用于化学蚀刻电介质材料的腔室设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开案的实施方式大体涉及一种用于在处理腔室中使用的设备。更具体来说，本公开案的实施方式涉及一种具有多个加热区域的基座加热器。
【背景技术】
[0002]基座加热器提供在处理期间对基板的热控制，并且被用作移动平台来调整基板在处理腔室中的位置。典型的基座加热器可包括具有加热元件的水平板和附接到所述水平板的底部中心的竖轴。这种单区域基座加热器的温度往往是用与水平板接触的热电偶来测量和控制的。所述轴提供对加热板的支撑并且充当加热元件和热电偶的端子藉以连接到所述处理腔室外部的路径。
[0003]半导体工艺往往对基座加热器的温度均匀性或温度分布非常敏感。可通过在一定条件下对加热元件的精心设计来实现理想的温度均匀性或分布，所述条件为诸如温度设定点、腔室压力、气体流速等等。行业中已开发出了分区基座加热器以使得如果需要的话，能按偏好给出特定区域所需的热量。然而，在一些工艺中，所述基座加热器和设置在所述基座加热器上的基板可能都在处理腔室内于相对较高的温度下操作，因此如果例如基板的中央区域上的期望的温度分布不同于例如所述基板的外侧区域上的温度分布，那么可能难以精确地控制所述基座加热器的不同区域处的温度分布。因此，在一些半导体工艺期间的实际情况往往偏离设计条件，以及因此无法维持理想的温度均匀性或分布。
[0004]由此，在本领域中存在对改善的基座加热器和用于加热基板的改善方法的需求。
【发明内容】
[0005]本公开案的实施方式一般地提供了具有以精密标度(几摄氏温度)控制基板表面的不同区域处的热量的能力的改善方法和基座加热器。
[0006]在一个实施方式中，提供了一种用于处理腔室的基座加热器。所述基座加热器包括控温板，所述控温板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。所述控温板包括第一区域、环绕所述第一区域的第二区域，以及设置在所述第一区域和所述第二区域之间的连续环形的热扼流器，其中所述第一区域包括第一组加热元件，所述第二区域包括第二组加热元件。所述基座加热器还包括基板接收板，所述基板接收板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中所述基板接收板的第二表面耦接至所述控温板的第一表面。
[0007]在另一实施方式中，所述基座加热器包括基板接收板和控温板，所述基板接收板具有上表面和与所述上表面相对的底面，所述控温板具有上表面和与所述上表面相对的底面，其中所述控温板的上表面耦接至所述基板接收板的底面。所述控温板包括设置在所述控温板的中央区域中的第一区域，并且所述第一区域包括第一组加热元件。所述控温板还包括设置成围绕所述第一区域的第二区域，并且所述第二区域包括第二组加热元件。在所述第一区域和所述第二区域之间设置有沟槽。所述沟槽从控温板的底面延伸穿过所述控温板至控温板的上表面，其中所述沟槽延伸入所述基板接收板中。
[0008]在又一实施方式中，提供了一种用于在处理腔室中处理基板的方法。所述方法包含将所述处理腔室的腔室主体维持在第一温度，将形成在基座加热器内的控温板的第一区域和第二区域冷却至第二温度，其中所述第二温度比所述第一温度低约5°C或更小，以及所述基座加热器设置在腔室主体内。所述方法还包含:将从气体混合物产生的等离子体引入限定在所述基座加热器和气体分配板之间的处理体积内，使设置在所述基座加热器上的基板的表面暴露于等离子体以在所述基板的表面上形成材料层，其中所述基板具有覆盖控温板的第一区域和第二区域的直径。所述方法还包含:将控温板的第一区域加热至对应于第一温度的第三温度，同时将控温板的第二区域维持在第二温度，以在所述第一区域和所述第二区域之间产生温度梯度，其中所述温度梯度使得第一区域上方的材料层被以比第二区域上方的材料层相对更快的速率蚀刻。
【附图说明】
[0009]因此，可详细地理解本公开案的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本公开案的更具体描述可参照实施方式进行，一些实施方式图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示本公开案的典型实施方式，且因此不应被视为本公开案范围的限制，因为本公开案可允许其他同等有效的实施方式。
[0010]图1图解根据本公开案的实施方式的示范性处理腔室的横截面图，所述处理腔室可用于处理半导体基板。
[0011]图2图解根据本公开案的实施方式的基座加热器的一部分的示意性横截面图，所述基座加热器可用于替代图1的基座加热器。
[0012]图3图解根据本公开案的实施方式的图2的基座加热器的示意性俯视图。
[0013]图4是流程图，图解用于制造图2的多区基座加热器的示例性方法。
[0014]为了促进理解，在可能的情况下已使用相同元件符号指定为诸图所共有的相同元件。应想到在一个实施方式中揭示的元件也可以在其他实施方式中使用的，此处不再进行特定详述。
【具体实施方式】
[0015]本公开案的实施方式一般地提供了具有以精密标度(几摄氏温度)控制基板表面的不同区域处的热量的能力的改善方法和基座加热器。在各种实施方式中，所述基座加热器可以是双区基座加热器，具有将内部加热区域与外部加热区域分隔的连续热扼流器。所述连续热扼流器使得能够在内部加热区域和外部加热区域之间产生和操纵非常小的温度梯度，从而使得即使所述基座加热器和所述基板都在相对较高的温度下操作，也允许在基板表面上实现中央快速蚀刻轮廓或者边缘快速蚀刻轮廓。本公开案的公开内容的细节和各种实施方式论述如下。.
