別的第一與第二 RF線圈。
[0051]加熱器元件121可以設置於蓋120的頂部上，以便加熱處理腔室104的內部體積。加熱器兀件121可以設置於蓋120及第一線圈110與第二線圈112之間。在一些實施例中，加熱器元件121可包括電阻加熱元件，並且可以耦接到電源123，如交流電源，交流電源設以提供足夠的能量來將加熱器元件121的溫度控制在介於約50攝氏度至約100攝氏度之間。在一些實施例中，加熱器元件121可以是開放的分斷加熱器。在一些實施例中，加熱器元件121可以包含非分斷加熱器，如環形元件，從而便於在處理腔室104內形成均勻的等離子體。
[0052]在操作過程中，可將基板115 (如適用於等離子體處理的半導體晶圓或其他基板)放置在基板支座116上，並且可以從氣體面板138通過進入埠 126供應處理氣體，以在處理腔室104內形成氣態混合物150。例如，在引入處理氣體之前，可以控制腔室內的表面溫度,例如,通過上面討論的加熱器121，而使內部容積面對的表面處於約100攝氏度至200攝氏度之間或約150攝氏度的溫度。通過從等離子體源108施加功率至第一線圈110與第二線圈112，氣態混合物150可以被點燃進入處理腔室104中的等離子體155。在一些實施例中，也可以將來自偏壓電源122的功率提供給基板支座116。可以使用節流閥127與真空泵136控制腔室104的內部體積內的壓力。可以使用通過壁130的含液體導管(未圖示)來控制腔室壁130的溫度。
[0053]控制器140包含中央處理單元(CPU) 144、存儲器142以及用於CPU144的支持電路146，而且控制器140便於控制反應器100的組件以及因而便於控制如本文中所討論的形成等離子體的方法。控制器140可以是任何形式的通用計算機處理器中的一個，這些通用計算機處理器可以用於工業設定中，用於控制各種腔室與子處理器。CPU144的存儲器142或計算機可讀介質可以是一或多個容易買到的存儲器，例如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、軟盤、硬碟或任何其他形式的、位於本地或遠端的數字儲存器。支持電路146被耦合到CPU144，用於以現有的方式支持處理器。這些電路包括高速緩存、電源、時鐘電路、輸入/輸出電路及子系統以及類似者。存儲器142儲存軟體(源或目標編碼)，可以執行或調用這些軟體，而以本文中描述的方式控制反應器100的操作。也可以第二 CPU(未圖示)儲存及/或執行軟體例程，該第二 CPU位於由CPU144控制的硬體的遠端。
[0054]雖然前述是針對本發明的實施例，但在不偏離本發明的基本範圍下仍可以設計本發明的其他與進一步的實施例。
【權利要求】
1.一種基板支座，包含: 第一電極，所述第一電極設置於所述基板支座內並具有周緣及第一表面； 基板支座表面，所述基板支座表面設置於所述第一電極的所述第一表面上方；以及第二電極，所述第二電極設置於所述基板支座內並徑向延伸越過所述第一電極的所述周緣，其中所述第二電極具有第二表面，所述第二表面設置於所述第一電極的所述第一表面周圍與上方。
2.如權利要求1所述的基板支座，其特徵在於，所述第一電極與第二電極為單一整合電極。
3.如權利要求1所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 介電層，所述介電層位於所述第一電極與所述第二電極之間。
4.如權利要求1所述的基板支座，所述基板支座進一步包含以下之一: 第一電源，所述第一電源與所述第一電極及第二電極耦接，以提供RF能量至所述第一電極與第二電極；或 第一電源以及第二電源，所述第一電源與所述第一電極耦接以提供RF能量至所述第一電極，所述第二電源與所述第二電極耦接以提供RF能量至所述第二電極。
5.如權利要求1所述的基板支座，其特徵在於，所述第一電極具有延伸越過所述支座表面的所述周緣的周緣，其中，所述第二電極具有延伸越過所述第一電極的所述周緣的周緣，所述基板支座還包括:設置於所述第一電極的所述周緣周圍的介電層、以及設置於所述介電層周圍的RF接地層。
6.如權利要求1至5的任一項所述的基板支座,所述基板支座進一步包含: 靜電卡盤，所述靜電卡盤設置於所述第一電極上方，其中所述靜電卡盤的上表面包含所述基板支座表面。
7.如權利要求1至2或4至5的任一項所述的基板支座，其特徵在於，所述第二電極進一步包含: 基部，設置於所述第一電極上；以及 徑向延伸部分，所述徑向延伸部分設置於所述基部頂部並延伸越過所述第一電極的所述周緣。
8.如權利要求6所述的基板支座，其中所述基部與所述徑向延伸部分為單一整合電極。
9.如權利要求6所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 第一介電層，所述第一介電層設置於所述第一 RF電極的所述周緣的周圍；以及RF接地層，所述RF接地層設置於所述第一介電層周圍，其中所述第二 RF電極的所述徑向延伸部分至少部分位於所述第一介電層上方。
10.如權利要求8所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 邊緣環，所述邊緣環設置於所述第二電極的所述徑向延伸部分上方及鄰近處，使得所述邊緣環設置於所述第二電極的所述徑向延伸部分與所述RF接地層之間。
11.如權利要求1至5的任一項所述的基板支座，其特徵在於，所述第一電極進一步包含: 主體，所述主體由導電材料形成並具有數個通道，所述數個通道穿過所述主體設置。
12.如權利要求10所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 熱傳介質源，所述熱傳介質源與所述數個通道耦接，以提供熱傳介質至所述數個通道。
13.如權利要求1至4的任一項所述的基板支座，其特徵在於，所述第一電極具有一周緣，且其中，所述第二電極設置於所述第一電極周圍並且徑向延伸越過所述第一電極的所述周緣，所述基板支座還包括:設置於所述第一電極的所述周緣周圍的第一介電層、以及設置於所述第一介電層周圍的RF接地層。
14.如權利要求13所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 邊緣環，所述邊緣環設置於所述第二電極上方及鄰近處，使得所述邊緣環設置於所述第二電極與所述RF接地層之間。
15.如權利要求13所述的基板支座，所述基板支座進一步包含: 靜電卡盤，所述靜電卡盤設置於所述第一電極上方，其中所述靜電卡盤的上表面包含所述基板支座 面。
【文檔編號】H05H1/34GK104012185SQ201280062489
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】V·託多羅, S·巴納, I·優素福, A·王, G·勒雷 申請人:應用材料公司