具有改善的RF返回的基板支撑件的制作方法

本公开的实施方式一般涉及基板处理系统，且更具体而言是涉及用于基板处理系统中基板支撑件。

背景技术：

基板处理设备通常包括基板支撑件，基板支撑件在处理过程中支撑基板。基板支撑件可包括射频(radiofrequency,rf)电极，rf电极设置基板处理表面附近以接收来自rf源的rf电流。例如，rf电极可作为rf返回到接地，或具有耦合到rf电极的rf源。rf电极可耦合到棒、线或类似部件，以向rf电极提供rf电流或返回rf电流至接地。基板支撑件可进一步包括设置在基板处理表面附近的加热器，以当基板设置于基板处理表面上时加热基板。然而，发明人已经观察到，在rf返回路径的路径中的热电偶与ac电源线受到rf噪声的不利影响。

因此，本发明人提供了一种改进的基板处理设备。

技术实现要素：

本发明提供一种用于处理基板的设备。在一些实施方式中，基板支撑件包括具有支撑表面的主体；设置在主体中靠近支撑表面的rf电极，以接收来自rf源的rf电流；支撑主体的轴；具有内部空间且延伸通过轴的导电元件，其中所述导电元件耦接至rf电极；以及rf垫片；其中所述导电元件包含啮合rf垫片以将rf电流返回到接地的特征。

在一些实施方式中，基板处理系统包括：处理腔室，所述处理腔室包围处理空间；以及设置在处理空间中的基板支撑件。基板支撑件包括具有支撑表面的主体；设置在主体中靠近支撑表面的rf电极，以接收来自rf源的rf电流；支撑主体的轴；具有内部空间且延伸通过轴的导电元件，其中所述导电元件耦接至rf电极；以及rf垫片；其中所述导电元件包含啮合rf垫片以将rf电流返回到接地的特征。

在一些实施方式中，基板支撑件包括具有支撑表面的主体；设置在主体中靠近支撑表面的rf电极，以接收来自rf源的rf电流；支撑主体的轴；具有内部空间且延伸通过轴的导电元件，其中所述导电元件耦接至rf电极；以及rf垫片；其中所述导电元件包含啮合rf垫片以将rf电流返回到接地的特征；热传递主体，所述热传递主体将热传递到所述基板支撑件或从所述基板支撑件传递热；适配器部分，所述适配器部分耦接于所述轴与所述热传递主体之间，其中所述rf垫片设置于所述适配器部分与所述热传递主体之间；加热器，所述加热器设置于所述基板支撑件中靠近所述支撑表面，以当基板设置于所述支撑表面上时向所述基板提供热，所述加热器具有设置于所述导电元件的所述内部空间中的一个或多个导线，以向所述加热器提供电力；热电偶，所述热电偶设置于所述导电元件的所述内部空间中，以当基板设置于所述支撑表面上时测量所述基板的温度；及环绕所述适配器部分的环形可偏压元件，其中当基板支撑件在处理位置时，所述环形可偏压元件接触所述适配器部分，其中当所述基板支撑件不在所述处理位置时，所述环形可偏压元件与所述适配器部分间隔开，并且其中所述环形可偏压元件耦接至处理腔室的底板，所述处理腔室中设置有所述基板支撑件。

本公开的其他和进一步的实施方式将描述如下。

附图说明

可以通过参考所附附图中绘示的说明性实施方式，来了解已简要概述于前，并在以下有更详尽讨论的本公开的实施方式。然而，值得注意的是，所附附图只绘示了本公开的典型实施方式，并因此不应视为限制本公开的保护范围，因为本公开可允许其他等效的实施方式。

图1绘示了根据本公开的一些实施方式的基板处理系统的概要示意图；

图2绘示了根据本公开的一些实施方式的基板支撑件的部分概要示意图；

图3绘示了根据本公开的一些实施方式的金属片切口的概要示意图。

为便于理解，在可能的情况下，使用相同的数字编号代表附图中相同的元件。这些附图未依比例绘示，且可为求清楚而被简化。一个实施方式的元件与特征可有利地并入其它实施方式中而无需赘述。

