等离子体处理腔室中用于高偏压射频(RF)功率应用的静电卡盘制造技术

此处提供静电卡盘的实施例。在一些实施例中，一种在基板处理腔室中使用的静电卡盘，包括：板，具有第一侧和与第一侧相对的第二侧；第一电极，嵌入板中靠近第一侧；第二电极，嵌入板中靠近第二侧；多个导电元件，将第一电极耦合至第二电极；第一气体通道，设置于板内并且介于第一电极及第二电极之间；气体入口，从板的第二侧延伸至第一气体通道；以及多个气体出口，从板的第一侧延伸至第一气体通道。从板的第一侧延伸至第一气体通道。从板的第一侧延伸至第一气体通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理腔室中用于高偏压射频(RF)功率应用的静电卡盘


[0001]本公开内容的实施例总体涉及基板处理系统，并且更具体而言，涉及在基板处理系统中使用的静电卡盘。

技术介绍

[0002]射频(RF)功率通常在蚀刻工艺中使用，例如需要非常高的深宽比孔以进行接触或深的沟道用于铺设电路径的基础设施。RF功率可用于在待处理的基板上生成等离子体和/或建立偏压，以从整体等离子体吸引离子。静电卡盘用以静电保持基板，以在处理期间控制基板温度。静电卡盘通常包括嵌入介电板中的电极及设置于介电板下方的冷却板。用于建立偏压的RF功率源施加至冷却板。背侧气体可经由静电卡盘中的气体通道引入基板及静电卡盘之间，作为热传送媒介。然而，专利技术人观察到施加至冷却板以在基板上引发偏压的RF功率在基板及冷却板之间建立DC电位差，从而可能非期望地导致在气体通道中的电弧。
[0003]因此，专利技术人已提供改进的静电卡盘。

