專利名稱：具有感測(cè)單元的襯底處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及包括半導(dǎo)體襯底在內(nèi)的處理襯底。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件被用來(lái)形成集成電路、平板顯示器以及其他電子產(chǎn)品。這些 器件通常是通過(guò)在襯底上交替沉積多個(gè)層并且其間伴有蝕刻步驟而形成的。
所述多個(gè)層例如包括硼磷硅玻璃(BPSG)、多晶硅以及使用光致抗蝕劑圖 案化的一種或多種金屬。
半導(dǎo)體器件傳統(tǒng)上是在腔室中形成的。為了獲得希望的結(jié)果，腔室的工
藝參數(shù)必須被精確控制。目前，需要改進(jìn)對(duì)這些參數(shù)的控制，以便產(chǎn)生更可 靠且成本更低的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種襯底處理設(shè)備，包括包括 處理空間的腔室；所述腔室中用以支撐襯底的支撐板；在所述支撐板上方的 噴淋頭，所述噴淋頭具有下部開(kāi)放的主體以及連接到所述主體的下部用以在 所述支撐板上方供應(yīng)源氣體的噴射板；以及感測(cè)單元，具有傳感器和彈性件， 其中所述傳感器的一端與所述噴射板的上表面接觸，并且其中所述彈性件在 朝向所述噴射板的方向上向所述傳感器提供彈力。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種感測(cè)單元，包括溫度傳感 器物體；以及彈性件，用于在朝向?qū)⒁獙?duì)其測(cè)量溫度的物件的表面的方向上 向所述傳感器提供彈力。


圖l是示出了襯底處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示圖。 圖2是圖1的感測(cè)單元的放大圖。
圖3是示出了施加到圖2外殼的壓力面的彈力的示圖。
具體實(shí)施例方式
為了生產(chǎn)具有期望質(zhì)量的半導(dǎo)體產(chǎn)品，某些工藝參數(shù)必須被精確控制。 一個(gè)參數(shù)是溫度。在使用等離子體的工藝中，控制溫度尤為重要，因?yàn)樵谔?理期間蝕刻質(zhì)量對(duì)溫度改變非常敏感。
為了控制溫度， 一種技術(shù)涉及在等離子體處理設(shè)備的腔室中使用支撐板 和噴淋頭。在操作中，襯底被放置在支撐板上，并且噴;^頭在板上方提供源 氣體。噴淋頭包括面向支撐板的噴射板。在處理期間，由于暴露給釋放熱能 的等離子體，因此噴射板的溫度會(huì)增加。
根據(jù)這里描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，噴射板的溫度受到控制，以便控制 等離子體處理設(shè)備的溫度。這涉及在處理期間準(zhǔn)確測(cè)量噴射板的溫度。
圖1示出了襯底處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。該襯底處理i殳備包括腔室10、 支撐板20、提升件30、噴淋頭50以及排氣單元60。腔室提供將對(duì)襯底執(zhí) 行處理的處理空間。處理空間被密封，并且排氣單元通過(guò)釋放腔室中的氣體， 在處理期間將腔室的內(nèi)部保持為真空狀態(tài)。
支撐板20被設(shè)置在腔室的下部。在處理期間，襯底12被^L置在支撐板 上并且被等離子體蝕刻。支撐板可以是靜電夾盤(ESC)。提升件30被布 置在支撐板的邊緣，用于按需上下移動(dòng)襯底。
噴淋頭50被設(shè)置在支撐板20上方以在支撐板上方提供源氣體。噴淋頭 從源氣體產(chǎn)生等離子體，并且包括主體52以及連接到主體下部的噴射板54。 主體具有下部開(kāi)放的形狀。噴射板與主體的開(kāi)放下部相結(jié)合，并且主體通過(guò)
支撐軸52a被設(shè)置在支撐板20的上部。
噴淋頭還包括冷卻板55、散射板57以及上電極59。冷卻板鄰近噴射板 54的上表面，并且通過(guò)使用流經(jīng)制冷劑路徑55b的制冷劑來(lái)控制噴射板的 溫度。散射板在冷卻板上方并且向噴射板散射源氣體。上電極59在散射板 57的上方并且可以連接到額外的RF發(fā)生器。
當(dāng)支撐板接地時(shí)，上電極59在支撐板20上方形成電場(chǎng)，并且還利用被 供應(yīng)到支撐板上方的源氣體生成等離子體。源氣體可以從外部源供應(yīng)到主體 52。源氣體經(jīng)過(guò)穿過(guò)上電極59的孔59a、散射板57的散射孔57a、冷卻板
55的孔55a、以及噴射板54的噴射孔54a，被供應(yīng)到支撐板20的上方。感 測(cè)單元70被設(shè)置在上電極上。
。 圖2示出了圖1的感測(cè)單元70的放大圖，并且圖3示出了施加到圖2 外殼72的壓力面的彈力。
感測(cè)單元70包括外殼72、傳感器74以及緊固單元78。傳感器被安裝 在外殼中，并且傳感器的下端與噴射板54的上表面接觸。傳感器的上端通 過(guò)導(dǎo)線74a與額外的控制器(未示出)連接。傳感器感測(cè)噴射板的溫度，并 且控制器基于傳感器檢測(cè)到的溫度來(lái)控制噴射板的溫度。
