用于静电卡盘表面的垫设计制造技术

具体实施方式涉及静电卡盘表面，所述静电卡盘表面具有最小接触面积特征。更具体地，本发明专利技术的具体实施方式提供用于提供颗粒生成减少和基板和卡紧设备的磨损减少的静电卡盘组件，所述静电卡盘组件具有凸起伸长的表面特征图案。

【技术实现步骤摘要】
用于静电卡盘表面的垫设计本申请为2014年11月21日递交的申请号为201480061349.4并且专利技术名称为“用于静电卡盘表面的垫设计”的专利技术专利申请的分案申请。
本文中公开的具体实施方式一般地涉及制造静电卡盘表面；更具体地，本文中公开的具体实施方式一般地涉及用于静电卡盘的掩模和图案。
技术介绍
静电卡盘广泛用于在基板处理期间在用于各种应用(例如物理气相沉积(PVD)、蚀刻或化学气相沉积)的处理腔室中保持基板(例如半导体晶片)。静电卡盘通常包括嵌入整体卡盘主体内的一个或多个电极，所述整体卡盘主体包含其上可生成静电夹钳场(electrostaticclampingfield)的电介质或半导体陶瓷材料。半导体陶瓷材料(例如掺杂金属氧化物的氮化铝、氮化硼或氧化铝)例如可用于使得能够生成强森-罗贝克(Johnsen-Rahbek)或非库伦力(non-Coulombic)静电夹钳场。在处理期间施加在基板表面上的卡紧力的可变性可导致所述基板的不期望的变形，并且可导致在所述基板与所述静电卡盘之间的界面上产生并且沉积颗粒。这些颗粒可通过影响卡紧力的量而对所述卡盘的操作造成干扰。而且，当基板随后向所述卡盘移动和从所述卡盘移动时，这些沉积颗粒还可刮擦或者刮削(gouge)所述基板并可最终导致所述基板的断裂。在基板与所述静电卡盘之间的不均匀或过度传热还可导致所述基板和/或卡盘损坏。例如，过度卡紧的基板可造成在所述基板与卡盘表面之间过大的接触面积或过度集中的接触区域。发生在所述接触区域处的传热可能超过所述基板和/或卡盘的物理限值，从而造成开裂或者断裂，并有可能在所述卡盘表面上产生并且沉积可导致进一步损坏的颗粒。因此，静电卡盘有时涂布有图案化的涂层。在一些情况下，所述涂层通过掩模涂覆。用于涂布静电卡盘的常规掩模通常是氧化铝，并且所述常规掩模使用螺丝或约束所述掩模移动的其它紧固件固定到涂布装置。在典型涂布操作期间遇到的极热循环的情况下，所述掩模开裂并且在相对短的时段内失效。因此，需要用于涂布静电卡盘的更好掩模。
技术实现思路
本专利技术的具体实施方式涉及静电卡盘表面，所述静电卡盘表面具有最小接触面积特征。更具体地，本专利技术的具体实施方式提供用于减少颗粒生成并减少基板和卡紧设备的磨损的静电卡盘组件。在一个具体实施方式中，静电卡盘组件提供表面图案，所述表面图案包括多个凸起伸长特征，用以支撑基板，其中所述特征经布置以大致形成围绕所述静电卡盘组件的中心的多个同心圆圈。附图说明因此，以上简要总结的本专利技术的上述特征能够详细理解的方式、本专利技术的更具体的描述可以参考具体实施方式进行，所述具体实施方式中的一些具体实施方式示出在附图中。然而，应当注意，附图仅仅示出本专利技术的典型具体实施方式，并且因此不应被视为对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可允许其它等效具体实施方式。图1是根据一个具体实施方式的物理气相沉积(PVD)腔室的示意截面侧视图，示例性的静电卡盘可以在所述PVD腔室内操作。图2A是根据一个具体实施方式的图1所示静电卡盘组件120的示意截面细节图。图2B是根据一个具体实施方式的沉积到静电卡盘组件上的材料层的示意截面细节图。图3是根据一个具体实施方式的用于使用气相沉积工艺来涂布制品的掩模的底视图。图4A是图3的所述掩模的中心部分的细节图。图4B是图3的所述掩模的周边部分的细节图。图5是根据一个具体实施方式的掩模的一部分的截面细节图。图6是图3的所述掩模的一部分的截面细节图。图7是图3的所述掩模的另一部分的截面细节图。图8是根据一个具体实施方式的具有最小接触面积特征布置的静电卡盘表面的顶视图。图9是根据另一个具体实施方式的用于使用气相沉积工艺来涂布制品的掩模的底视图。图10是根据一个具体实施方式的数据系统1000的示意表示。图11示出了根据另一个具体实施方式的用于产生具有垫布置的静电卡盘表面的掩模的底视图。图12示出了图11的所述掩模的一部分的放大的底视图。图13示出了图11的所述掩模的另一不同部分的放大的底视图。图14示出了根据一个具体实施方式的具有最小接触面积特征布置的静电卡盘表面的顶视图。图15示出了根据一个具体实施方式的位于静电卡盘表面上的相邻特征的截面细节图。图16示出了根据一个具体实施方式的用于在静电卡盘表面上产生特征的方法。为了促进理解，已尽可能使用相同参考数字指定各图所共有的相同元件。应预见到，一个具体实施方式的元件和特征可有利地并入其它具体实施方式中，而无需进一步叙述。具体实施方式如上所述，在基板上施加非均匀卡紧力以及在所述基板与所述卡盘之间的不均匀或过度传热可导致在所述基板-卡盘界面上生成颗粒，这会导致所述基板和卡盘的损坏或对它们造成更多磨损。因此，减少在所述静电卡盘与基板之间的界面上生成颗粒可直接使磨损减少并使这两个元件的操作寿命更长，而且可使所述卡盘进行更一致的和期望的操作。可以通过调整若干设计或工艺参数来减少颗粒生成。例如，所述卡盘表面可设计成减少或最小化卡紧基板变形，由此降低由于所述基板变形而生成颗粒的概率。根据其它物理设计参数(例如，传热气体流量)，所述卡盘表面可以采用与所述基板的特定触点布置，和/或可以使用具有期望性质的特定材料。图1示出了根据一个具体实施方式的PVD腔室100的示意截面侧视图，示例性的静电卡盘可以在所述PVD腔室内操作。PVD腔室100包括腔室壁110、腔室盖112和腔室底部114，它们界定处理容积116。处理容积116可以通过泵送系统118来在处理期间保持处于真空。腔室壁110、腔室盖112和腔室底部114可由导电材料形成，例如铝和/或不锈钢。电介质隔离物126可以设置在腔室盖112与腔室壁110之间，并且可以在腔室壁110与腔室盖112之间提供电气隔离。操作期间，腔室壁110和腔室底部114可为电接地的。静电卡盘组件120设置在处理容积116中，用于沿着接触表面158支撑基板122。静电卡盘组件120可以在处理容积116内竖直移动，以便促成基板处理以及基板传送。卡紧电源132可耦接至静电卡盘组件120以将基板122固定在静电卡盘组件120上，并且可向一个或多个卡紧电极150提供DC功率或RF功率。卡紧电极150可以具有任何合适形状，例如半圆形、“D”形板形、盘形、环形、楔形、条形等等。卡紧电极150可由任何合适导电材料(例如金属或金属合金)制成。靶124可以安装在腔室盖112上，并且面对静电卡盘组件120。靶124包括处理期间将沉积在基板122上的材料。靶电源138可耦接到靶124，并且可在操作期间向靶提供DC功率或RF功率，以便对靶124生成负压或偏压，或者驱动腔室100中的等离子体146。靶电源138可为脉冲电源。靶电源138可向靶124提供多达约10kW的功率，并处于在约0.5MHz至约60MHz范围内的、或更优选地在约2MHz与约13.56MHz之间的频率。较低频率可以用来驱动所述偏压(由此控制离子能量)，且较高频率可以用来驱动所述等离子体。在一个具体实施方式中，靶124可由用于通过反应溅射来形成电介质材料的一种或多种导电材料形成。在一个具体实施方式中，靶124可以包括金属或者合金。为了允许更好地控制将材料沉积到基板122上，可在处理期间将掩模123定位在基板122上方。掩模123一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对静电卡盘进行涂布的掩模，所述掩模包括：平坦构件，所述平坦构件包含选自由以下项组成的组中的材料：氮化硅、氮化铝、碳化硅和氧化锆，其中所述掩模具有位于所述掩模的中心区域的具有笔直部分以及两个外部弯曲部分的蛇形开口。

