一种静电卡盘被描述为承载用于处理(例如高功率等离子体处理)的工件。在实施例中，该卡盘包括：顶板，用以承载该工件，该顶板具有电极以抓持该工件；冷却板，在该顶板的下方，用以冷却该顶板；气体孔，穿过该冷却板及该顶板，以穿过该顶板向该工件馈送气体；及该冷却板气体孔中的孔径减小的插塞，用以传导气流穿过该孔。用以传导气流穿过该孔。用以传导气流穿过该孔。
【技术实现步骤摘要】
具有气体孔中的孔径减小的插塞的高功率静电卡盘
[0001]本申请是申请日为2017年1月24日、申请号为201780034376.6、名称为“具有气体孔中的孔径减小的插塞的高功率静电卡盘”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2017/014779)的分案申请。相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张标题为“HIGH POWER ESC DESIGN WITH POROUS THROUGH HOLE IN A COOLING PLATE”的于2016年6月21日所提出的第62/352,717号的先前美国临时申请的优先权，兹主张其优先权，且主张标题为“HIGH POWER ESC DESIGN WITH POROUS THROUGH HOLE IN A COOLING PLATE”的于2016年6月7日所提出的第62/346,802号的美国临时申请，兹主张其优先权。
[0003]本说明书关于用以承载用于半导体及微机械处理的工件的静电卡盘，且具体而言是关于卡盘中的内部多孔穿通孔。
技术介绍
[0004]在制造半导体芯片时，硅晶片或其他基板在不同的处理腔室中暴露于各种不同处理。腔室可将晶片暴露于许多不同的化学品及物理处理，借以在基板上产生精密的集成电路。通过包括化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长等等的处理来产生构成集成电路的材料层。使用光刻胶掩模及湿法或干法蚀刻技术来图样化材料层的某一些。基板可以是硅、砷化镓、磷化铟、玻璃或其他适当材料。
[0005]在这些制造工艺中，等离子体可用于沉积或蚀刻各种材料层。等离子体处理相对于热处理提供了许多优点。例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)相较于在类同的热处理中允许在较低温下且以较高的沉积速率执行沉积处理。PECVD因此允许在较低温下沉积材料。
[0006]用在这些处理中的处理腔室一般包括安置于其中的基板支撑件、基座或卡盘，以在处理期间支撑基板。在某些处理中，基座可包括嵌入式加热器，该加热器被调适为控制基板的温度和/或提供可在处理中使用的高温。
[0007]HAR(高深宽比)等离子体蚀刻使用显著较高的偏置功率以达到无弯曲的轮廓。为了支持HAR以供进行介电蚀刻，功率可增加到20KW，这带来了对ESC(静电卡盘)的显著冲击。许多目前的ESC设计不能生存在如此高电压下，该高电压是高偏置功率的直接结果。被设计进ESC的孔洞可能特别受损害。并且，ESC可能在过量的自由基腐蚀黏结剂时经历升降销区域中的黏结剂破坏。另一冲击是，ESC的表面温度以更高的速率改变。ESC表面的加热直接正比于所施加的RF等离子体功率。热亦可能是黏结剂破坏的结果。此外，ESC上所承载的晶片的曲折及晶片上所累积的电荷亦使得晶片的去夹持更加困难。
[0008]一般工艺使用ESC来以施加至晶片的2MHz 6.5KW的等离子体功率来固持晶片以供进行蚀刻应用。高深宽比(例如100：1)的应用使用高得多的等离子体功率。本文中描述ESC，
该ESC以低频高功率等离子体电压操作以产生高晶片偏压。较高的功率由于电介质击穿及由于设计进ESC的气体孔中的等离子体点火将增加ESC的故障。
技术实现思路
[0009]一种静电卡盘被描述为承载用于处理(例如高功率等离子体处理)的工件。在实施例中，该卡盘包括：顶板，用以承载该工件，该顶板具有电极以抓持该工件；冷却板，在该顶板的下方，用以冷却该顶板；气体孔，穿过该冷却板及该顶板，以穿过该顶板向该工件馈送气体；及该冷却板气体孔中的孔径减小的插塞，用以传导气流穿过该孔。