傳感器可以包括電阻溫度探測(cè)器(RTD) 。 RTD在4艮寬的溫度范圍內(nèi) 提供穩(wěn)定的輸出，并且在很窄的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量溫度。探測(cè)器可以基于 金屬導(dǎo)體的電阻隨著溫度變化的關(guān)系(例如，通過(guò)測(cè)量金屬電阻的改變)來(lái) 檢測(cè)溫度。
外殼72包括圍繞傳感器74的凸緣部分72a。多個(gè)緊固孔72b形成在凸 緣部分上，并且緊固件78穿過(guò)相應(yīng)的緊固孔72b固定到上電極59。緊固件 可以具有大于緊固孔的直徑，并且可以從凸緣部分72a伸出。凸緣部分通過(guò) 緊固件以高出的狀態(tài)被固定到上電極59。與傳感器74的下端類似，外殼72 的下端與噴射板的上表面接觸。由于傳感器被安裝在外殼72中，傳感器通 過(guò)傳感器74與噴射板54的上表面接觸。
彈性件79被設(shè)置在每個(gè)緊固件上。彈性件的一端優(yōu)選地與平行于上電 極59上表面的緊固孔72b的壓力面接觸。彈性件的另一端與緊固件的頭部 接觸。彈性件例如可以是壓縮彈簧。
如圖3所示，每個(gè)彈性件提供朝向相應(yīng)緊固孔的壓力面的向下彈力。因 此，外殼72的下端能夠一直保持與噴射板的上表面相接觸。類似地，傳感 器74的下端能夠一直保持與噴射板54的上表面相接觸。
上電極59包括面向凸緣部分72a的安置面59b。可以在安置面和凸緣 部分72a之間設(shè)置密封墊76,并且可以在安置面5%內(nèi)設(shè)置密封面59c。密 封面位于安置面59b下方，并且0型環(huán)77被設(shè)置在密封面59c和密封墊76 之間以維持氣密連接。
傳感器74至少部分基于彈性件79提供的彈力，可以與噴射板54的上 表面接觸?？梢曰诖藦椓S持傳感器和噴射板之間的持續(xù)接觸狀態(tài)。通過(guò)
維持持續(xù)接觸狀態(tài)，噴射板的溫度可以被更精準(zhǔn)地測(cè)量，進(jìn)而可以準(zhǔn)確地控
制處理室10內(nèi)的溫度。
這里描述的實(shí)施例提供了一種感測(cè)單元，該感測(cè)單元能夠準(zhǔn)確測(cè)量并因 此控制噴射板的溫度，從而改進(jìn)了襯底制造工藝并且生產(chǎn)出更可靠的產(chǎn)品。
根據(jù)這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)，襯底處理設(shè)備被設(shè)置為包括腔室， 用于提供在襯底上執(zhí)行處理的處理空間；設(shè)置在腔室中的支撐板，其中襯底 被放置在支撐板上；設(shè)置在支撐板上方的噴淋頭，噴淋頭具有下部開(kāi)放的主 體以及連接到主體下部以向支撐板上方供應(yīng)源氣體的噴射板；以及感測(cè)單 元，感測(cè)單元具有傳感器和彈性件，其中傳感器的一端接觸噴射板的上表面 并且彈性件在朝向噴射板的方向上向傳感器提供彈力。
噴淋頭還可以包括設(shè)置在主體內(nèi)部并且在噴射板上方的固定板。感測(cè)單
固單元。彈性件可以向外殼提供彈力。
外殼可以包括供緊固單元穿過(guò)的緊固孔。彈性件的一端可以接觸緊固孔 的壓力面，并且另一端可以連接到緊固單元的頭部，緊固單元具有比緊固孔 大的直徑。
外殼可以包括設(shè)置在傳感器周圍的凸緣部分，其中凸緣部分具有供緊固 單元穿過(guò)的緊固孔。固定板可以包括用來(lái)安置凸緣部分的安置面。感測(cè)單元 還可以包括設(shè)置在凸緣部分和安置面之間保持密閉性的密封墊。固定板還可 以包括位于安置面內(nèi)部的密封面，其中密封面的位置比安置面低。感測(cè)單元 還可以包括設(shè)置在密封墊和密封面之間保持密閉性的密封件。固定板可以是 利用從噴淋頭供應(yīng)的源氣體與支撐板一起產(chǎn)生等離子體的上電極。
噴淋頭還可以包括設(shè)置在固定板和噴射板之間的散射板以及設(shè)置在散 射板和噴射板之間用于控制噴射板溫度的冷卻板。
根據(jù)一個(gè)或多個(gè)其他的實(shí)施例，感測(cè)單元被設(shè)置為包括傳感器和彈性 件，其中傳感器的一端與被測(cè)物體的被測(cè)表面接觸，并且彈性件在朝向被測(cè) 表面的方向上向傳感器提供彈力。感測(cè)單元還可以包括用于安裝傳感器的外 殼以及用于將外殼安裝到固定板上的緊固單元，其中固定板被設(shè)置在被測(cè)表 面附近。彈性件可以向外殼提供彈力。
備。傳感器可以維持與物體的被測(cè)表面的持續(xù)接觸。這樣，可以獲得對(duì)工藝 溫度的更可靠測(cè)量，從而可以更精準(zhǔn)地控制腔室的溫度。
盡管前述實(shí)施例被描述為對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，但是其他實(shí)施例可以包括對(duì) 溫度之外的其他工藝參數(shù)(例如，壓力)進(jìn)行感測(cè)的感測(cè)單元。