[0016]示例件眸宰硬件
[0017]图1图解示例性处理腔室100的横截面图，所述处理腔室可用于处理半导体基板190。所述处理腔室100可以尤其有效地用于执行基于热或者基于等离子体的工艺。例如，所述处理腔室100可以配置成从基板上干燥蚀刻或者去除材料。所述处理腔室100尤其适合于对材料的各向同性干法蚀刻，具有高选择性和对基板的最小损伤。在一个实施方式中，所述干法蚀刻是使用含氟气体执行的。可经调适用于实践本公开案的实施方式的处理腔室可包括但不限于Siconi?处理腔室，所述处理腔室可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials Inc.，Santa Clara, California)购得。应注意的是其他真空处理腔室，包括那些可从其他制造商处购得的腔室，也可经调适以实践本公开案的各种实施方式。
[0018]在一个实施方式中，所述处理腔室100是电容耦合的等离子体处理腔室，所述处理腔室提供对基板的热学和等离子体处理。所述处理腔室100可配置成在小于约20托(例如，约I托)的压力水平下操作。所述处理腔室100—般包括腔室主体102、盖组件104和基座加热器106。所述盖组件104设置在腔室主体102的顶端，以及所述基座加热器106至少部分地设置在所述腔室主体102内，例如设置在腔室主体102中与盖组件104相对的一端处。所述腔室主体102还包括形成在所述腔室主体的侧壁中的狭缝阀开口 108，所述狭缝阀开口 108用于提供对处理腔室100的内部体积的接取。所述狭缝阀开口 108被选择性地开放和关闭，以允许用外部的基板搬运机械手(未示出)接取所述腔室主体102的内部体积。
[0019]在一或多个实施方式中，所述腔室主体102包括形成在腔室主体中的通道110，以使热传递流体穿过所述通道流动。该热传递流体可以是加热流体或者冷冻剂，并且用于控制所述腔室主体102在处理期间的温度。
[0020]所述腔室主体102还可包括围绕所述基座加热器106的衬垫112。所述衬垫112可拆卸以进行检修和清洁。所述衬垫112可以由以下材料制成:金属或金属合金，诸如铝或者不锈钢；陶瓷材料，诸如氮化铝或者氧化铝；或者任何其他工艺兼容的材料。在一或多个实施方式中，所述衬垫112包括一或多个孔114和栗送通道116，所述栗送通道116形成为穿过所述衬垫112以与真空口 118流体连通。所述孔114向处理腔室100的内部体积中的气体提供进入栗送通道116的流动路径，该路径将处理腔室100内的气体传递到真空口118。真空系统耦接至真空口 118以调节穿过所述处理腔室100的气流。所述真空系统包括真空栗120和节流阀122。
[0021]所述盖组件104包括多个堆叠的部件，所述多个堆叠的部件配置成在各部件之间形成一或多个体积。在一个实施方式中，所述盖组件104包括盖124、阻断件126、面板128、选择性调节装置(selectivity modulat1n device ；SMD) 130，以及气体分配板132。盖124耦接至第一功率源138，诸如射频功率源，所述功率源配置成在约O和约3000W之间，以在约400千赫兹和约60兆赫之间的频率操作。在一个实例中，所述第一功率源138配置成以约13.56兆赫的频率传递约30瓦特至约1500瓦特