[发明专利]具有感测单元的衬底处理设备

说明书

技术领域

这里描述的一个或多个实施例涉及包括半导体衬底在内的处理衬底。

背景技术

半导体器件被用来形成集成电路、平板显示器以及其他电子产品。这些器件通常是通过在衬底上交替沉积多个层并且其间伴有蚀刻步骤而形成的。所述多个层例如包括硼磷硅玻璃(BPSG)、多晶硅以及使用光致抗蚀剂图案化的一种或多种金属。

半导体器件传统上是在腔室中形成的。为了获得希望的结果，腔室的工艺参数必须被精确控制。目前，需要改进对这些参数的控制，以便产生更可靠且成本更低的产品。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种衬底处理设备，包括：包括处理空间的腔室；所述腔室中用以支撑衬底的支撑板；在所述支撑板上方的喷淋头，所述喷淋头具有下部开放的主体以及连接到所述主体的下部用以在所述支撑板上方供应源气体的喷射板；以及感测单元，具有传感器和弹性件，其中所述传感器的一端与所述喷射板的上表面接触，并且其中所述弹性件在朝向所述喷射板的方向上向所述传感器提供弹力。所述喷淋头包括在所述主体内部并且在所述喷射板上方的固定板，所述感测单元包括用于安装所述传感器的外壳以及用于将外壳结合到所述固定板的紧固件，并且所述弹性件向所述外壳提供弹力，其中所述外壳包括围绕所述传感器的凸缘部分，所述凸缘部分具有供所述紧固件穿过的紧固孔，并且其中：所述固定板具有其中安置有所述凸缘部分的安置面，并且所述感测单元具有在所述凸缘部分和安置面之间维持气密连接的密封垫。

根据本发明的另一方面，本发明公开了一种感测单元，包括：温度传感器物体；以及弹性件，用于在朝向将要对其测量温度的物件的表面的方向上向所述传感器提供弹力。该感测单元还包括：用于安装所述传感器的外壳；以及用于在所述固定板上安装所述外壳的紧固件，所述固定板被设置在所述弹性件向所述外壳提供弹力的表面附近，其中所述外壳包括围绕所述传感器的凸缘部分，所述固定板具有其中安置有所述凸缘部分的安置面，并且所述感测单元具有在所述凸缘部分和安置面之间维持气密连接的密封垫。

附图说明

图1是示出了衬底处理设备的一个实施例的示图。

图2是图1的感测单元的放大图。

图3是示出了施加到图2外壳的压力面的弹力的示图。

具体实施方式

为了生产具有期望质量的半导体产品，某些工艺参数必须被精确控制。一个参数是温度。在使用等离子体的工艺中，控制温度尤为重要，因为在处理期间蚀刻质量对温度改变非常敏感。

为了控制温度，一种技术涉及在等离子体处理设备的腔室中使用支撑板和喷淋头。在操作中，衬底被放置在支撑板上，并且喷淋头在板上方提供源气体。喷淋头包括面向支撑板的喷射板。在处理期间，由于暴露给释放热能的等离子体，因此喷射板的温度会增加。

根据这里描述的一个或多个实施例，喷射板的温度受到控制，以便控制等离子体处理设备的温度。这涉及在处理期间准确测量喷射板的温度。

图1示出了衬底处理设备的一个实施例。该衬底处理设备包括腔室10、支撑板20、提升件30、喷淋头50以及排气单元60。腔室提供将对衬底执行处理的处理空间。处理空间被密封，并且排气单元通过释放腔室中的气体，在处理期间将腔室的内部保持为真空状态。

支撑板20被设置在腔室的下部。在处理期间，衬底12被放置在支撑板上并且被等离子体蚀刻。支撑板可以是静电夹盘(ESC)。提升件30被布置在支撑板的边缘，用于按需上下移动衬底。

喷淋头50被设置在支撑板20上方以在支撑板上方提供源气体。喷淋头从源气体产生等离子体，并且包括主体52以及连接到主体下部的喷射板54。主体具有下部开放的形状。喷射板与主体的开放下部相结合，并且主体通过支撑轴52a被设置在支撑板20的上部。

喷淋头还包括冷却板55、散射板57以及上电极59。冷却板邻近喷射板54的上表面，并且通过使用流经制冷剂路径55b的制冷剂来控制喷射板的温度。散射板在冷却板上方并且向喷射板散射源气体。上电极59在散射板57的上方并且可以连接到额外的RF发生器。

当支撑板接地时，上电极59在支撑板20上方形成电场，并且还利用被供应到支撑板上方的源气体生成等离子体。源气体可以从外部源供应到主体52。源气体经过穿过上电极59的孔59a、散射板57的散射孔57a、冷却板55的孔55a、以及喷射板54的喷射孔54a，被供应到支撑板20的上方。感测单元70被设置在上电极上。

图2示出了图1的感测单元70的放大图，并且图3示出了施加到图2外壳72的压力面的弹力。