技术实现思路

[0004]此处提供静电卡盘的实施例。在一些实施例中，一种在基板处理腔室中使用的静电卡盘，包括：板，具有第一侧和与第一侧相对的第二侧；第一电极，嵌入板中靠近第一侧；第二电极，嵌入板中靠近第二侧；多个导电元件，将第一电极耦合至第二电极；第一气体通道，设置于板内并且介于第一电极及第二电极之间；气体入口，从板的第二侧延伸至第一气体通道；以及多个气体出口，从板的第一侧延伸至第一气体通道。
[0005]在一些实施例中，一种在基板处理腔室中使用的静电卡盘，包括：板，具有第一侧和与第一侧相对的第二侧；第一电极，嵌入板中靠近第一侧；第二电极，嵌入板中靠近第二侧；第三电极，嵌入板的周围区域中，介于第一电极及第二电极之间；以及多个第一柱，从第一电极延伸至第二电极，以电耦合第一电极及第二电极；以及多个第二柱，从第一电极或第二电极中的至少一者延伸至第三电极，以将第三电极电耦合至第一电极或第二电极中的至少一者。
[0006]在一些实施例中，一种工艺腔室，包括：腔室主体，具有设置于腔室主体的内部空间内的基板支撑件，其中基板支撑件包括静电卡盘，所述静电卡盘包括：冷却板；介电板，设置于冷却板上方且具有第一电极、第二电极和将第一电极电耦合到第二电极的多个柱；一个或多个第一气体通道，从静电卡盘的底部表面延伸至介电板；多个第二气体通道，从一个或多个第一气体通道横跨静电卡盘水平地延伸，在第一电极及第二电极之间；以及多个第三气体通道，从多个第二气体通道延伸至静电卡盘的顶部表面。
[0007]以下说明本公开内容的其他及进一步实施例。
附图说明
[0008]以上简要概述且以下更详细讨论的本公开内容的实施例可通过参考附图中描绘的本公开内容的图示实施例而理解。然而，附图仅示出本公开内容的通常实施例，并且因此不应考虑为对范围的限制，因为本公开内容可允许其他均等效果的实施例。
[0009]图1根据本公开内容的至少一些实施例描绘了具有静电卡盘的工艺腔室的示意性侧视图。
[0010]图2根据本公开内容的至少一些实施例描绘了静电卡盘的示意性部分侧视图。
[0011]图3根据本公开内容的至少一些实施例描绘了静电卡盘的示意性侧视图。
[0012]图4根据本公开内容的至少一些实施例描绘了静电卡盘的横截面俯视图。
[0013]为了促进理解，已经尽可能地使用相同的附图标号代表附图中共通的相同元件。附图并非按照比例绘制，且可能为了清楚而省略。一个实施例的元件及特征可有益地并入其他实施例中而无须进一步说明。
具体实施方式
[0014]此处提供在基板处理腔室中使用的静电卡盘的实施例。静电卡盘包括介电板，所述介电板具有支撑表面以支撑基板。介电板设置于冷却板上。在一些实施例中，一个或多个气体通道从静电的底部表面(例如，冷却板的底部表面)延伸至静电卡盘的顶部表面(例如，介电板的顶部表面)。一个或多个气体通道配置成将诸如氮(N)或氦(He)之类的背侧气体提供至静电卡盘的顶部表面，以作用为热传送媒介。
[0015]在一些实施例中，RF功率源耦合至冷却板，且配置成将负的偏压提供至经处理的基板。随着RF功率施加至冷却板，在冷却板上的峰值至峰值电压(Vpp)及在基板上的Vpp取决于介电板的阻抗而不同。在分别的峰值至峰值电压中的差异在冷却板与基板之间建立电场，而可非期望地造成背侧气体离子化且进而导致电弧。在一些实施例中，于介电板中设置多个电极以有利地降低在冷却板上的Vpp及在基板上的Vpp之间的差异。
[0016]图1是根据本公开内容的一些实施例的工艺腔室(例如，等离子体处理腔室)的示意性横截面视图。在一些实施例中，等离子体处理腔室为蚀刻处理腔室。然而，也可使用配置用于不同工艺的其他类型的处理腔室，或者被修改而与此处所述的静电卡盘的实施例一起使用。
[0017]腔室100为适合适以在基板处理期间于腔室内部空间120内维持次大气压力的真空腔室。腔室100包括通过盖104覆盖的腔室主体106，盖104包覆位于腔室内部空间120的上部部分中的处理空间119。腔室100还可包括环绕各种腔室部件的一个或多个屏蔽件105，以避免在这些部件及离子化的工艺材料之间非期望的反应。腔室主体106及盖104可以由金属制成，例如铝。腔室主体106可经由耦合至接地115而接地。
[0018]基板支撑件124设置于腔室内部空间120内，以支撑且保留例如半导体晶片之类的基板122或可被静电地保留的其他的此类基板。基板支撑件124可总体上包括静电卡盘150(以下关于图2至图4更详细说明)及用于支撑静电卡盘150的中空支撑杆112。静电卡盘150包括具有一个或多个电极154设置于其中的介电板152及冷却板136。中空支撑杆112提供导管，以例如将背侧气体、工艺气体、流体、冷却剂等提供至静电卡盘150。
[0019]在一些实施例中，中空支撑杆112耦合至举升机构113，例如致动器或电机，从而提
供静电卡盘150在上部、处理位置(如图1中所示)及下部、传送位置(未示出)之间的垂直动作。风箱组件110围绕中空支撑杆112设置，并且耦合在静电卡盘150与腔室100的底部表面126之间，以提供弹性密封，从而允许静电卡盘150的垂直运动同时避免从腔室100内的真空泄漏。风箱组件110还包括与o形环165接触的下部风箱凸缘164或与下部表面126接触的其他适合的密封元件，以帮助避免腔室真空的泄漏。
[0020]中空支撑杆112提供导管用于将背侧气体供应141、卡紧功率供应140及RF源(例如，RF等离子体功率供应170及RF偏压功率供应117)耦合至静电卡盘150。在一些实施例中，通过RF等离子体功率供应170供应的RF能量可具有约40MHz或更大的频率。背侧气体供应141设置于腔室主体106的外侧，并且将热传送气体供应至静电卡盘150。在一些实施例中，RF等离子体功率供应170及RF偏压功率供应117经由分别的RF匹配网络(仅示出RF匹配网络116)耦合至静电卡盘150。在一些实施例中，基板支撑件124可替代地包括AC、DC或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在基板处理腔室中使用的静电卡盘，包括：板，所述板具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第一电极，所述第一电极嵌入所述板中靠近所述第一侧；第二电极，所述第二电极嵌入所述板中靠近第二侧；多个导电元件，所述多个导电元件将所述第一电极耦合至所述第二电极；第一气体通道，所述第一气体通道设置在所述板内并且介于所述第一电极与所述第二电极之间；气体入口，所述气体入口从所述板的所述第二侧延伸至所述第一气体通道；以及多个气体出口，所述多个气体出口从所述板的所述第一侧延伸至所述第一气体通道。2.如权利要求1所述的静电卡盘，进一步包括第二气体通道，所述第二气体通道设置在所述板内并且介于所述第一电极与所述第二电极之间；第二气体入口，所述第二气体入口设置在所述板的所述第二侧上并且耦合至所述第二气体通道；以及多个气体出口，所述多个气体出口设置在所述板的所述第一侧上并且耦合至所述第二气体通道。3.如权利要求2所述的静电卡盘，其中所述第一气体通道界定第一气室，并且所述第二气体通道界定第二气室，其中在所述板内所述第一气室流体独立于所述第二气室。4.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述第一气体通道包括多个气体通道，所述多个气体通道在所述第一电极与所述第二电极之间从所述气体入口横跨所述静电卡盘水平地延伸至与所述多个气体出口相对应的多个端部。5.如权利要求4所述的静电卡盘，其中所述多个气体通道配置成平均地分开，以沿着所述第一气体通道的各个路径从所述气体入口至各个分别的端部提供实质上相等的流动长度。6.如权利要求1至5中的任一项所述...

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