具有径向变化等离子体阻抗的承载环制造技术

本文提供了具有径向变化的等离子体阻抗的承载环。在一些实施方案中，承载环可包括保持可移除内环的外环。外环可以由介电材料例如陶瓷形成。内环可以由诸如铝之类的金属形成以提供期望的阻抗。在一些其他实施方案中，承载环由具有径向变化阻抗的单件形成。环由具有径向变化阻抗的单件形成。环由具有径向变化阻抗的单件形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有径向变化等离子体阻抗的承载环
通过引用并入
[0001]PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

技术介绍

[0002]本公开内容涉及在处理室内处理期间支撑半导体晶片的承载环。
[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0004]在一个方面，提供了一种承载环，其包括多站等离子体处理系统，其中该系统包括：第一处理站，其包括第一组支撑特征，该第一组支撑特征被配置为当衬底在第一处理站被处理时在第一组位置处将衬底支撑在衬底的背面上；以及第二处理站，其包括第二组支撑特征，所述第二组支撑特征被配置成当在第二处理站处处理衬底时在第二组位置处将衬底保持在衬底背面上，其中第一组位置与第二组位置是非重叠的。
[0005]一方面，提供了一种载环，其包括由介电材料形成并具有接合特征的外环和由金属形成的内环，其中内环与外环的接合特征接合，并且其中，内环被配置为在处理室内的处理期间支撑半导体晶片。
[0006]在另一方面，提供了一种等离子体处理系统，其包括喷淋基座和衬底支撑件，其中衬底支撑件包括：具有第一等离子体阻抗的内部部分，该内部部分被配置成以与喷淋基座间隔开的关系保持衬底；以及具有第二等离子体阻抗的外部部分，第二等离子体阻抗不同于第一等离子体阻抗。
附图说明
[0007]图1A和1B是根据某些公开的实施方案的衬底处理系统的示意图。
[0008]图2是根据某些公开的实施方案的多站处理工具的俯视图。
[0009]图3是根据某些公开的实施方案的多站处理工具的示意图。
[0010]图4A和4B是根据某些公开的实施方案的晶片承载环的透视图。
[0011]图5A是根据某些公开的实施方案的晶片承载环的剖视图。
[0012]图5B是根据某些公开的实施方案的显示径向变化的电阻抗的晶片承载环的剖视图。
[0013]图6是根据某些公开的实施方案的用于控制衬底处理系统的示例性控制模块的示意图。
具体实施方式
[0014]在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对所呈现的实施方案的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所公开的实施方案。在其他情况下，没有详细描述公知的工艺操作以避免不必要地模糊所公开的实施方案。尽管将结合具体实施方案来描述所公开的实施方案，但是应当理解，其不旨在限制所公开的实施方案。
[0015]本公开内容的部分涉及等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，其是一种等离子体沉积，用于在衬底(如晶片)上沉积从气态(即，蒸气)到固态的薄膜。PECVD系统将液体前体转化为蒸汽前体，然后输送到室。PECVD系统可包括蒸发器，其以受控方式蒸发液态前体以产生蒸气前体。通常，用于PECVD的室使用陶瓷基座在处理过程中支撑晶片，从而能够在高温下进行处理。
[0016]大多数用于形成设备的PECVD沉积和其他处理发生在晶片的正面，例如顶侧。随着沉积层的堆积，它们会在晶片中引入应力。这种应力会导致晶片弯曲，这是不希望的。在弯曲很明显的地方，它会对后续的处理步骤产生有害影响。有时，在晶片背面沉积材料可能会抵消晶片弯曲和应力。然而，为了沉积在晶片的背面，晶片必须翻转并以背面朝上的方式加载。翻转晶片会带来额外的问题，例如额外的处理、可能暴露于颗粒和/或加工产量的降低。
[0017]本公开的实施方案提供了具有径向变化的等离子体阻抗的承载环的实施方案。承载环可由径向变化的材料和/或径向变化的结构形成，使得承载环具有径向变化的等离子体阻抗。径向变化的等离子体阻抗可以在背面衬底沉积中提供等离子体调谐。承载环呈现的阻抗的变化可导致背面沉积期间等离子体强度的变化，阻抗的增加通常导致等离子体强度的降低，以及阻抗的降低通常导致等离子体强度的增加。在一种实施方案中，承载环由内金属环和外陶瓷环形成，使得环作为整体呈现期望的阻抗。阻抗可以通过改变为内环选择的材料(例如，选择哪种陶瓷或者甚至切换到非陶瓷材料)和为外环选择的材料(例如，选择哪种金属或甚至切换到非金属材料)。在另一种实施方案中，承载环由具有径向变化的特性的单一材料形成。作为特定示例，承载环可以由具有根据其厚度而变化的阻抗的材料形成。在这样的示例中，承载环可以在外圆周中具有更大或更小的厚度并且在内圆周中具有更小或更大的厚度，使得该环在各种径向距离处具有期望的阻抗。在又一实施方案中，承载环由两种或更多种材料形成，这些材料在径向上平滑地或以一个或多个台阶变化(例如，永久或半永久地连接到第二材料的外部区域的第一材料的内部区域，材料之间的过渡是渐变的或明显的)
