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    在此提供一種用於處理基材的設備。在某些實施例中，一基材支撐件包括一基材支撐面及一軸；一RF電極，該RF電極經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面以自一RF源接收RF電流；一加熱器，該加熱器經設置於靠近該基材支撐面，以當一基材經設置在該基材支撐面上時供熱至該基材，該加熱器具有一或更多個導線以供電至該加熱器；一熱電耦，該熱電耦用以當一基材經設置在該基材支撐面上時量測該基材的溫度；及一導電元件，該導電元件具有一內容積，該內容積具有該一或更多個導線，且該熱電耦經設置為穿過該內容積，該導電元件耦合至該RF電極，且當RF電流經提供至該導電元件時，在該內容積中具有大約為零之一電場。
    公开号:TW201301433A
    申请号:TW101122656
    申请日:2012-06-25
    公开日:2013-01-01
    发明作者:Yu Chang；Gwo-Chuan Tzu；an-qing Cui；William W Kuang；Olkan Cuvalci
    申请人:Applied Materials Inc；
    IPC主号:F27B17-00
    专利说明:
    具有基材加熱器及對稱RF回路之基材支撐件
    本發明之實施例概略關於基材處理系統，更特定言之係關於用於基材處理系統中之基材支撐件。
    基材處理設備一般包括一基材支撐件，以在處理期間支撐一基材。該基材支撐件可包括一射頻(RF)電極，該RF電極經設置為靠近一基材處理表面以自一RF源接收RF電流。例如，該RF電極可做為接地的一RF回路，或將該RF源耦合至該RF電極。該RF電極可經耦合至一桿、一導線或其類似物，以提供RF電流至該RF電極或回傳該RF電流至地。該基材支撐件可進一步包括一加熱器，該加熱器經設置為靠近該基材處理表面，以當一基材經設置在該基材處理表面上時加熱該基材。然而，本案發明人觀察到在基材處理系統中習用基材支撐件的特定缺點。
    因此，本案發明人提出一種改良的基材處理設備。
    在此提供一種用於處理基材的設備。在某些實施例中，一基材支撐件包括一基材支撐面及用以支撐該基材支撐面的一軸；一RF電極，該RF電極經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以自一RF源接收RF電流；一加熱器，該加熱器經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以當一基材經設置在該基材支撐面上時供熱至該基材，該加熱器具有一或更多個導線以供電至該加熱器；一熱電耦，該熱電耦經設置在該基材支撐件中以當一基材經設置在該基材支撐面上時量測該基材的溫度；以及一導電元件，該導電元件具有一內容積，該內容積具有該一或更多個導線，及該熱電耦經設置穿過該內容積，該導電元件耦合至該RF電極，且當RF電流經提供至該導電元件時，該導電元件在該內容積中具有大約為零之一電場。在某些實施例中，該導電元件回傳該RF電流至地。
    在某些實施例中，一種用於處理基材的設備包括具有一處理容積的一處理室；一基材支撐件，該基材支撐件具有一基材支撐面及用以支撐該基材支撐面的一軸；一第一RF電極，該第一RF電極經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以自一RF源接收RF電流；一加熱器，該加熱器經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以當一基材經設置在該基材支撐面上時供熱至該基材，該加熱器具有一或更多個導線以供電至該加熱器；一熱電耦，該熱電耦經設置在該基材支撐件中以當一基材經設置在該基材支撐面上時量測該基材的溫度；以及一導電元件，該導電元件具有一內容積，該內容積具有該一或更多個導線，及該熱電耦經設置穿過該內容積，該導電元件耦合至該RF電極，且當RF電流經提供至該導電元件時，該導電元件在該內容積中具有大約為零之一電場。在某些實施例中，該設備進一步包括一第二RF電極，該第二RF電極經設置在該基材支撐件上方，其中該第二RF電極係經設置在該處理室的該處理容積中，且其中該RF源係耦合至該第二RF電極以提供RF電流至該第二RF電極。在某些實施例中，該導電元件包括一第一端及一第二端，該第一端耦合至該第一RF電極而該第二端耦合至地。
