边缘环的温度及偏压控制制造技术

本文描述的实施例提供了用于在等离子体辅助处理基板期间控制毗邻基板的圆周边缘的处理结果分布的方法和设备。在一实施例中，基板支撑组件具有第一底板和围绕第一底板的第二底板的特征。第一底板和第二底板均具有设置在其中的一个或更多个相应的第一冷却和第二冷却。基板支撑组件的特征进一步具有设置在第一底板上并与第一底板热耦合的基板支撑件以及设置在第二底板上并与第二底板热耦合的偏压环。在此，基板支撑件和偏压环均由介电材料形成。基板支撑组件进一步包括：边缘环偏置电极，其嵌入偏压环的介电材料中；以及边缘环，其设置在偏压环上。设置在偏压环上。设置在偏压环上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】边缘环的温度及偏压控制


[0001]本文所述的实施例大体上涉及半导体装置的制造，且具体来说涉及在等离子体增强处理基板期间用于控制基板的圆周边缘处及毗邻该圆周边缘的处理轮廓的方法和设备。

技术介绍

[0002]在高密度集成电路的制造中，等离子体辅助蚀刻处理是公知且常用的记录处理(POR)，其通过在基板中形成开口来图案化此基板的材料层。在典型的等离子体辅助蚀刻处理中，将基板定位在设置在处理腔室中的基板支撑件上，并在其上方形成等离子体。接着，将来自等离子体的离子加速朝向基板以及在基板上设置的掩模层中形成的开口，以蚀刻与在掩模表面下面设置的材料层中的掩模层开口相对应的开口。
[0003]通常，基板支撑件是基板支撑组件的一部分，基板支撑组件进一步包括环形环(本文中为边缘环)，环形环设置在基板支撑件上毗邻其圆周。边缘环围绕基板并保护基板支撑件的介电材料免受等离子体所造成的腐蚀。不幸的是，在基板的边缘和毗邻其设置的边缘环的部分之间的电和热的不连续会导致在基板边缘处的不期望的处理结果变化。在等离子体辅助蚀刻处理中，不期望的处理结果变化包括与从基板边缘或周边向内径向设置的基板的区域中的开口的蚀刻轮廓相比，在基板周边或边缘处的开口中的蚀刻开口轮廓的不均匀性(即，两者之间的差异)。整个基板边缘表面上过多的处理结果变化会不利地影响和抑制装置良率(符合性能规格的装置在基板上所制造的装置总数中所占的百分比)。
[0004]因此，在本领域中需要在等离子体辅助处理基板期间控制基板边缘处的处理结果变化的设备和方法。
专利技术内容
[0005]本文所述的实施例提供了用于在等离子体辅助处理基板期间控制毗邻基板的圆周边缘的处理结果分布的方法和设备。
[0006]在一实施例中，基板支撑组件的特征具有第一底板及围绕第一底板的第二底板。第一底板和第二底板均具有设置在其中的一个或更多个相应的第一冷却通道和第二冷却通道。基板支撑组件的特征进一步具有设置在第一底板上并与第一底板热耦合的基板支撑件及设置在第二底板上并与第二底板热耦合的偏压环。在此，基板支撑件和偏压环均由介电材料形成。基板支撑组件进一步包括：边缘环偏置电极，其嵌入偏压环的介电材料中；及边缘环，其设置在偏压环上。
[0007]在另一个实施例中，一种处理基板的方法包括：将基板支撑组件的基板支撑件加热至第一温度；将围绕基板支撑件的边缘环加热至第二温度；及将基板定位在基板支撑件上。在此，基板支撑组件设置在处理腔室的处理容积中，并具有第一底板和围绕第一底板的第二底板的特征。第一底板和第二底板均具有设置在其中的一个或更多个相应的第一冷却通道和第二冷却通道。基板支撑组件的特征进一步包括：基板支撑件，其设置在第一底板上并与第一底板热耦合；及偏压环，其设置在第二底板上并与第二底板热耦合。基板支撑件和
偏压环均由介电材料形成。基板支撑组件进一步包括嵌入偏压环的介电材料中的边缘环偏置电极和设置在偏压环上的边缘环。所述方法进一步包括：使处理气体流入处理容积中；点燃并维持处理气体的等离子体；使用第一偏置电压给基板加偏压；及使用第二偏置电压给边缘环加偏压。
[0008]在另一个实施例中，一种处理腔室包括：设置在处理腔室的处理容积中的基板支撑组件，及其上储存有指令的计算机可读介质，在处理器执行所述指令时该指令用于执行处理基板的方法。在此，基板支撑组件包括第一底板和围绕第一底板的第二底板。第一底板和第二底板均具有设置在其中的一个或更多个相应的第一冷却通道和第二冷却通道。基板支撑组件进一步包括：基板支撑件，其设置在第一底板上并与第一底板热耦合；及偏压环，其设置在第二底板上并与第二底板热耦合。在此，基板支撑件和偏压环均由介电材料形成。基板支撑组件进一步包括：边缘环偏置电极，其嵌入偏压环的介电材料中；及边缘环，其设置在偏压环上。所述处理基板的方法包括：将基板支撑件加热到第一温度；将围绕基板的边缘环加热到第二温度；及将基板定位在基板支撑件上。所述方法进一步包括：使处理气体流入处理容积中；点燃并维持处理气体的等离子体；使用第一偏置电压给基板加偏压；及使用第二偏置电压给边缘环加偏压。
[0009]附图简述
