[发明专利]用于半导体处理的具有平面加热器区域的加热板

说明书

一种用于半导体处理装置中衬底支撑组件的加热板，其包括以可扩展的多路布置方案设置的多个独立可控的平面加热器区域，以及独立控制平面加热器区域并给平面加热器区域提供功率的电子器件。每个平面加热器区域包括由绝缘体‑导体复合材料制成的一个或多个加热器元件。包含加热板的衬底支撑组件包括静电夹持电极和温度可控的基板。制备所述加热板的方法包括将具有平面加热器区域、功率供给线、功率回线和通孔的陶瓷板结合在一起。

本申请是申请号为201180054053.6、申请日为2011年10月31日、发明名称为“用于半导体处理的具有平面加热器区域的加热板”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

随着每一后继的半导体技术的产生，衬底直径趋向于增加而晶体管尺寸减小，从而导致在衬底处理中需要更高程度的精度和可重复性。半导体衬底材料，如硅衬底，通过使用包含真空室的技术进行处理。这些技术包括诸如电子束沉积之类非等离子体应用，以及诸如溅射沉积、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、抗蚀剂剥离、和等离子体蚀刻之类等离子体应用。

半导体制造工具中目前可用的等离子体处理系统面临提高精度和可重复性的日益增加的需求。等离子体处理系统的一个度量是改进的均匀性，该均匀性包括在半导体衬底的表面上的结果工艺均匀性以及用标称相同的输入参数处理的一连串的衬底的工艺结果的均匀性。衬底上均匀性的持续改进是合乎期望的。除其他以外，这还需要具有改进的均匀性、一致性和自诊断性的等离子体室。

发明内容

本文描述了一种在半导体处理装置中用于支撑半导体衬底的衬底支撑组件的加热板，所述加热板包括：电绝缘层；平面加热器区域，其至少包括第一、第二、第三和第四平面加热器区域，每个平面加热器区域包括一个或多个由绝缘体-导体复合材料制成的加热器元件，所述平面加热器区域横向分布在整个电绝缘层并可操作地调节半导体衬底上的空间温度分布；功率供给线，其至少包括电连接到所述第一和第二平面加热器区域的第一导电的功率供给线，和电连接到所述第三和第四平面加热器区域的第二导电的功率供给线；功率回线，其至少包括电连接到所述第一和第三平面加热器区域的第一导电的功率回线，和电连接到所述第二和第四平面加热器区域的第二导电的功率回线。

本文还描述了一种加热器，其包括独立可控的热区域，该热区域被配置为形成在半导体处理装置中用于支撑半导体衬底的衬底支撑组件的一部分，每个热区域包括由绝缘体-导体复合材料制成的一个或多个热元件，并且每个热区域连接到功率供给线和功率回线，其中所述功率供给线和所述功率回线的总数量小于或等于所述热区域的总数量。

其中，所述绝缘体-导体复合材料包括选自由Al₂O₃、SiO₂、Y₂O₃、Si₃N₄、AlN组成的群组中的一种或多种绝缘体材料，以及选自由Al、Cu、Mo、W、Au、Ag、Pt、Pd、C、MoSi₂、WC、SiC组成的群组中的一种或多种导体材料。

其中，所述绝缘体-导体复合材料包括高达30wt％的Al₂O₃，且余量为W。

其中，所述热区域其尺寸被配置成使得：

(a)每个热区域不大于所述半导体衬底上制造的4个器件管芯，

(b)每个热区域不大于所述半导体衬底上制造的2个器件管芯，

(c)每个热区域不大于所述半导体衬底上制造的1个器件管芯，或

(d)每个热区域的尺寸随着所述半导体衬底上的器件管芯的尺寸和所述半导体衬底的整个尺寸缩放。

其中，所述热区域其尺寸被配置成使得：

(a)每个平面加热器区域是在0.1至1cm²之间，