具体实施方式

本文公开一种用于处理基板的设备。本发明设备的实施方式可以有利地缩短rf电流接地路径，并防止由热电偶或存在于基板支撑件中的其他温度监控装置产生的温度测量的失真。

下面的描述将参考图1和2。图1绘示根据本公开的一些实施方式的基板处理系统的概要示意图。图2绘示图1的基板处理系统的局部示意图。例如，基板处理系统100可包括具有处理空间104的处理腔室102，，和设置在处理空间104中的基板支撑件106，用于支撑基板105。处理腔室102可包括由导电材料(如铝(al)或类似材料)形成的壁。在一些实施方式中，例如，当处理腔室102经构造为用于电容或电感耦合等离子体应用时，处理腔室可具有包括介电材料(未示出)的顶板(ceiling)。示范性处理腔室可包括任何合适的等离子体处理腔室，例如那些用于产生一个或多个远端、电感耦合或电容耦合等离子体的等离子体处理腔室。合适的处理腔室可包括可从美国加州圣克拉拉的应用材料公司购得的advantedge^tm或其他处理腔室。其它合适的处理腔室可类似地被使用。

基板支撑件106可包括具有支撑表面108的主体107，及支撑主体107的轴110。虽然图1中绘示为基座式设计，基板支撑件可以是具有支撑表面与构件(例如轴110或用于支撑所述支撑表面的任何其它合适的构件)的任何合适的基板支撑件。在一些实施方式中，基板支撑件106可包括陶瓷材料，举例而言，诸如氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)。在一些实施方式中，基板支撑件106可以经由适配器部分160而耦接至热传递主体170。热传递主体170可根据执行中的工艺冷却基板支撑件106或将热传递至基板支撑件106。在一些实施方案中，热传递主体170包括通道(未示出)，冷却剂通过所述通道流动以冷却基板支撑件106。

基板支撑件106可包括设置在基板支撑件106中靠近支撑表面的rf电极112(如第一rf电极)，以接收来自rf源的rf电流。在一些实施方式中，rf电极112可提供rf返回路径，并可如图1中的主视图所示，通过导电元件114而耦接至接地。例如，例如当处理腔室102被构造为电容耦合等离子体设备时，rf电极112可用作rf返回路径。在电容耦合等离子体设备中，在如图1中主视图所示，第二rf电极116可设置在基板支撑件106上方。如图1中主视图示，第二rf电极116可设置在处理空间104中且rf源118可耦接至第二电极116。例如，第二rf电极116可以是喷头(未示出)，或是如图1所示的喷头119的一部分及/或设置于喷头119中，或可以是用于电容耦合等离子体设备的上方电极的任何适合的实施方式。

在一些实施方式中，处理腔室102可经构造为电感耦合等离子体设备。在这样的实施方式中，第二rf电极(即如图1中虚线所示的第二rf电极117)可设置于处理腔室102的处理空间104的外部且耦接至rf源118。

如图1所示，喷头119可耦接至气体分配盘121，以向处理空间104提供一个或多个处理气体，以激发处理空间104中的等离子体或类似物质。喷头119仅是用于将一个或多个处理气体传送至处理空间104的示例性腔室元件。替代地或组合地，一个或多个处理气体可经由围绕腔室102的壁设置的侧注入口(未示出)而传送至处理空间104，或是设置于处理腔室的其他区域的气体入口。替代地或组合地，一个或多个处理气体可传送到远端空间(未图示)并接着流入处理空间104，等离子体在所述远端空间中形成。

在一些实施方式中，rf电极112也可经由导电元件114而耦接至rf源(如图1中虚线所示的rf源120)的输出，并具有通过导电元件114的rf返回路径，rf返回路径将参考图2与3而被更详尽的描述。例如，rf电极112可用作rf偏压电极或类似电极。例如，rf电极112可经由rf销109而耦接至导电元件114。然而，任何导电固定元件可用于将rf电极112耦接至导电元件114。