[0010]为了可详细地理解本公开案的上述特征，可通过参考实施例来对上文所简要概述的本公开案进行更具体的描述，在附图中示出了一些这种实施例。然而，应当注意，附图仅示出了本公开案的典型实施例，且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开案可允许其他等效的实施例。
[0011]图1是根据一个实施例的具有基板支撑组件特征的处理腔室的示意性横截面图，基板支撑组件经配置以实践本文所阐述的方法。
[0012]图2A至图2C是根据其他实施例的基板支撑组件的一部分的示意性横截面图，可在图1中描述的等离子体处理腔室中使用此基板支撑组件的一部分。
[0013]图3A至图3B是根据其他实施例的基板支撑组件的一部分的示意性横截面图，可在图1中描述的处理腔室中使用此基板支撑组件的一部分。
[0014]图4A至图4C是图1的一部分的特写视图，其示意性地示出了使用本文所阐述的方法形成的各种等离子体壳层轮廓。
[0015]图4D至图4E是图1的一部分的特写视图，其示意性地示出了使用在本文中阐述的方法的各种边缘环温度的影响。
[0016]图5A是根据另一实施例的基板支撑组件的一部分的示意性横截面图，可在图1中描述的处理腔室中使用此基板支撑组件的一部分。
[0017]图5B是根据另一实施例的基板支撑组件的一部分的示意性横截面图，可在图1中描述的处理腔室中使用此基板支撑组件的一部分。
[0018]图6A至图6B示出了毗邻使用本文所述方法的实施例所处理的基板的边缘的标准化临界尺寸(CD)收缩的比较测量。
[0019]图7A至图7B示出了毗邻使用在图6A至图6B中所分别阐述的相同处理条件处理的基板的边缘的标准化蚀刻速率的比较测量。
[0020]图8是阐述根据本文描述的实施例的处理基板的方法的流程图。
[0021]为了便于理解，已尽可能使用相同的附图标记来表示图中共有的相同元件。可预期的是，一个实施例中所揭示的元件和特征可有益地并入其他实施例中，而无需对其进行具体叙述。
具体实施方式
[0022]本文所述的实施例提供了用于在等离子体辅助处理基板期间控制毗邻基板的圆周边缘的处理结果分布的方法和设备。具体来说，本文中的方法和设备提供了环形环的选择性的电偏压和温度控制，环形环在本文中是围绕基板支撑组件的表面周向设置的边缘环，待处理的基板将被支撑在所述表面上。边缘环的偏压和温度控制独立于其上设置有待处理基板的基板支撑件的偏压和温度控制。
[0023]在基板支撑件和边缘环之间的独立偏压和温度控制使得能够对毗邻基板边缘的处理结果分布进行微调。例如，在等离子体辅助蚀刻处理中，在毗邻基板边缘的基板上(例如在边缘的15mm之内)的处理结果经常偏离在从基板边缘径向向内的位置处的基板上的处理结果。此处理结果的不均匀性通常可归因于形成于基板上的用来对基板执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基板支撑组件，包括：第一底板，该第一底板具有设置在其中的一个或更多个第一冷却通道；第二底板，该第二底板围绕所述第一底板，所述第二底板具有设置在其中的一个或更多个第二冷却通道；基板支撑件，该基板支撑件设置在所述第一底板上并与所述第一底板热耦合；偏压环，该偏压环设置在所述第二底板上并与所述第二底板热耦合，其中所述偏压环由介电材料形成；边缘环偏置电极，该边缘环偏置电极嵌入所述偏压环的所述介电材料中；以及边缘环，该边缘环设置在所述偏压环上。2.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述第二底板通过介于所述第二底板和所述第一底板之间的第一绝缘体环与所述第一底板热绝缘。3.如权利要求2所述的基板支撑组件，其中所述偏压环通过介于所述偏压环和所述基板支撑件之间的第二绝缘体环与所述基板支撑件热绝缘。4.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包括用于加热所述基板支撑件的第一加热器和用于加热所述边缘环的第二加热器。5.如权利要求4所述的基板支撑组件，其中所述第二加热器设置在所述偏压环与所述第二底板之间。6.如权利要求4所述的基板支撑组件，其中所述第二加热器嵌入在所述偏压环的所述介电材料中。7.一种处理基板的方法，包括：将基板支撑组件的基板支撑件加热至第一温度；将围绕所述基板支撑件的边缘环加热到第二温度；将所述基板定位在所述基板支撑件上，其中所述基板支撑组件设置在处理腔室的处理容积中，且所述基板支撑组件包括：第一底板，该第一底板具有设置在其中的一个或更多个第一冷却通道；第二底板，该第二底板围绕所述第一底板，所述第二底板具有设置在其中的一个或更多个第二冷却通道；所述基板支撑件，该基板支撑件设置在所述第一底板上并与所述第一底板热耦合；偏压环，该偏压环设置在所述第二底板上并与该第二底板热耦合，其中所述偏压环由介电材料形成；边缘环偏置电极，嵌入所述偏压环的所述介电材料中；以及所述边缘环，设置在所述偏压环上；使处理气体流入所述处理容积中；点燃并维持所述处理气体的等离子体；使用第一偏置电压给所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：