    以下將說明本發明之其他及進一步實施例。
    如上所簡短摘要之本發明之實施例，如下將予詳細討論，且藉由參考隨附圖式中所描繪之本發明之示意性實施例將能理解。然而，應注意隨附之圖式僅說明本發明之典型實施例，因此不應被認定為限制本發明範疇，因為本發明可認可其他同樣有效之實施例。
    為幫助理解，已儘可能使用相同之元件符號，來標明圖中共有之相同元件。該些圖式並未按照比例繪製，可能為清晰起見而經簡化。應留意一實施例的元件及特徵，可在未進一步重複說明的情況下有利地併入另一實施例中。
    在此揭露一種用於處理基材的設備。所發明之設備的實施例優點在於許可RF電力藉由一RF電極所接收，該RF電極經設置在一基材支撐件中，而不歪曲該基材支撐件中所存在之熱電耦或其他溫度監測裝置所作之溫度量測的準確性。
    第1圖描繪按照本發明之某些實施例之基材處理系統的一示意圖。例如，用於處理基材之設備100可包括處理室102，該處理室具有處理容積104及基材支撐件106，該基材支撐件經設置在處理容積104中以支撐基材105。處理室102可包含以像是鋁(Al)或類似物等導電材質做成的壁面。例如在某些實施例中，當處理室102係經配置用於電容或電感耦合式電漿應用(capacitively or inductively coupled plasma applications)時，該處理室可具有一天花板，該天花板包含一種介電材質(未顯示)。例示性的處理室可包括任何合適的電漿處理室，如同用於產生遠端、電感或電容耦合式電漿中之一或更多者的電漿處理室。合適的處理室可包括可購自位於加州Santa Clara之Applied Materials,Inc.的DPS®、ENABLER®、ADVANTEDGETM或其他處理室。其他合適的處理室同樣得以使用。
    基材支撐件106可包括基材支撐面108及用以支撐基材支撐面108的軸110。儘管在第1圖中圖示為軸承台式設計，但該基材支撐件可為任何具有一基材支撐面及一個像是軸110或任何其他用於支撐基材支撐面之構件的合適基材支撐件。在某些實施例中，基材支撐件106可包含一種陶瓷材質，像是氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)。
    基材支撐件106可包括RF電極112(例如，一第一RF電極)，該RF電極經設置在基材支撐件106中而靠近該基材支撐面以自一RF源接收RF電流。在某些實施例中，RF電極112可提供一RF回程線路(return path)，且可透過導電元件114耦合至地，如在第1圖之主視圖中所示。例如，當處理室102係經配置為一電容式耦合電漿設備時，RF電極112可作為一RF回程線路。在一電容式耦合電漿設備中，一第二RF電極116可經設置在基材支撐件106上方，如在第1圖之主視圖中所示。第二RF電極116可經設置在處理容積104中，而RF源118可經耦合至第二電極116，如在第1圖之主視圖中所示。例如，第二電極116可為一噴灑頭(未顯示)，或是如第1圖所示，該第二電極經設置在一噴灑頭119中及(或)該第二電極係該噴灑頭之一部分，或如同在一電容式耦合電漿設備中所使用之頂部電極(overhead electrode)的任何合適實施例。
    在某些實施例中，處理室102可經配置為一電感式耦合電漿設備。在此種實施例中，第二RF電極(即第1圖中以虛影方式顯示之第二RF電極117)可經設置於處理室102之處理容積104的外部，並耦合至RF源118。