回到基板支撑件106，在一些实施方式中，基板支撑件106可包括设置在基板支撑件106中靠近支撑表面108的加热器122，以当基板105设置于支撑表面108上时向基板10提供热5。加热器122可以是用于基板支撑件中的任何适合的加热器，如电阻加热器或类似加热器。加热器122可包括从加热器122延伸穿过轴110的一个或多个导线124，以向加热器122提供电力。例如，如图1所示，一个或多个导电线124可将加热器122耦接至电源供应126，电源供应126设置在处理腔室102的外部。例如，一个或多个导线124可包括用于将电力从电源供应126提供至加热器122的第一接线，以及用于返回电力到电源供应126的第二接线。电源供应126可包括交流(ac)电源、直流(dc)电源或类似的电源。或者(未示出)，一个或多个导线124可以是单一导线，所述单一导线将电力从电源供应126提供至加热器122。电力可经由导电元件114返回到电源供应126或接地。例如，导电元件114可作为同时用于加热器122与rf电极112两者的电回流(electricalreturn)。

基板支撑件106可包括设置于基板支撑件106中的热电偶128，以测量所需温度，例如基板支撑件106的温度、支撑表面108的温度或基板105的温度(当基板105设置于支撑表面108上时)。例如，热电偶128可以是任何合适的热电偶设计，例如热电偶探针或类似热电偶。热电偶128可以是能够移除的。如图1所示，热电偶128可沿基板支撑件106的轴110延伸到支撑表面108附近。如图1所示的热电偶128仅为示例性的，且热电偶的尖端(tip)可延伸到加热器122附近(如图1所示)或延伸到加热器122的上方并靠近支撑表面108(未示出)。热电偶128的尖端的位置可相对于支撑表面108进行调整，以提供基板105或某些其他元件(如支撑表面108)最准确的温度测量。热电偶128可以耦合到温度控制器130。例如，温度控制器130可基于热电偶128测量的温度而控制电源供应126。或者，温度控制器130可以是系统控制器(例如可控制基板处理系统100的操作的控制器144)的部分或耦接至所述系统控制器。

在一些实施方式中，导电元件114可沿着基板支撑件106的轴110设置。例如，导电元件可包括内部空间132与热电偶128，内部空件132具有一个或多个导线124，热电偶128穿过导电元件114的内部空间132而设置。如上所述，导电元件114可耦接至rf电极112。例如，导电元件114可在第一端113处具有延伸进入内部空间132的凸部123。rf销109可插入凸部123或耦接至凸部123以将rf销109和rf电极112耦接到导电元件114。如图1和2所示，导电元件114可具有第二端115，第二端115经由设置于适配器部分160上的rf垫片155而耦接接地。rf垫片可包括铍化铜或类似材料。导电元件114包括多个特征202(也参考图3如下所述)，这些特征202可被弯曲进入任何预定位置以接合rf垫片155。

在一些实施方式中，当rf电流流过导电元件114时，导电元件114可有利地在内部空间132中提供约为零的电场。在内部空间132中提供约为零的电场有利地防止或限制由流过导电元件114的rf电流引起的任何干扰，此类干扰可能影响设置于轴中的其他电子元件(例如热电偶128)。发明人已经发现，例如，在传统基板支撑件中作为rf返回路径而被使用的杆状导电元件在轴中提供非零电场，所述非零电场干扰热电偶128并使得热电偶产生不准确的温度测量。导电元件114可包括任何合适的与工艺相容的导电材料，如铝(al)、镍(ni)、钨(w)或类似材料。

在一些实施方式中，导电元件114可设置于基板支撑件106的轴110中。例如，如图1所示，导电元件可以是圆柱形的(如虚线136所示)，例如圆柱或具有内部空间132的其他适合的管状结构，当电流沿着圆柱导电元件的表面流动时，导电元件在内部空间中产生约为零的电场。本公开的设计有利地缩短rf返回路径。

