一种静电卡盘制造技术

公开了一种静电卡盘。所述静电卡盘包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；肩部，所述肩部从所述主体的基板支撑表面突出，其中绕所述主体的周边设置所述肩部；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内，所述内部电极从所述主体的中心径向地延伸到邻近所述肩部的区域；以及外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，并且所述外部电极相对地设置在所述内部电极上方的一高度处。

An electrostatic chuck

An electrostatic chuck is disclosed. The electrostatic chuck includes a main body, the main body is coupled to the support rod, the body has a substrate support surface; the shoulder, the shoulder from the main body of the substrate support surface is prominent, which around the body arranged around the shoulder; the internal electrode, the internal electrode is embedded in the body inside, the inner electrode from the center of the body radially extending to adjacent the shoulder region; and the external electrode, the outer electrode is embedded in the main body, the external electrode disposed radially outside the internal electrode and the external electrode, and relatively arranged on the internal electrodes above a height.

【技术实现步骤摘要】
一种静电卡盘本申请是申请日为2016年8月2日、申请号为201610625498.X，题为“陶瓷加热器和具有增强的晶片边缘性能的ESC”的申请的分案申请。
本公开的实施方式大体涉及一种用于处理半导体基板的设备。更具体地，本公开的实施方式涉及一种用于等离子体腔室中的静电卡盘。
技术介绍
等离子体增强工艺、诸如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)工艺、等离子体浸没离子注入工艺(P3I)和等离子体蚀刻工艺已在半导体处理中变得必不可少。等离子体在半导体装置的制造中提供许多优点。例如，由于降低的处理温度，使用等离子体使得广范围的应用成为可能，等离子体增强沉积对于高深宽比缝隙和高沉积速率具有出色的缝隙填充。在等离子体处理期间发生的一个问题是由于用于制造静电卡盘和基板的部件的材料的不同电性质和热性质而在基板的边缘附近造成的工艺不均匀性。另外，由于RF驻波效应，在基板上方的电磁场不均匀，从而导致形成具有等离子体鞘(sheath)(所述等离子体鞘在基板的边缘附近朝基板弯曲)的等离子体。与基板中心处相比，等离子体鞘的这种弯曲导致在基板的边缘附近轰击基板的离子轨迹的差异，由此导致对基板的非均匀的处理，并且因此影响总临界尺寸均匀性。因此，需要一种提供增强的基板边缘电磁场和均匀等离子体性能的改进的静电卡盘。
技术实现思路
本公开的实施方式提供一种用于支撑基板的改进的静电卡盘。在一个实施方式中，所述静电卡盘包括：卡盘主体，所述卡盘主体耦合到支撑杆，所述卡盘主体具有基板支撑表面；多个突片，所述多个突片远离所述卡盘主体的所述基板支撑表面突出，其中所述突片绕所述卡盘主体的圆周设置；电极，所述电极嵌入在所述卡盘主体内，所述电极从所述卡盘主体的中心径向延伸到超出所述多个突片的区域；以及RF电源，所述RF电源通过第一电连接耦合到所述电极。在另一实施方式中，所述静电卡盘包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；环形肩部，所述环形肩部远离所述基板支撑表面突出，所述环形肩部设置在所述主体的周边；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内；内部电极，所述内部电极从所述主体的中心径向延伸到所述环形肩部附近的区域；外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，所述外部电极在所述环形肩部下方径向地延伸，其中所述外部电极相对地设置在所述内部电极下方；导电连接件，所述导电连接件将所述内部电极与所述外部电极连接；以及RF电源，所述RF电源通过第一电连接耦合到所述内部电极。在又一实施方式中，所述静电卡盘包括：卡盘主体，所述卡盘主体耦合到支撑杆，所述卡盘主体具有基板支撑表面；环形肩部，所述环形肩部远离所述基板支撑表面突出，所述环形肩部设置在所述卡盘主体的周边；内部电极，所述内部电极嵌入在所述卡盘主体内，所述内部电极从所述卡盘主体的中心径向延伸到所述环形肩部附近的区域；外部电极，所述外部电极嵌入在所述卡盘主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，所述外部电极在所述环形肩部下方径向地延伸；以及第一电源，所述第一电源通过第一可变电容器耦合到所述外部电极，所述第一电源经由第一电连接来向所述外部电极提供RF偏压。附图说明上文简要概述且在下文更详细地论述的本公开的实施方式可以参考附图中描绘的本公开的说明性的实施方式进行理解。然而，应当注意，附图仅仅示出本公开的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。图1示出可用于实践本公开的各种实施方式的示例性PECVD系统的截面图。图2A是根据本公开的一个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。图2B示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。图2C示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。图3A至图3C示出根据本公开的各个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。图4A至图4B示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。图5A至图5B示出根据本公开的各个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。为了促进理解，已尽可能使用相同附图标记指定各图所共有的相同元件。附图并非按比例绘制并且可以出于清晰性的目的加以简化。应预见到，一个实施方式的元素和特征可有益地并入其他实施方式而无需进一步的叙述。具体实施方式示例性腔室硬件图1示出可用于实践本公开的各种实施方式的示例性PECVD系统100的截面图。应当注意，尽管在本申请中描述PECVD系统，但本公开的设备也可应用于使用静电卡盘或基板支撑件的任何合适的等离子体工艺。PECVD系统100大体包括支撑腔室盖104的腔室主体102。腔室盖104可通过铰链(未示出)附接到腔室主体102。腔室主体102包括侧壁112和底壁116，侧壁112和底壁116限定处理区域120。腔室盖104可以包括穿过它设置的一或多个气体分布系统108，用以将反应气体和清洁气体递送到处理区域120中。形成在侧壁112中并且耦合到泵送系统164的周向泵送通道125被配置成将气体从处理区域120排空并且控制处理区域120内的压力。两个通道122和124形成在底壁116中。静电卡盘的杆126穿过通道122。配置用于激活基板升降销161的棒130穿过通道124。由陶瓷等制成的腔室衬里127设置在处理区域120中以保护侧壁112免受腐蚀性的处理环境损害。腔室衬里127可由形成在侧壁112中的突出物129支撑。多个排气端口131可形成于腔室衬里127上。多个排气端口131被配置以将处理区域120连接到泵送通道125。气体分布系统108被配置成递送反应气体和清洁气体并且设置成穿过腔室盖104以将气体递送到处理区域120中。气体分布系统108包括气体入口通道140，其将气体递送到喷淋头组件142中。喷淋头组件142包括环形底板148，所述环形底板148具有设置在面板146中间的挡板144，。冷却通道147形成在气体分布系统108的底板148中，以在操作期间冷却底板148。冷却入口145将冷却剂流体(诸如水等)递送到冷却通道147中。冷却剂流体通过冷却剂出口149离开冷却通道147。腔室盖104具有匹配通道以将气体从一或多个气体入口168、163、169通过远程等离子体源162递送到定位在腔室盖104的顶部上的气体入口歧管167。PECVD系统100可以包括一或多个液体递送源150以及配置成提供载气和/或前驱气体的一或多个气源172。静电卡盘128配置成支撑并固持待处理的基板。静电卡盘128可以包括至少一个电极123，电压被施加至所述至少一个电极123以将基板静电地固定在所述静电卡盘128上。电极123由经由低通滤波器177连接到电极123的直流(DC)电源176供电。静电卡盘128可为单极、双极、三级、DC、交叉、带状等。在一个实施方式中，静电卡盘128可移动地设置在由耦合到杆126的驱动系统103驱动的处理区域120中。静电卡盘128可以包括加热元件(例如电阻元件)，以便将定位在所述静电卡盘128上的基板加热到期望的处理温度。或者，静电卡盘128可由外部加热元件(诸如灯组件)加热。驱动系统103可包括线性致动器、或电机和减速齿轮组件，以降低或升高处理区域120内的静电卡盘128。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电卡盘，包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；肩部，所述肩部从所述主体的基板支撑表面突出，其中绕所述主体的周边设置所述肩部；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内，所述内部电极从所述主体的中心径向地延伸到邻近所述肩部的区域；以及外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，并且所述外部电极相对地设置在所述内部电极上方的一高度处。