    如第1圖所示，噴灑頭119可經耦合至氣體面板121，以供應一或更多種處理氣體至處理容積104來點燃在處理容積104中的電漿或類似物。噴灑頭119僅為用於傳遞一或更多種處理氣體至處理容積104的一個例示性腔室組件。另一作法或是加以組合之，該一或更多種處理氣體可透過繞著處理室102之壁面而設置之側邊注入口(未顯示)，或是設置在該處理室之其他區域的進氣口，傳遞至處理容積104。另一作法或是加以組合之，該一或更多種處理氣體可經傳遞至一遠端容積(未顯示)，在該遠端容積處形成電漿並接著流入處理容積104中。
    在某些實施例中，RF電極112亦可耦合至一RF源(如在第1圖中以虛影顯示之RF源120)的一輸出端，該RF源係透過一導電元件耦合至RF電極112並具有透過導電元件114的一RF回程線路。例如，RF電極112可作為一RF偏壓電極或類似物。
    回到基材支撐件106，基材支撐件106可包括加熱器122，該加熱器經設置在基材支撐件106中而靠近基材支撐面108，以當基材105經設置在基材支撐面108上時供熱至基材105。加熱器122可為任何使用在一基材支撐件中的合適加熱器，像是電阻加熱器或其類似物。加熱器122可包括一或更多個導線124，該等導線自加熱器122延伸穿過軸110，以供電至加熱器122。例如，如第1圖中所示，一或更多個導線124可將加熱器122耦合至電源供應器126，該電源供應器經設置在處理室102外部。例如，一或更多個導線124可包括一第一線路及一第二線路，該第一線路用於自電源供應器126供電至加熱器122，該第二線路用於回傳電力至電源供應器126。電源供應器126可包括交流電(AC)電源、直流電(DC)電源或其類似物。另一作法(未顯示)，一或更多個導線124可為一單一導線，該單一導線自電源供應器126供電至加熱器122。在此一替代實施例中，電力可透過導電元件114回流至電源供應器126或至地。例如，導電元件114可作為同時用於加熱器122及RF電極112的一電力回路(electrical return)。同樣地(未顯示)，塗層200及柱狀體300(兩者將在稍後說明)也能作為同時用於加熱器122及RF電極112的一回路。
    基材支撐件106可包括熱電耦128，該熱電耦經設置在基材支撐件106中以量測一欲知溫度，像是基材支撐件106、支撐面108的溫度，或是基材105在經設置於基材支撐面108上時的溫度。例如，熱電耦128可為任何合適之熱電耦設計，像是熱電耦探針或其類似物。熱電耦128可為可移除式。如第1圖中所示，熱電耦128可沿基材支撐件106的軸110延伸以靠近基材支撐面108。如第1圖中所示之熱電耦128僅為例示，而該熱電耦的尖端可延伸以靠近加熱器122(如第1圖中所示)或至加熱器122上方而靠近基材支撐面108(未顯示)。熱電耦128之尖端的位置可相對於基材支撐面108而經調整，以提供基材105或像是支撐面108等其他組件之溫度的最正確量測結果。熱電耦128可經耦合至溫度控制器130。例如，溫度控制器130可根據熱電耦128所量測之溫度來控制電源供應器126。另一作法，溫度控制器130可為一系統控制器的一部分或耦合至一系統控制器，像是可控制基材處理系統100之運作的系統控制器144。
    在某些實施例中，導電元件114可沿著基材支撐件106的軸110而經設置。例如，該導電元件可包括一內容積132，該內容積具有一或更多個導線124，而熱電耦128經設置穿過導電元件114的內容積132。導電元件114可如上所述地耦合至RF電極112。例如，導電元件114可具有第一端113，該第一端透過複數個接點134耦合至RF電極112。導電元件114可具有第二端115，該第二端透過腔室102或透過如第1圖中所示之升降機構138的腔室組件耦合至地。複數個接點134可以任何合適排列方式排列，以在RF電極112及導電元件114間形成一導電路徑。在某些實施例中，複數個接點134係相對於RF電極112及導電元件114對稱排列，例如以一方位角(azimuthally)對稱排列方式。在某些實施例中，複數個接點134係一或更多個接點134。
