00內(nèi)部產(chǎn)生等離子體;或者，噴淋電極110 能夠電接地并且處于單一頻率或多重頻率的射頻(R巧能量能夠提供給基片支座104。
[0022] 在另一種【具體實(shí)施方式】中，如圖2中所闡釋的，通過(guò)在低壓下(例如低于100微米隸 柱)將工藝氣體輸入壓力室并且將射頻能量應(yīng)用于該氣體，電感禪合等離子體(ICP)處理設(shè) 備200能夠用于基片上材料的沉積(例如等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積或者PECVD)和等離 子體蝕刻。圖2為一種電感禪合等離子體(ICP)處理設(shè)備200的一種【具體實(shí)施方式】的剖視圖。 加利福尼亞菲蒙(Fremont)市的朗姆研究公司制造的TCP殺蝕刻或沉積系統(tǒng)為電感禪合等 離子體處理室的一個(gè)例子。該電感禪合等離子體處理設(shè)備在例如專(zhuān)利號(hào)為4,948,458的共 有美國(guó)專(zhuān)利中也有描述，其被完整并入作為參考。反應(yīng)室202包括基片支座204,該基片支座 204用于在該反應(yīng)室202的內(nèi)部支撐基片206。電介質(zhì)窗208形成反應(yīng)室202的頂壁。工藝氣體 通過(guò)氣體分配元件210被注入反應(yīng)室202的內(nèi)部。例如，氣體分配元件210包括淋?chē)婎^，氣體 注射器或者其它適當(dāng)?shù)难b置。氣體供應(yīng)212通過(guò)氣體分配元件210將工藝氣體供應(yīng)到反應(yīng)室 202的內(nèi)部。
[0023] -旦工藝氣體被引入反應(yīng)室202的內(nèi)部，它們即通過(guò)能量源216向反應(yīng)室202的內(nèi) 部提供能量而被激發(fā)為等離子體狀態(tài)。優(yōu)選地，該能量源216是由射頻(RF)源218A和射頻 (RF)阻抗匹配電路218B驅(qū)動(dòng)W將射頻(RF)能量電感禪合進(jìn)反應(yīng)室202中的外部二維天線(xiàn)， 通過(guò)射頻(RF)能量應(yīng)用于二維天線(xiàn)而產(chǎn)生的電磁場(chǎng)激發(fā)工藝氣體在基片206上方形成高密 度的等離子體P(例如，（1〇心1〇12離子/立方厘米）。
[0024] 電介質(zhì)窗208位于二維天線(xiàn)之下，并且氣體分配元件210位于電介質(zhì)窗208的下方。 等離子體P產(chǎn)生于氣體分配元件210和基片206之間的區(qū)域，W用于沉積或者蝕刻基片206。
[0025] 在基片的等離子體處理過(guò)程中，等離子體氣體的反應(yīng)離子與半導(dǎo)體基片(例如，娃 晶片、神化嫁晶片或憐化銅晶片)表面上的材料的一部分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致基片中屯、部分 和邊緣部分的溫度差達(dá)到5(TC?；厦恳稽c(diǎn)的局部基片溫度和化學(xué)反應(yīng)比率是相互關(guān)聯(lián) 的，如果通過(guò)基片表面的溫度變化過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致附于基片表面上的材料的不均勻蝕刻或沉 積。為減輕運(yùn)種狀況，采用背部氣體冷卻系統(tǒng)應(yīng)用于基片支座，W在基片支座和支撐于其上 的基片之間提供熱傳遞。