【技术特征摘要】
2015.08.07 US 62/202,6561.一种静电卡盘，包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；肩部，所述肩部从所述主体的基板支撑表面突出，其中绕所述主体的周边设置所述肩部；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内，所述内部电极从所述主体的中心径向地延伸到邻近所述肩部的区域；以及外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，并且所述外部电极相对地设置在所述内部电极上方的一高度处。2.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述内部电极径向地延伸至超出将设置在所述基板支撑表面上的基板的边缘的区域。3.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述外部电极在所述肩部下方径向地延伸。4.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述主体包括氮化铝或氧化铝。5.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述内部电极和外部电极连接至公共电源。6.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述公共电源是RF电源、DC电源或它们的组合。7.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，所述内部电极连接至第一电源，并且所述外部电极连接至第二电源，其中所述第一电源和所述第二电源中的每一个包括RF电源、DC电源或它们的组合。8.如权利要求7所述的静电卡盘，其特征在于，所述第一电源是DC电源，并且所述第二电源是RF电源。9.如权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于，进一步包括：一个或多个加热元件，所述一个或多个加热元件嵌入在所述主体中，其中沿着与所述内部电极相同的平面设置所述加热元件。10.一种静电卡盘，包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；多个突片，所述多个突片从所述主体的基板支撑表面突出，其中环绕所述主体的周边设置所述多个突片；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内，所述内部电极从所述主体的中心径向地延伸到邻近所述突片的区域；以及外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：林兴，周建华，Z·J·叶，陈建，J·C·罗查阿尔瓦雷斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US