330A-330E的液體溫度;或者(i i) 如果分區(qū)328A-328E的溫度高于目標(biāo)溫度,通過減少熱液體相對于冷液體的混合比來降低 流經(jīng)每一個個別的流道330A-330E的液體溫度。在等離子體處理過程中,設(shè)置有熱傳遞元件 320和控制器342的基片支座300能夠獨(dú)立地和動態(tài)地改變單晶片等離子體處理過程中分區(qū) 328A-328E 的溫度。
[0036] 圖8A示出了熱傳遞元件420的另一種【具體實(shí)施方式】的局部剖視圖,包括分區(qū)428A-428E,每一分區(qū)具有各自的流道430A-430E和各自的溫度傳感器444A-444E。分區(qū)428A-428E 被隔熱層432隔開。熱液體源436和冷液體源438經(jīng)由共用管路450A-450E,閥452A-452E',第 一供應(yīng)管路454和第二供應(yīng)管路456來與流道430A-430E流體連通。第一至第五閥452A-452E 與共用管路450A-450E和第一供應(yīng)管路454流體連通,W從熱液體源436提供熱液體。此外, 第六至第十閥452A'-45沈'與共用管路450A-450E和第二供應(yīng)管路456也為流體連通,W從 冷液體源438提供冷液體。
[0037] 控制器442從溫度傳感器444A-444E接收輸入信號來獨(dú)立地控制閥452A-45沈和閥 452A ' -452E ' W單獨(dú)地調(diào)整每一流道內(nèi)來自熱液體源436的熱液體相對于來自冷液體源438 的冷液體的混合比。例如,控制器442可W控制:(i)第一閥452A和第二閥452A ' W調(diào)整經(jīng)由 共用管路450A流往流道430A的熱液體相對于冷液體的第一混合比;(ii)第S閥452B和第四 閥452B'W調(diào)整經(jīng)由共用管路450B流往流道430B的熱液體相對于冷液體的第二混合比; (iii)第五閥452C和第六閥452C'W調(diào)整經(jīng)由共用管路450C流往流道430C的熱液體相對于 冷液體的第S混合比;(iv)第屯閥452D和第八閥452D' W調(diào)整經(jīng)由共用管路450D流往流道 430D的熱液體相對于冷液體的第四混合比;和(V)第九閥452E和第十閥452E'W調(diào)整經(jīng)由共 用管路450E流往流道430E的熱液體相對于冷液體的第五混合比。
[0038] 圖8A的實(shí)施方式提供了運(yùn)樣的能力:通過控制每一個單獨(dú)分區(qū)428A-428E的溫度, 單調(diào)地(mono ton i Ca 11 y)(例如溫度連續(xù)地升高或降低)或非單調(diào)地升高或降低等離子體處 理過程中沿基片426半徑的溫度。例如,每一個單獨(dú)分區(qū)428A-428E的溫度可W設(shè)置W滿足 徑向溫度分布為拋物線的或逆拋物線的(即,單調(diào)的)。然而,由于每一個分區(qū)428A-428E的 溫度能夠單獨(dú)地控制,在另一個實(shí)施例中,徑向溫度分布也可W運(yùn)樣設(shè)置,即徑向溫度分布 為正弦曲線(即,非單調(diào)的)。
[0039] 如圖8B所示,流道430A-430E與回流管路446為流體連通,回流管路446與熱液體源 436和/或冷液體源438為流體連通。運(yùn)樣,退出流道430A-430E的液體可W通過回流至熱液 體源436和/或冷液體源438而再循環(huán)利用。
[0040] 熱液體源436保持熱液體的溫度處于從約40°C到約150°C;冷液體源438能夠保持 冷液體的溫度處于從約-10°c到約7(TC。運(yùn)樣,圖8A和圖8B的【具體實(shí)施方式】就具有運(yùn)樣的性 能:依據(jù)等離子體處理過程中想獲得的中屯、到邊緣的溫度分布,使每一個分區(qū)428A-428E達(dá) 到五個不同的溫度。盡管圖8A和圖8B示出了五個分區(qū),可W理解的是,根據(jù)徑向溫度分布的 需要控制程度,分區(qū)可為兩個或者兩個W上。在一個實(shí)施例中,冷液體源保持冷液體的溫度 大于等于-l〇°C;并且熱液體源保持熱液體的溫度小于等于150°C,且熱液體的溫度大于冷 液體的溫度。
[0041] 圖9示出了熱傳遞元件520的另一種【具體實(shí)施方式】的局部剖視圖,包括分區(qū)528A-528E,每一分區(qū)具有各自的流道530A-530E和各自的溫度傳感器544A-544E。分區(qū)528A-528E 通過隔熱層532隔開。液體源536流體連通于供應(yīng)管路550,第一至第四傳輸管路552A-552D 和回流管路554。第一加熱元件538A沿供應(yīng)管路550設(shè)置,并且第二至第五加熱元件538B-538E沿第一至第四傳輸管路552A-552D設(shè)置。第一至第五加熱元件538A-538E控制流經(jīng)供應(yīng) 管路550和第一至第四傳輸管路552A-552D的液體的溫度。