    在某些實施例中，當RF電流流過導電元件114時，導電元件114可有利地在內容積132中提供大約為零的一電場。在內容積132中提供大約為零的一電場有利地避免或限制因RF電流流過導電元件114所產生的干擾，該干擾可影響設置在該軸中的其他電子組件，像是熱電耦128。例如，本案發明人已發現，在習用基材支撐件中用作RF回程路徑的棒狀導電元件，在該軸中提供一非零電場，該電場干擾熱電耦128而致使該熱電耦產生不正確的溫度量測結果。導電元件114可包含鋁(Al)、鎳(Ni)或其類似物。
    在某些實施例中，導電元件114可經設置在基材支撐件106的軸110中。例如，如第1圖中所示，導電元件可為一柱狀體(如由虛線136表示)，像是圓筒或其他具有內容積132的合適筒狀結構，當有電流沿該柱狀體表面流過時該柱狀體在該內容積中產生大約為零的電場。
    另一作法，如第2圖中所示，導電元件114可為一塗層200，該塗層經設置沿基材支撐件106的軸110的內表面202。例如，塗層200可在製造期間被應用在軸110的內表面202上，像是噴霧塗層(spray coating)或其類似物。類似於以上所述之柱狀體，由內表面202所形成之內容積204可在RF電流沿塗層200之表面流動時，在內容積204中產生大約為零的電場。
    另一作法，導電元件114可經設置在基材支撐件106的軸110外部並圍繞該軸。例如，如第3圖中所示，該導電元件可為柱狀體300，像是圓筒或其他具有內容積302的合適筒狀結構，當RF電流沿該柱狀體表面流過時該柱狀體在該內容積中產生大約為零的電場。
    另一作法，導電元件114可為一塗層400，該塗層經設置沿基材支撐件106的軸110的外表面402。例如，塗層400可在製造期間被應用在軸110的外表面402上，像是噴霧塗層或其類似物。類似於以上所述之柱狀體300，由塗層400所形成之內容積404可在RF電流沿塗層400之表面流動時，在內容積404中產生大約為零的電場。
    回到第1圖，基材105可透過處理室102之一壁面中的一開口(未顯示)進入處理室102。該開口可選擇性地透過一狹縫閥門而經密封，或是其他機制用以選擇性地提供穿過該開口而進入該空室內部的方法。基材支撐件106可經耦合至升降機構138，該升降機構可在一較低位置(如所示)及一可選擇的較高位置之間控制基材支撐件106的位置，該較低位置適用於透過該開口轉移該基材進入及移出該空室，而該較高位置適合用於處理。該處理位置可經選取以針對一特定處理程序最大化處理程序的一致性(uniformity)。當基材支撐件106位在該等經升起之處理位置的至少一者時，基材支撐件106可經設置於該開口上方以提供一對稱處理區域。升降機構138可透過伸縮管140或其他彈性真空管耦合至處理室102，以當基材支撐件106被移動時在處理容積104中維持一所欲氣壓。升降機構138可如第1圖中所示而經接地。例如，導電元件114可透過升降機構138接地。另一作法，升降機構138可穿過伸縮管140而透過處理室102接地。
    該設備可包括常見於處理室的額外組件，像是排氣系統142，該排氣系統用於自處理室102的處理容積104排除多餘處理氣體、處理程序之副產品或其類似物。例如，排氣系統142可包括一真空泵或任何合適之排氣系統，該真空泵係透過一泵端口耦合至一泵充氣室(pumping plenum)，以將所排放氣體泵送出處理室102(未顯示)。例如，該真空泵可經流體地耦合至一排氣出口，以將所排氣體如所需地轉送至適當的排氣處理設備。一閥門(像是閘閥(gate valve)、z方向運動閥(z-motion valve)或其類似物)可經設置在該泵充氣室中，以結合該真空泵的運作，促進排出氣體之流動速率的控制。
