具有改进的均匀性的半导体处理设备制造技术

本文所述的一个或多个实施例总体上涉及利用高射频(RF)功率来改进均匀性的半导体处理设备。半导体处理设备包括设置在基板支撑元件中的RF供能的主网和RF供能的次网。次RF网放置在主RF网下方。连接组件经配置以将次网耦合至主网。流出主网的RF电流被分配进入多个连接结。这样，即使在总RF功率/电流较高的情况下，因为RF电流散布到多个连接结，防止了主网上出现热点。据此，对基板温度和膜非均匀性具有较小的影响，从而允许使用高得多的RF功率，而不会在正被处理的基板上引起局部热点。会在正被处理的基板上引起局部热点。会在正被处理的基板上引起局部热点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的均匀性的半导体处理设备


[0001]本文描述的一个或多个实施例总体上涉及半导体处理设备，且更特定地，涉及利用高射频(RF)功率来改进均匀性的半导体处理设备。

技术介绍

[0002]半导体处理设备通常包括适用于在支撑在工艺腔室的处理区域内的晶片或基板上执行各种沉积、蚀刻、或热处理步骤的工艺腔室。随着在晶片上形成的半导体装置尺寸减小，在沉积、蚀刻、和/或热处理步骤期间对热均匀性的需求大大增加。在处理期间，晶片中温度上的小变化可能影响在晶片上执行的这些通常与温度有关的工艺的晶片内(WIW)均匀性。
[0003]通常，半导体处理设备包括设置在晶片处理腔室的处理区域中的温度控制晶片支撑件。晶片支撑件包括温度控制支撑板和耦合至支撑板的轴。在处理腔室中的处理期间，将晶片放置在支撑板上。轴通常装设在支撑板的中心处。在支撑板内部，存在由诸如钼(Mo)之类的材料制成的传导网，以将RF能量分配至处理腔室的处理区域。传导网通常被焊接到含金属的连接元件，所述连接元件通常连接到RF匹配和RF发生器或接地。
[0004]随着提供到传导网的RF功率变高，通过连接元件的RF电流也变高。将含金属的连接元件耦合到传导网的每一个焊接接头具有有限的电阻，所述电阻会由于RF电流而产生热。这样，由于焦耳加热，在传导网被焊接到含金属的连接元件的点处温度急剧上升。在传导网和连接元件之间形成的接头处产生的热在接头附近的支撑板中产生较高的温度区域，而导致跨支撑板的支撑表面的非均匀温度。
[0005]据此，在本领域中需要通过改进将RF功率输送到设置在工艺腔室中的基板支撑件内的传导电极的降低来降低处理腔室内跨支撑板的温度变化。