[0026] 基片支座已包括冷卻劑流道來(lái)帶走處理過(guò)程中基片的熱量。在運(yùn)種冷卻系統(tǒng)中， 處于可控溫度和一定容積流率的冷卻劑被引入到冷卻流道中。在冷卻系統(tǒng)中，基片支座已 經(jīng)包括一個(gè)供應(yīng)管路和一個(gè)回流管路。然而，可W斷定的是當(dāng)熱量從基片支座轉(zhuǎn)移，沿著通 道長(zhǎng)度從入口到出口顯現(xiàn)出顯著的溫度梯度。結(jié)果，與熱傳遞氣體和基片接觸的基片支座 的表面的溫度均勻性就不可控制?；潭ㄑb置還在基片的背面提供了散熱器。在現(xiàn)有的 等離子體處理設(shè)備中，從基片到基片固定裝置的熱傳遞導(dǎo)致整個(gè)基片上溫度的不均勻性。
[0027] 對(duì)于臨界尺寸均勻性的控制而言，將晶片或基片的從中屯、到邊緣的溫度分布（即 徑向溫度分布)改變達(dá)40°C，而又保持方位(例如角或圓周)溫度均勻度小于等于5°C的能力 是必不可少的。一些等離子體處理工序需要徑向溫度分布控制用于優(yōu)化流程W彌補(bǔ)由于其 他因素（例如，由基片上的放射型布置所帶來(lái)的刻蝕副產(chǎn)品濃度變化)所導(dǎo)致的不均勻性。 例如，在一攝薄膜或多層結(jié)構(gòu)(例如，柵氧化層/多晶娃/娃化物/硬掩膜/抗反射涂層）的刻 蝕過(guò)程中，一個(gè)層的刻蝕可能需要中屯、地區(qū)比邊緣地區(qū)熱，然而另一個(gè)層的刻蝕可能需要 中屯、地區(qū)比邊緣地區(qū)冷。運(yùn)樣，就需要基片支座有能力實(shí)現(xiàn)小于等于fTC的方位溫度均勻 度，有能力將晶片或基片的從中屯、到邊緣的溫度分布改變達(dá)40°C。優(yōu)選地，方位溫度均勻度 小于等于rc;并且更優(yōu)選地，方位溫度均勻度小于等于0.5°C。
[0028] 圖3示出了基片支座300的一種【具體實(shí)施方式】的剖視圖?；?26提供了更有效的 控制中屯、對(duì)邊緣的溫度分布的能力，它能夠逐步改變中屯、到邊緣的溫度分布直至達(dá)到40 °C，而保持方位溫度均勻度小于等于rc。基片支座300包括底部元件310,疊加于底部元件 310上的熱傳遞元件320和疊加于熱傳遞元件320上的靜電卡盤(pán)322。靜電卡盤(pán)322包括用于 支撐基片326的支撐面324。在共有美國(guó)專(zhuān)利5,838,529中也存在對(duì)運(yùn)樣的靜電卡盤(pán)的描述， 其被完整引入作為參考。
[0029] 熱傳遞元件320進(jìn)一步地細(xì)分為同中屯、的分區(qū)328A-328E。每一個(gè)分區(qū)包含一個(gè)或 一個(gè)W上流道330A-330E，通過(guò)流道330A-330E液體能夠流通W單獨(dú)地加熱和冷卻熱傳遞元 件320的每一個(gè)分區(qū)328A-328E?；ё?00的加熱是通過(guò)將熱液體循環(huán)流經(jīng)流道330A-330E來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而消除了對(duì)置于熱傳遞元件320中的加熱元件（例如電阻加熱器或加熱 帶）的需求。該液體可能是水（例如，去離子水），乙二醇，硅油，水/乙二醇混合物， FLUOROINERT K'制冷劑（例如，全氣化碳冷卻流體，可W從(Minnesota Mining and Manu化化;ring(3M)公司獲得），GALDEN"流體(例如，低分子量全氣聚酸熱傳遞流體，可 W從Solvay Solexis獲得）W及其他類(lèi)似流體。盡管圖3中示出了五個(gè)分區(qū)，可W理解分區(qū) 的數(shù)量可W是兩個(gè)或者其它數(shù)量，運(yùn)取決于所需要的溫度控制的程度。