任何談到"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"舉例性實(shí)施例"等的地方， 意思是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一 個(gè)實(shí)施例中。在本說(shuō)明書各處的這種表述形式不一定都指相同的實(shí)施例。而 且，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述具體構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所主張的是，結(jié)合 其他的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍 內(nèi)。
盡管參照本發(fā)明多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但 是，應(yīng)該明白，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出多種其他的改進(jìn)和實(shí)施例，這些 改進(jìn)和實(shí)施例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地說(shuō)，在前述公開(kāi)、 附圖以及權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以在零部件和/或從屬組合布局的布局方面 作出合理的變型和改進(jìn)，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。除了零部件和/或布局 方面的變型和改進(jìn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的使用也是明顯的。
權(quán)利要求
1、一種襯底處理設(shè)備，包括包括處理空間的腔室；在所述腔室中用以支撐襯底的支撐板；在所述支撐板上方的噴淋頭，所述噴淋頭具有下部開(kāi)放的主體以及連接到所述主體的下部用以在所述支撐板上方供應(yīng)源氣體的噴射板；以及感測(cè)單元，具有傳感器和彈性件，其中所述傳感器的一端與所述噴射板的上表面接觸，并且其中所述彈性件在朝向所述噴射板的方向上向所述傳感器提供彈力。
2、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述感測(cè)單元包括用于安裝所述傳感器的外殼以及用于將外殼結(jié)合到 所述固定板的緊固件，并且所述彈性件向所述外殼提供彈力。
3、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述外殼包括供所述緊固件穿過(guò)的 緊固孔，并且其中所述彈性件的一端與所述緊固件的壓力面接觸，并且所述 彈性件的另一端連接到所述緊固件的頭部，所述緊固件具有大于所述緊固孔 的直徑。
4、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述外殼包括圍繞所述傳感器的凸 緣部分，所述凸緣部分具有供所述緊固件穿過(guò)的緊固孔，并且其中所述固定板具有其中安置有所述凸緣部分的安置面，并且 所述感測(cè)單元具有在所述凸緣部分和安置面之間維持氣密連接的密封塾。
5、 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述固定板包括在所述安置面內(nèi)部 的密封面，所述密封面比所述安置面低，并且其中所述感測(cè)單元包括在所述密封墊和密封面之間維持氣密連接的密 封件。
6、 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述固定板是通過(guò)使用從所述噴淋 頭供應(yīng)的源氣體與所述支撐板一起產(chǎn)生等離子體的上電極。
7、如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述噴淋頭包括: 在所述固定板和噴射板之間的散射板，以及
8、 一種感測(cè)單元，包括 溫度傳感器物體；以及彈性件，用于在朝向?qū)⒁獙?duì)其測(cè)量溫度的物件的表面的方向上向所述傳 感器提供彈力。
9、 如權(quán)利要求8所述的感測(cè)單元，還包括 用于安裝所述傳感器的外殼；以及用于在所述固定板上安裝所述外殼的緊固件，所述固定板被設(shè)置在所述 彈性件向所述外殼提供彈力的表面附近。
10、 如權(quán)利要求8所述的感測(cè)單元，其中所述外殼包括 供所述緊固件穿過(guò)的緊固孔，其中所述彈性件的一端與所述緊固孔的壓力面接觸，并且所述彈性件的 另一端連接到所述緊固件，所述緊固件具有大于所述緊固孔的直徑。
全文摘要
一種襯底處理設(shè)備包括具有處理空間的腔室；所述腔室中用以支撐襯底的支撐板；在所述支撐板上方的噴淋頭，所述噴淋頭具有下部開(kāi)放的主體以及連接到所述主體的下部用以在所述支撐板上方供應(yīng)源氣體的噴射板。所述設(shè)備還包括具有傳感器和彈性件的感測(cè)單元。傳感器的一端與噴射板的上表面接觸。彈性件在朝向噴射板的方向上向傳感器提供彈力。
文檔編號(hào)H01J37/244GK101359580SQ200810110688
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者鄭元基 申請(qǐng)人:愛(ài)德牌工程有限公司