技术实现思路

[0006]本文描述的一个或多个实施例总体上涉及利用高射频(RF)功率来改进均匀性的半导体处理设备。
[0007]在一个实施例中，半导体处理设备包括：热传导基板支撑件，所述热传导基板支撑件包括主网和次网；热传导轴，所述热传导轴包括传导杆，其中所述传导杆耦合至所述次网；以及连接组件，所述连接组件经配置以将所述次网电耦合至所述主网。
[0008]在另一实施例中，半导体处理设备包括：热传导基板支撑件，所述热传导基板支撑件包括主网和次网，其中所述次网在所述主网下方间隔开；热传导轴，所述热传导轴包括传导杆，其中所述传导杆通过焊接接头来耦合至所述次网；以及连接组件，所述连接组件包括多个金属柱，其中所述多个金属柱中的每一个经配置以经由连接结(connection junction)将所述次网电耦合到所述主网。
[0009]在另一实施例中，半导体处理设备包括：热传导基板支撑件，所述热传导基板支撑件包括主网、次网、和加热元件，其中所述次网在所述主网下方间隔开；热传导轴，所述热传
导轴包括传导杆，其中所述传导杆通过焊接接头来耦合至所述次网；连接组件，所述连接组件包括多个金属柱，其中所述多个金属柱中的每一个经配置以经由连接结将所述次网电耦合到所述主网并且被物理耦合至所述次网的每一端；射频(RF)功率源，所述射频(RF)功率源经配置以将RF功率分配至所述次网和所述主网；以及交流电(AC)功率源，所述交流电(AC)功率源经配置以将AC功率分配到所述加热元件。
附图说明
[0010]为了可以详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施例来对本公开内容进行更特定的描述，以上对本专利技术进行了简要概述，其中一些示出于附图中。然而，应注意，附图仅示出本公开内容的典型实施例，并因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效实施例。
[0011]图1是根据本公开内容的实施例的处理腔室的侧横截面图；
[0012]图2A是图1的半导体处理设备的侧横截面图；
[0013]图2B是在现有技术中沿着基板的表面测量到的温度分布的示意图；
[0014]图2C是根据本公开内容的实施例的沿着基板的表面测量到的温度分布的示意图；并且
[0015]图2D是如图1中所示的半导体处理设备的透视图。
具体实施方式
[0016]在以下描述中，阐述了许多特定细节以提供对本公开内容的实施例的更透彻的理解。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，可在没有这些特定细节中的一者或多者的情况下实现本公开内容的一个或多个实施例。在其他情况下，未描述公知的特征，以避免混淆本公开内容的一个或多个实施例。
[0017]本文所述的一个或多个实施例总体上涉及利用高射频(RF)功率来改进均匀性的半导体处理设备。在所述实施例中，半导体处理设备包括设置在基板支撑元件中的RF供能的主网和RF供能的次网。次RF网以一定距离放置在主RF网下方。连接组件经配置以将次网电耦合至主网。在一些实施例中，连接组件包括多个金属柱。从主网流出的RF电流被分配进入多个连接结。这样，即使在总RF功率/电流较高的情况下，也可防止主网上出现热点，因为RF电流会散布到多个连接结。
[0018]另外，将单个RF传导杆焊接到次网上。因此，尽管在焊接接头处有热点，但与常规设计相比，在焊接接头处的热点距离基板支撑表面更远。据此，本文所述的实施例有利地对基板温度和膜非均匀性具有较小的影响，并允许使用高得多的RF功率，而不会在正被处理的基板上引起局部热点。
[0019]图1是根据本公开内容的实施例的处理腔室100的侧横截面图。举例来说，以等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统来描述图1中的处理腔室100的实施例，但可使用任何其他类型的晶片处理腔室，包括其他等离子体沉积、等离子体蚀刻、或类似的等离子体处理腔室，而不会背离本文提供的所公开的基本范围。处理腔室100可包括一起封闭半导体处理设备108和处理区域110的壁102、底部104、和腔室盖106。半导体处理设备108通常是基板支撑元件，可包括使用于晶片处理的基座加热器。可由介电材料形成基座加热器，诸如陶瓷材
料(例如，AlN、BN、或Al2O3材料)。壁102和底部104可包括电传导和热传导的材料，诸如铝或不锈钢。
[0020]处理腔室100可进一步包括气体源112。气体源112可经由通过腔室盖106的气体管114耦合到处理腔室100。气体管114可耦合到背板116以准许处理气体通过背板116并且进入在背板116和气体分配喷头122之间形成的气室118。气体分配喷头122可通过悬架(suspension)120保持在与背板116相邻的位置，因此，气体分配喷头122、背板116、和悬架120一起形成有时被称为喷头组件的组件。在操作期间，从气体源112引导进入处理腔室100的工艺气体可填充气室118并通过气体分配喷头122以均匀地进入处理区域110。在替代实施例中，可经由入口和/或喷嘴(未示出)将工艺气体引导进入处理区域110，除了气体分配喷头122之外或代替气体分配喷头122，入口和/或喷嘴接合(attach)到壁102中的一者或多者。
[0021]处理腔室100进一步包括可以耦合到半导体处理设备108的RF发生器142。在本文描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体处理设备，包括：热传导基板支撑件，所述热传导基板支撑件包括主网和次网；热传导轴，所述热传导轴包括传导杆，其中所述传导杆耦合至所述次网；以及连接组件，所述连接组件经配置以将所述次网电耦合至所述主网。2.如权利要求1所述的半导体处理设备，进一步包括RF发生器，所述RF发生器耦合至所述传导杆。3.如权利要求2所述的半导体处理设备，其中由所述RF发生器所产生的电流从所述次网散布至所述主网。4.如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述主网经配置以作为静电吸附电极。5.一种半导体处理设备，包括：热传导基板支撑件，所述热传导基板支撑件包括主网和次网，其中所述次网在所述主网下方间隔开；热传导轴，所述热传导轴包括传导杆，其中所述传导杆通过焊接接头来耦合至所述次网；以及连接组件，所述连接组件包括多个金属柱，其中所述多个金属柱中的每一个经配置以经由连接结将所述次网电耦合至所述主网。6.如权利要求5所述的半导体处理设备，其中所述多个金属柱中的每一个的直径小于所述传导杆的直径。7.如权利要求6所述的半导体处理设备，其中所述金属柱中的每一个具有比所述传导杆的横截面面积要小的横截面面积。8.如权利要求7所述的半导体处理设备，其中所述连接结具有比所述焊接接头要小的接触面积。9.如权利要求5所述的半导体处理设备，进一步包括RF发生器，所述RF发生器耦合至所述传导杆。10.如权利要求9所述的半导体处理设备，其中由所述RF发生器所产生的电流均等地穿过所述多个金属柱中的每一个来散布。11.如权利要求10所述的半导体处理设备，其中穿过所述多个金属...

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