    為如上所述地促進處理室102之控制，控制器144包含中央處理單元(CPU)146、記憶體148及用於CPU 146的支援電路150，該控制器促進腔室102之組件的控制。控制器144可為任何形式之通用電腦處理器之一者，該控制器能被用於工業環境中以控制各種處理室及子處理器。CPU 146之記憶體148，或電腦可讀取媒體，可為一或更多個可購得之記憶體，像是隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁碟片、硬碟或任何其他形式之數位儲存器，不論是在本地或遠端。支援電路150係耦合至CPU 146而用於以一習用方式支援該處理器。該些電路包括快取記憶體、電源供應器、時脈電路、輸入/輸出電路系統及子系統以及其類似物。在處理室102中所執行之方法，或至少該些方法之部分，可以軟體常式之形式儲存於記憶體148中。該軟體常式亦可儲存於一第二CPU(未顯示)上或由該第二CPU執行，該第二CPU係位在由CPU 146所控制之硬體的遠端。
    因此，在此揭露一種用於處理基材的設備。所發明之設備的實施例可有利地允許藉由設置在一基材支撐件中之一RF電極來接收RF電力，而不會經過該基材支撐件而干擾其他電子組件，像是干擾由一熱電耦或在該基材支撐件中存在之其他溫度監測裝置所量測之溫度的正確性。
    以上內容係針對本發明之實施例，但本發明之其他及進一步之實施例仍可在未背離本發明之基本範疇的情況下得以設計。
    100‧‧‧設備
    102‧‧‧處理室
    104‧‧‧處理容積
    105‧‧‧基材
    106‧‧‧基材支撐件
    108‧‧‧基材支撐面
    110‧‧‧軸
    112‧‧‧RF電極
    113‧‧‧第一端
    114‧‧‧導電元件
    115‧‧‧第二端
    116‧‧‧第二RF電極
    117‧‧‧第二RF電極
    118‧‧‧RF源
    119‧‧‧噴灑頭
    120‧‧‧RF源
    121‧‧‧氣體面板
    122‧‧‧加熱器
    124‧‧‧導線
    126‧‧‧電源供應器
    128‧‧‧熱電耦
    130‧‧‧溫度控制器
    132‧‧‧內容積
    134‧‧‧複數個接點
    136‧‧‧柱狀體
    138‧‧‧升降機構
    140‧‧‧伸縮管
    142‧‧‧排氣系統
    144‧‧‧系統控制器
    146‧‧‧中央處理單元
    148‧‧‧記憶體
    150‧‧‧支撐電路
    200‧‧‧塗層
    202‧‧‧內表面
    204‧‧‧內容積
    300‧‧‧柱狀體
    302‧‧‧內容積
    400‧‧‧塗層
    402‧‧‧外表面
    404‧‧‧外容積
    第1圖描繪按照本發明之某些實施例的一基材處理系統之示意圖。
    第2圖描繪按照本發明之某些實施例的一基材支撐件之部分示意圖。
    第3圖描繪按照本發明之某些實施例的一基材支撐件之部分示意圖。
    第4圖描繪按照本發明之某些實施例的一基材支撐件之部分示意圖。
    100‧‧‧設備
    102‧‧‧處理室
    104‧‧‧處理容積
    105‧‧‧基材
    106‧‧‧基材支撐件
    108‧‧‧基材支撐面
    110‧‧‧軸
    112‧‧‧RF電極
    113‧‧‧第一端
    114‧‧‧導電元件
    115‧‧‧第二端
    116‧‧‧第二RF電極
    117‧‧‧第二RF電極
    118‧‧‧RF源
    119‧‧‧噴灑頭
    120‧‧‧RF源
    121‧‧‧氣體面板
    122‧‧‧加熱器
    124‧‧‧導線
    126‧‧‧電源供應器
    128‧‧‧熱電耦
    130‧‧‧溫度控制器
    132‧‧‧內容積
    134‧‧‧複數個接點
    136‧‧‧柱狀體
    138‧‧‧升降機構
    140‧‧‧伸縮管
    142‧‧‧排氣系統
    144‧‧‧系統控制器
    146‧‧‧中央處理單元
    148‧‧‧記憶體
    150‧‧‧支援電路
