[发明专利]具有灵活的晶片温度控制的静电卡盘

说明书

提供了一种用于处理衬底的装置。提供第一冷却剂气体压强系统、第二冷却剂气体压强系统、第三冷却剂气体压强系统和第四冷却剂气体压强系统以提供独立的气体压强。静电卡盘具有带有中心点和半径的卡盘表面，并且包括：第一多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距大于第一半径处；第二多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开；第三多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开；以及第四多个冷却剂气体端口，其在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开。外密封带围绕所述卡盘表面的所述周边延伸。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月31日的美国临时申请No.62/480,232的优先权，其出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于在半导体晶片上形成半导体器件的方法和装置。更具体地，本公开涉及用于在半导体处理期间提供晶片温度控制的方法和装置。

背景技术

半导体处理系统用于处理诸如半导体晶片之类的衬底。可以在这样的系统上执行的示例性工艺包括但不限于导体蚀刻、电介质蚀刻、原子层沉积、化学气相沉积和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在半导体处理系统的处理室中的衬底支撑件上，该衬底支撑件包括例如基座、静电卡盘(ESC)。

发明内容

为了实现前述目的并根据本公开的目的，提供了一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置。第一冷却剂气体压强系统构造成提供在第一压强下的第一冷却剂气体。第二冷却剂气体压强系统构造成以独立于所述第一冷却剂气体压强系统提供在第二压强下的第二冷却剂气体。第三冷却剂气体压强系统构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统和所述第二冷却剂气体压强系统，提供在第三压强下的第三冷却剂气体。第四冷却剂气体压强系统构造成独立于所述第一冷却剂气体压强系统、所述第二冷却剂气体压强系统和所述第三冷却剂气体压强系统提供在第四压强下的第四冷却剂气体。具有卡盘表面的静电卡盘具有中心点和周边。所述静电卡盘的第一多个冷却剂气体端口连接到所述第一冷却剂气体压强系统，其中所述第一多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距大于第一半径处。所述静电卡盘的第二多个冷却剂气体端口连接到所述第二冷却剂气体压强系统，其中所述第二多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第一半径处和与所述中心点相距第二半径处之间间隔开，其中所述第二半径小于所述第一半径。所述静电卡盘的第三多个冷却剂气体端口连接到所述第三冷却剂气体压强系统，其中所述第三多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距第二半径处和与所述中心点相距第三半径处之间间隔开，其中，所述第三半径小于所述第二半径。所述静电卡盘的第四多个冷却剂气体端口连接到所述第四冷却剂气体压强系统，其中所述第四多个冷却剂气体端口的每个冷却剂气体端口在与所述中心点相距所述第三半径内间隔开一定距离。外密封带围绕所述卡盘表面的所述周边延伸，其中所述第一多个冷却剂气体端口、所述第二多个冷却剂气体端口、所述第三多个冷却剂气体端口和所述第四多个冷却剂气体端口位于所述外密封带内。

在另一种表现形式中，提供了一种用于在等离子体处理室中处理衬底的装置。一种具有卡盘表面的带有周边的静电卡盘包括：位于卡盘表面上的多个密封带，多个密封带包括外密封带、第一内带、第二内带和第三内带；由多个密封带限定的多个冷却区域，多个冷却区域包括由外密封带和第一内带限定的第一径向冷却区域，由第一内带和第二内带限定的第二径向冷却区域，由第二内带和第三内带限定的第三径向冷却区域和由第三内带限定的中心冷却区域；以及多个冷却剂气体端口，其包括分别位于第一径向冷却区域、第二径向冷却区域、第三径向冷却区域和中心冷却区域的第一多个冷却剂气体端口、第二多个冷却剂气体端口、第三多个冷却剂气体端口和第四多个冷却剂气体端口。冷却剂气体供应系统包括第一、第二、第三和第四控制阀，每个控制阀构造成分别在独立压强下向第一、第二、第三和第四多个冷却剂气体端口提供冷却剂气体。

在上述实施方案中，外密封带、第一内带、第二内带和第三内带的相应高度可以大致相等。