[0042] 控制器542從溫度傳感器544A-554E接收輸入信號來獨(dú)立地控制加熱元件538A-538E。如果溫度傳感器544A-544E測定的溫度低于目標(biāo)溫度,則控制器542激活一個或一個 W上相應(yīng)的加熱元件538A-538E。在從液體源536流出的液體流入第一流道530A之前,第一 加熱元件538A將該液體加熱到第一溫度。第一傳輸管路552A將液體從第一流道530A傳輸至 第二流道530B;并且第二加熱元件538B將沿第一傳輸管路552A流動的液體在流入第二流道 530B之前加熱到第二溫度。第二傳輸管路552B將液體從第二流道530B傳輸至第S流道 530C;并且第=加熱元件538C將沿第二傳輸管路552B流動的液體在流入第=流道530C之前 加熱至第S溫度。第S傳輸管路552C將液體從第S流道530C傳輸至第四流道530D;并且第 四加熱元件538D將沿第=傳輸管路552C流動的液體在流入第四流道530D之前加熱至第四 溫度。第四傳輸管路552D將液體從第四流道530D傳輸至第五流道530E;并且第五加熱元件 538E將沿第四傳輸管路552D流動的液體在其流入第五流道530E之前加熱至第五溫度。從第 五流道退出的液體沿回流管路554回流至液體源536。
[0043] 流經(jīng)第一至第四傳輸管路552A-552D的液體可W或者沿正向流動(如圖9中箭頭所 示)或者沿反向流動(圖9中未示出)。當(dāng)液體沿正向流動時,第一溫度低于第二溫度,第二溫 度低于第S溫度,第S溫度低于第四溫度,最高溫度產(chǎn)生于分區(qū)528E(即中屯、區(qū)域)。同樣 地,當(dāng)液體沿反向流動時,第一溫度高于第二溫度,第二溫度高于第=溫度,第=溫度高于 第四溫度,最高溫度產(chǎn)生于分區(qū)528A(即,邊緣區(qū)域)。
[0044] 圖9的實(shí)施方式提供了運(yùn)樣的能力:在等離子體處理過程中沿基片326的半徑單調(diào) 地提高或降低溫度。例如,每一個單獨(dú)分區(qū)528A-528E的溫度可W運(yùn)樣設(shè)置,即徑向溫度分 布是拋物線的或者反拋物線的(即,單調(diào)的)
[0045] 在等離子體處理過程中(例如,半導(dǎo)體、金屬或者電介質(zhì)的等離子體刻蝕;或者傳 導(dǎo)性材料或介質(zhì)材料的沉積)設(shè)置有熱傳遞元件320/420/520的基片支座300能夠使中屯、到 邊緣的徑向溫度分布變化達(dá)到4〇°c,而保持方位溫度均勻度小于等于rc,更優(yōu)選地小于等 于0.5°C。進(jìn)一步地,運(yùn)種熱傳遞元件320/420/520能夠?qū)崿F(xiàn)W下任一項(xiàng):(1)使溫度分布均 勻;或者(2)徑向地改變溫度分布(例如,熱邊緣或者熱中屯、),此兩項(xiàng)均用于等離子體處理 過程中逐步改變的溫度控制,W使最佳的多層式處理成為可能。圖10圖示了在應(yīng)用熱傳遞 元件320/420/520的等離子體處理中,半徑為R的晶片上=種曲型的中屯、到邊緣的溫度分布 中徑向位置和徑向溫度的函數(shù)關(guān)系:(A)中屯、區(qū)域熱于邊緣區(qū)域;(B)中屯、區(qū)域冷于邊緣區(qū) 域;和(C)整個晶片上完全均勻的溫度分布。
[0046] 盡管本發(fā)明是W文中特定的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)地描述的,但是顯而易見,對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,可W進(jìn)行各種改變和修改W及使用等同替代而不超出所附的權(quán)利要 求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi)的基片支座,所述基片支座包括: 底部元件, 覆于所述底部元件上的熱傳遞元件,所述熱傳遞元件具有設(shè)有第一流道的第一分區(qū)和 設(shè)有第二流道的第二分區(qū),其中所述第一流道與所述第二流道用于流通液體以單獨(dú)地加熱 和冷卻所述熱傳遞元件的每一個分區(qū); 與所述第一流道流體連通的第一共用管路; 與所述第二流道流體連通的第二共用管路; 與所述第一共用管路和連通于熱液體源的第一供應(yīng)管路流體連通的第一閥,所述第一 閥用于控制從所述熱液體源流經(jīng)所述第一共用管路的熱液體的流量; 與所述第一共用管路和連通于冷液體源的第二供應(yīng)管路流體連通的第二閥,所述第二 閥用于控制從所述冷液體源流經(jīng)所述第一共用管路的冷液體的流量; 與所述第二共用管路和連通于熱液體源的第一供應(yīng)管路流體連通的第三閥,所述第三 閥用于控制流經(jīng)所述第二共用管路的熱液體的流量; 與所述第二共用管路和連通于所述冷液體源的