【技术特征摘要】
2013.11.22 US 61/907,907;2013.11.22 US 61/907,924;1.一种用于对静电卡盘进行涂布的掩模，所述掩模包括：平坦构件，所述平坦构件包含选自由以下项组成的组中的材料：氮化硅、氮化铝、碳化硅和氧化锆，其中所述掩模具有位于所述掩模的中心区域的具有笔直部分以及两个外部弯曲部分的蛇形开口。2.根据权利要求1所述的掩模，进一步包括：第一孔组，所述第一孔组具有三个孔子组，所述三个孔子组围绕所述掩模的周边以相等角距间隔开来；以及第二孔组，所述第二孔组具有三个孔子组，所述第二孔组中的每个孔子组被设置在所述第一孔组中的两个孔子组之间。3.根据权利要求2所述的掩模，进一步包括多个细长孔，所述多个细长孔被布置为同心环。4.根据权利要求3所述的掩模，其中所述弯曲部分在相同方向上弯曲。5.根据权利要求4所述的掩模，进一步包括一组圆孔，所述一组圆孔包括两个孔子组，所述蛇形开口的所述中心笔直部分的每侧上各有一个孔子组。6.根据权利要求5所述的掩膜，其中每个孔子组位于所述中心笔直部分和所述外部弯曲部分之一之间。7.根据权利要求6所述的掩模，其中所述蛇形开口以及所述第一孔组和第二孔组的所述孔中的每个孔具有扩口部分和笔直部分。8.一种静电卡盘，所述静电卡盘包括：卡盘表面；以及位于所述卡盘表面上的凸起图案，所述图案包括：位于所述卡盘表面的中心区域处的蛇形凸起，所述蛇形凸起具有笔直部分、联结到所述笔直部分的第一端部的第一弯曲臂和联结到所述笔直部分的第二端部的与所述第一端部相对的第二弯曲臂；以及第一组凸起，所述第一组凸起具有三个凸起子组，所述三个凸起子组围绕所述卡盘的周边以相等角距间隔开来。9.根据权利要求8所述的静...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈文达·瑞泽，蔡振雄，罗伯特·T·海拉哈拉，凯瑟拉·拉马亚·纳伦德纳斯，曼朱纳塔·科普帕，罗斯·马歇尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US