在一些实施方式中，如图1和2所示，基板支撑件106可包括环形可偏压元件156，当基板支撑件106在处理位置时，所述环形可偏压元件156接触适配器部分160。环形可偏压元件156耦接至处理腔室102的底板103。在一些实施方式中，环形可偏压元件156包括铍化铜，例如用于低温应用(例如高达150℃)。在一些实施方式中，环形可偏压元件156包括铍化镍，例如用于高温应用(例如高达300℃)。环形可偏压元件156将适配器部分160直接电性耦接至处理腔室102，因此缩短了rf返回路径。

回到图1，基板105可通过处理腔室102的壁中的开口(未示出)而进入处理腔室102。开口可经由狭缝阀或用于通过开口选择性地为腔室内部提供接取(access)的其他机构来被选择性密封。基板支撑件106可耦接至升降机构138，升降机构138可在下部位置(如图示)与可选择的上部位置之间控制基板支撑件106的位置，所述下部位置适于经由开口将基板传送进出腔室，上部位置适于处理。处理位置可经选择以最大化用于特定工艺的处理均匀性。当基板支撑件106在至少一个升高的处理位置中时，基板支撑件106可设置于开口之上以提供对称的处理区域。升降机构138可以经由波纹管140或其它柔性真空管而被耦接至处理腔室102，以当基板支撑件106被移动时，在处理空间104维持预定压力或压力范围。如图1所示，升降机构138可接地。例如，导电元件114可经由升降机构138而接地。或者，升降机构138可经由处理腔室102通过波纹管140而接地。

所述设备可包括处理腔室通用的额外元件，例如用于将剩余的处理气体、处理副产品或类似物质从处理腔室102的处理空间104移除的排气系统142。例如，排气系统142可包括经由泵送口而耦接至泵送气室的真空泵或其他适合的排气系统，所述真空泵用于从处理腔室102(未图示)泵送出排放气体。例如，真空泵可流体耦接至排气出口，用于将排气导向(route)到适当的排气处理设备。阀(如闸阀、z-运动阀或类似阀门)可设置在泵送气室中，以利于结合真空泵的操作控制排放气体的流速。

为了便于控制上述处理腔室102，控制器144包括中央处理单元(cpu)146、存储器148及用于cpu146的支援电路150，并有利于控制处理腔室102的元件。控制器144可以是可以在工业装置中用于控制各式腔室与副处理器的任意形式的通用计算机处理器。cpu146的存储器148，或计算机可读取媒体可以是一个或多个容易取得的存储器，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘、硬盘，或任何其他的数字储存形式，本地的或是远程的。支援电路150与cpu146耦接而用传统方式支持处理器。这些电路包括快速缓存、电源供应、时钟电路、输入/输出电路与子系统以及类似电路。在处理腔室102中执行的方法或上述方法中的至少一部分可作为软件程序储存于存储器148。软件程序也可由第二cpu(未示出)储存和/或执行，第二cpu位于cpu146控制的硬件的远程端。

图3绘示根据本公开的一些实施方式的金属片切口300。金属片切口300被弯曲成预定形状以形成导电元件(例如导电元件114)。金属片切口300可包括任何与工艺相容的导电材料，如参考之前对于导电元件114所讨论的材料。在一些实施方式中，金属片切口300包括多个特征302(例如特征202)和一个或多个凸部304(例如，123)。特征302可以被弯曲进入任何预定的位置。当金属片切口300被弯曲成预定的形状时，一个或多个凸部被对准且被延伸入最终产品(即导电元件)的内部。使用金属片来形成导电元件有利地导致了增加的用于rf返回电流的表面积，从而改善接地。

因此，本文公开了一种用于处理基板的设备。本发明设备的实施方式可有利地允许rf电力被设置于基板支撑件中的rf电极接收，而不会干扰通过基板支撑件而布置的其他电子元件，如干扰由热电偶或存在于基板支撑件中的其他温度监控装置产生的温度测量的准确率。

虽然前述内容针对本公开的实施方式，但在不背离本发明基本范围的情况下，可设计本公开的其他与进一步的实施方式。