[0018]以这些方式控制(例如，改变)阻抗可以促进各种背面和/或正面反应工艺，例如沉积工艺、蚀刻工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)等。作为具体示例，承载环可以设计为在PECVD背面和/或正面沉积工艺期间为等离子体提供所需的阻抗。作为示例，承载环的内部部分可以相对较薄和/或由金属形成以降低对地的阻抗并因此增加承载环内部部分和载体外部部分附近的等离子体强度可以相对较厚和/或由陶瓷形成以增加对地的阻抗并因此降低承载环外部部分附近的等离子体强度。通过在径向方向上改变承载环的厚度，在径向方向上改变承载环的材料，改变金属环和陶瓷环的相对尺寸，和/或通过改变内环和外环的材料，承载环的阻抗可沿径向方向进行调谐，以获得所需的阻抗梯度和等离子体强度梯度。因此，可以微调沿衬底边缘的等离子体强度。
[0019]用于制造高级存储器和逻辑芯片的多级半导体处理流程导致衬底在压缩和拉伸方向上显著翘曲。由于这种中等到严重的衬底翘曲，各种制造工艺的处理条件受到损害，从而导致工艺控制问题、光刻卡盘和覆盖问题，这有时会导致产量损失增加。在一个实施方案中，控制翘曲的一种方式是在衬底的相对侧(即背面)沉积牺牲膜或多层膜以补偿相反方向的翘曲，从而导致衬底变平。传统的双电极射频(“RF”)PECVD系统具有一个可以是RF或接地的气体流动电极。通常，气体流动电极(在图1中也称为喷头104)位于PECVD反应器的顶侧，从而导致反应物在晶片的正面流动，导致仅在晶片的正面沉积晶片。
[0020]根据一个实施方案，公开了一种具有双气流电极的RF PECVD系统。任一电极都可以是RF电极以提供交流场，从而实现化学气相沉积(CVD)薄膜沉积的等离子体增强。这种双气流电极PECVD系统能够选择性地在晶片的两侧或仅一侧沉积膜。在一个示例中，气体流动的基座(在此称为“喷淋基座”或“喷基”)可以保持晶片以用于在相邻站之间的室内或室外通过基于设备设置的标准传送机制的传送，但能够使气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种承载环，该承载环包括：外环，其形成介电材料并且具有接合特征；和由金属形成的内环，其中所述内环与所述外环的所述接合特征接合，并且其中所述内环被配置为在处理室内的处理期间支撑半导体晶片。2.根据权利要求1所述的承载环，其中所述介电材料包括陶瓷。3.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中所述金属包括铝。4.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中所述外环包括第一配合结构，其中所述内环包括第二配合结构，并且其中所述第一和第二配合结构彼此接合以保持所述内环和所述外环旋转对齐。5.根据权利要求4所述的承载环，其中，所述外环的所述第一配合结构和所述内环的所述第二配合结构被共同配置成防止所述外环相对于所述内环围绕轴线沿第一方向旋转，并且围绕所述轴线沿第二方向旋转。6.根据权利要求5所述的承载环，其中，所述第一配合结构包括在所述外环中的至少一个凹部，并且其中，所述第二配合结构包括在所述内环上的至少一个突起。7.根据权利要求1或2中任一项所述的承载环，其中，所述接合特征包括凸缘，并且其中，所述内环被配置为搁置在所述凸缘上。8.一种等离子体处理系统，其包括，喷淋基座；以及衬底支撑件，其中所述衬底支撑件包括：具有第一等离子体阻抗的内部部分，该内部部分被配置成以与所述喷淋基座间隔开的关系来保持衬底；以及具有第二等离子体阻抗的外部部分，所述第二等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗。9.根据权利要求8所述的等离子体处理系统，其中，所述衬底支撑件还包括具有第三等离子体阻抗的附加内部部分，其中所述第三等离子体阻抗不同于所述第一等离子体阻抗和所述第二等离子体阻抗，并且其中所述衬底支撑件被配置成使得所述内部部分能换成所述额外的内部部分，使得所述额外的内部部分而不是所述内部部分被配置成以与喷淋基座间隔开的关系保持所述衬底。10.根据权利要求8或9中任一项所述的等离子体处理系统，其中所述内部部分包括内环，其中所述外部部分包括外环，并且其中所述内环和所述外环各自包括一个或多个配合结构，所述配合结构被配置为保持所述内环和所述外环旋转对齐。11.根据权利要求10所述的等离子体处理系统，其中所述外环的所述一个或多个配合结构和所述内环的所述一个或多个配合结构被共同配置成防止所述外环相对于所述内环围绕轴线沿第一方向旋转和围绕所述轴线沿第二方向旋转。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：