[发明专利]具有电极构件的衬底处理设备

说明书

技术领域

这里公开的一个或者多个实施例涉及处理包括半导体衬底在内的衬底。

背景技术

在半导体制造过程中，通过经蚀刻选择性地除去淀积的薄膜，在晶片上形成希望的图案。薄膜可以包括二氧化硅膜、氮化硅膜或者光致抗蚀剂膜。氧化物和氮化物膜允许进行更好的蚀刻。但是，仍然要求在半导体衬底处理上的改进。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于产生等离子体的电极构件，包括：电极板；以及冷却单元，所述冷却单元具有与所述电极板热接触的多个热电模块。

根据本发明的另一方面，提供了一种衬底处理设备，包括：具有内部空间的室；以及电极构件，设置在所述室中，以在所述内部空间中产生等离子体，其中，所述电极构件包括电极板和冷却单元，所述冷却单元具有与所述电极板热接触的多个热电模块。

附图说明

图1是示出衬底处理设备一个实施例的示意图。

图2是示出图1的热电模块的示意图。

图3是示出衬底处理设备第二实施例的示意图。

图4是示出衬底处理设备第三实施例的示意图。

图5是示出衬底处理设备第四实施例的示意图。

图6是示出衬底处理设备第五实施例的示意图。

图7是示出图6中的冷却块的示意图。

图8是示出图7中的热电模块的示意图。

图9到图11是示出其他类型的冷却块的示意图。

具体实施方式

一种类型的等离子体蚀刻设备包括设置在基座(susceptor)上部的喷淋头。基座支承处理室中的晶片，并且喷淋头包括多个气体供给孔。在这种布局中，喷淋头的下表面用作上电极，而基座用作下电极。

在处理过程中，由RF发生器在上、下电极之间提供高频以产生等离子体，并且从喷淋头在处理室中供应源气体。然后，利用等离子体执行蚀刻(或者淀积)等处理。这样的以及其他的半导体处理的效率部分取决于处理室、上电极和下电极的温度。情况常常是，因为在等离子体处理过程中晶片被放置在下电极上并且上电极直接暴露于等离子体，所以，上、下电极的温度增加。

图1示出可以改进衬底处理的衬底处理设备的一个实施例。这个设备包括处理室120、在处理室上部用以供应源气体的喷淋头、以及在下部面对喷淋头的电极板140。衬底S被放置在电极板140上。

另外，供应线路180连接到喷淋头的上部，源气体经供应线路被供应到喷淋头的空的空间中。供应线路由阀182打开和关闭。

喷淋头包括散射板164，散射板164将喷淋头的内部分成两个空间。经供应线路供应的源气体流进散射板的上部并经过多个散射孔166扩散到散射板下面。多个喷嘴162形成在喷淋头的下表面上，并且散射的源气体经喷嘴被供应到喷淋头和电极板之间。

喷淋头160优选地用作用来产生等离子体的上电极，高频从RF发生器(例如工作在13.56MHz)施加到喷淋头。

电极板140设置在处理室120的底表面，并且衬底S被放置在电极板的上表面上。多个安装孔142形成在电极板的底表面上，并且热电模块10安装在每个安装孔中。

密封构件144设置在电极板的底表面的边缘处，以密封电极板和处理室的底表面。热电模块可以被保护起来而以防御电极板上部形成的等离子体。多个通孔124形成在处理室的底表面。底表面设置在安装孔的下面。用于向热电模块供应电力的电线分别经通孔124连接。

电极板140被用作用于产生等离子体的下电极并且接地。电场形成在喷淋头160和电极板140之间，并从经喷淋头的供应孔162供应的源气体产生等离子体。

图2示出可以用在图1设备中的一种类型的热电模块。热电模块插进安装孔142中，用以控制电极板140的温度。热电模块包括多个热电元件(N，P)，热电元件例如通过珀尔帖效应(Peltier effect)被加热或者冷却。珀尔帖效应是这样的一种现象：两种不同金属形成的电路，当电流流经该电路时，该电路的一个结合部分(bonding part)被冷却，但另一部分被加热。当电流方向改变时，被冷却部分和被加热部分交换。

热电元件(N，P)可以沿着平行于上、下绝缘板16、18的方向布置，绝缘板在热电元件下面并且平行地布置。N型和P型热电元件交替布置并经第一、第二传热板12、14相互连接。