[0030] 在圖3所示的【具體實(shí)施方式】中，熱傳遞元件320可由熱傳導(dǎo)材料組成，比如侶或氮 化侶。為了提高對(duì)徑向熱傳遞的控制（比如，各單獨(dú)分區(qū)間的熱傳遞）W及達(dá)到理想基片溫 度分布，隔熱層332將每一個(gè)分區(qū)328A-328E隔開(kāi)。隔熱層332可W或者延伸通過(guò)熱傳遞元件 320(如圖3所示）的整個(gè)層厚或者如圖4中所示的那樣，通過(guò)熱傳遞元件320的一部分層厚。 隔熱層332可W或者為未填充的（例如，一個(gè)空的空間）或者容納填充材料W實(shí)現(xiàn)從約0.1 W/ m-K到約4.OW/m-K的導(dǎo)熱系數(shù)。示例性的填充材料包括環(huán)氧基樹(shù)脂或娃樹(shù)脂。填充材料的導(dǎo) 熱系數(shù)可W用添加劑調(diào)整，比如氮化棚，氮化侶，氧化侶，氧化娃和娃。
[0031] 在另一種【具體實(shí)施方式】中，如圖5所示，徑向熱傳遞通過(guò)由隔熱材料組成熱傳遞元 件320來(lái)得到控制。隔熱材料的實(shí)例包括陶瓷諸如氧化侶或者氧化錠;或者具有低導(dǎo)熱系數(shù) 的金屬合金，諸如不誘鋼。
[0032] 如圖3所示，粘著材料334能夠插入熱傳遞元件320和底部元件310之間。粘著材料 334可W由環(huán)氧基樹(shù)脂或者娃樹(shù)脂組成，如放大部位A所示，粘著材料334可W用一種或者一 種W上填充材料334A進(jìn)行填充。典型的填充材料334A可W包括氧化侶，氮化棚，氧化娃，侶 或者娃。在另一種【具體實(shí)施方式】中，如放大部位B所示，粘著材料可W為金屬針接334B?？蒞 選擇提供從約O.lW/m-K到約4W/m-K的導(dǎo)熱系數(shù)并且具有從約1密耳到約200密耳的厚度的 粘接材料334。
[0033] 圖6示出了熱傳遞元件320為圓形盤(pán)的剖切俯視圖，其沿圖3中的剖切線(xiàn)C-C'橫切 所得。圖6中，分區(qū)328A-328E被同屯、設(shè)置在相對(duì)于圓形盤(pán)的中屯、的不同距離并且流道330A-330E具有象螺旋形一樣的式樣。隔熱層332為分隔每一分區(qū)的環(huán)形通道。
[0034] 圖7示出了熱傳遞元件320的局部橫斷面視圖，包括熱液體源336和冷液體源338， 此兩液體源均與流道330A-330E流體連通。閥裝置％0通過(guò)調(diào)整熱液體（來(lái)自于熱液體源 336)相對(duì)于冷液體(來(lái)自于冷液體源338)的混合比來(lái)控制每一個(gè)分區(qū)328A-328E的個(gè)別溫 度?？刂破?42接收來(lái)自于每一個(gè)分區(qū)328A-328E內(nèi)的溫度傳感器344A-344E的輸入信號(hào)，獨(dú) 立地指揮閥裝置340W調(diào)整熱液體相對(duì)于冷液體的適當(dāng)?shù)幕旌媳取Ｔ诹硪环N【具體實(shí)施方式】 中，每一個(gè)分區(qū)328A-328E的溫度傳感器可W設(shè)置于靜電卡盤(pán)322之中。
[0035] 在等離子體處理過(guò)程中，基片326支撐于基片支座300上，基片326與分區(qū)328A-328E熱接觸。液體流經(jīng)與分區(qū)328A-328E相對(duì)應(yīng)的流道330A-330E。每一個(gè)單獨(dú)分區(qū)328A-328E的溫度用溫度傳感器344A-344E進(jìn)行測(cè)量，溫度傳感器344A-344E向控制器342提供輸 入信號(hào)?？刂破?42可W或者：（i)如果分區(qū)328A-328E的溫度低于目標(biāo)溫度，通過(guò)增加熱液 體相對(duì)于冷液體的混合比來(lái)提高流經(jīng)每一個(gè)個(gè)別的流道