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] 一種基材支撐件，該基材支撐件至少包含：一基材支撐面及用以支撐該基材支撐面的一軸；一RF電極，該RF電極經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以自一RF源接收RF電流；一加熱器，該加熱器經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以當一基材經設置在該基材支撐面上時供熱至該基材，該加熱器具有一或更多個導線以供電至該加熱器；一熱電耦，該熱電耦經設置在該基材支撐件中以當一基材經設置在該基材支撐面上時量測該基材的溫度；以及一導電元件，該導電元件具有一內容積，該內容積具有該一或更多個導線，及該熱電耦經設置穿過該內容積，該導電元件耦合至該RF電極，且當RF電流經提供至該導電元件時，該導電元件在該內容積中具有大約為零之一電場。
    [2] 如請求項1所述之基材支撐件，其中該導電元件將該RF電流回傳至地。
    [3] 如請求項1所述之基材支撐件，該基材支撐件進一步包含：一RF源，該RF源透過該導電元件耦合至該RF電極，以提供該RF電流至該RF電極。
    [4] 如請求項1至3之任一者所述之基材支撐件，其中該導電元件係經設置在該基材支撐件的該軸中。
    [5] 如請求項4所述之基材支撐件，其中該導電元件係一柱狀體。
    [6] 如請求項4所述之基材支撐件，其中該導電元件係一塗層，該塗層係沿著該基材支撐件的該軸之一內表面而經設置。
    [7] 如請求項1至3之任一者所述之基材支撐件，其中該導電元件係經設置圍繞該基材支撐件的該軸。
    [8] 如請求項7所述之基材支撐件，其中該導電元件係一柱狀體。
    [9] 如請求項7所述之基材支撐件，其中該導電元件係一塗層，該塗層係經設置沿著該基材支撐件的該軸之一外表面。
    [10] 一種用於處理一基材的設備，該設備至少包含：一處理室，該處理室具有一處理容積；一基材支撐件，該基材支撐件具有一基材支撐面及用以支撐該基材支撐面的一軸；一第一RF電極，該第一RF電極經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以自一RF源接收RF電流；一加熱器，該加熱器經設置在該基材支撐件中而靠近該基材支撐面，以當一基材經設置在該基材支撐面上時供熱至該基材，該加熱器具有一或更多個導線以供電至該加熱器；一熱電耦，該熱電耦經設置在該基材支撐件中以當一基材經設置在該基材支撐面上時量測該基材的溫度；以及一導電元件，該導電元件具有一內容積，該內容積具有該一或更多個導線，及該熱電耦經設置穿過該內容積，該導電元件耦合至該RF電極，且當RF電流經提供至該導電元件時，該導電元件在該內容積中具有大約為零之一電場。
    [11] 如請求項10所述之設備，進一步包含：一第二RF電極，該第二RF電極經設置在該基材支撐件上方。
    [12] 如請求項11所述之設備，其中該第二RF電極係經設置在該處理室的該處理容積中，且其中該RF源係耦合至該第二RF電極以提供RF電流至該第二RF電極。
    [13] 如請求項12所述之設備，其中該導電元件包含一第一端及一第二端，該第一端耦合至該第一RF電極而該第二端耦合至地。
    [14] 如請求項11所述之設備，其中該第二RF電極經設置於該處理室的該處理容積外，且其中該RF源係耦合至該第一RF電極以提供RF電流至該第一RF電極。
    [15] 如請求項10至14之任一者所述之設備，其中該導電元件係經設置在該基材支撐件的該軸中。
    [16] 如請求項15所述之設備，其中該導電元件係一柱狀體。
    [17] 如請求項15所述之設備，其中該導電元件係一塗層，該塗層係沿著該基材支撐件的該軸之一內表面而經設置。
    [18] 如請求項10至14之任一者所述之設備，其中該導電元件係經設置圍繞該基材支撐件的該軸。
    [19] 如請求項18所述之設備，其中該導電元件係一柱狀體。
    [20] 如請求項18所述之設備，其中該導電元件係一塗層，該塗層係經設置沿著該基材支撐件的該軸之一外表面。
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