附图说明
[0010]通过示例而非限制的方式在随附绘图的附图中绘示本专利技术的实施例，在该等附图中：
[0011]图1为依据本专利技术的实施例的ESC在等离子体处理腔室中在处理期间的热图像的图解；
[0012]图2为依据本专利技术的实施例的ESC的顶板上的定位盘的顶视图图解；
[0013]图3为依据本专利技术的实施例的ESC的部分横截面侧视图图解，图示顶层及定位盘；
[0014]图4为依据本专利技术的实施例的底板及顶板中的气体孔的部分横截面侧视图图解，其中插塞在底板孔洞中；
[0015]图5为依据本专利技术的实施例的底板及顶板中的气体孔的部分横截面侧视图图解，其中替代插塞在底板孔洞中；
[0016]图6为依据本专利技术的实施例的静电卡盘的横截面侧视图图解，其中电压施加至冷却板；及
[0017]图7为依据本专利技术的实施例的包括工件载体的等离子体蚀刻系统的图解。
具体实施方式
[0018]所述的ESC可承受高功率及高偏置电压。所述的专利技术性ESC在冷却板中使用多孔插塞以供防止等离子体在氦(He)孔中点燃。氦孔传送氦以供进行背侧晶片冷却。许多ESC使用顶部定位盘中心附近的单独通道来向晶片的背侧传送氦以供进行冷却。在ESC的底部处在压力下施加He，且He被推送通过ESC的顶板或定位盘到定位盘及晶片背侧之间的空间。He孔可能经历高电压(RF功率)下的电弧。如本文中所述，可减少或消除ESC中的He孔中的电弧。
[0019]图1为ESC 10在等离子体处理腔室中在处理期间的热图像的图解。中心点12对应于氦冷却气体孔的位置，而三个周边点14对应于升降销孔的位置。如所示，三个升降销区域因为黏结剂被局部腐蚀而变得越来越热。存在着这些热点中的晶片处理的问题，且定位盘及支撑板之间的黏结剂在热点(升降销)周围被腐蚀。将He泵送通过中心气体孔的步骤跨晶片的背侧将气体推动到周边，以减小这些位置与其他位置处的温差。泵送的气体亦减少晶片背侧附近的自由基的存在，自由基的存在倾向于腐蚀将顶板固持至ESC的其余部分的黏着材料。He因其电特性及导热性而成为要施加穿过中心气体孔12的合适气体。
[0020]图2为ESC的顶板上的定位盘206的顶视图图解。定位盘可具有内电极以固持晶片(未图示)。电极是在介电层下方，且被调整为尺寸几乎与其将固持的晶片相同。电极电连接
至DC电压源。
[0021]可由进一步的周边气体孔阵列213及升降销孔阵列214结合中心气体孔212。气体孔允许额外的冷却气体被推出晶片与定位盘之间的空间。升降销孔允许升降销延伸穿过该孔以将晶片推离卡盘(去夹持)，使得可移除晶片以供进行其他或额外处理。可能存在额外孔洞及其他结构来执行其他功能。未图示加热器、冷却通道、等离子体处理结构及其他部件以不模糊绘制的附图。
[0022]图3为ESC的部分横截面侧视图图解，图示图2的顶层208及定位盘206。顶板被配置为承载工件202，例如硅晶片或其他物品。在此示例中，工件由顶板中的电极210所产生的静电力来固持。顶板以介电材料形成，例如陶瓷(例如氮化铝)，且例如使用黏合剂来安装至底板220。底板或冷却板可以任何合适的材料形成，例如铝，以支撑顶板。底板可包含冷却通道230、布线层、导管、管及其他结构(未图示)，以支撑定位盘及附接至定位盘且由定位盘所承载的晶片202。
[0023]底板由被支撑板226所承载的接地板224所支撑。以电及本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种静电卡盘，包括：底板；定位盘，所述定位盘耦接至所述底板，所述定位盘用于支撑在其上的工件；一个或多个气体孔，每个气体孔延伸穿过所述底板和所述定位盘；DC电源，所述DC电源通过电连接器耦接至所述底板，其中所述DC电源用于减小所述一个或多个气体孔中的等离子体点燃电势；以及RF电源，所述RF电源耦接至所述底板。2.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述一个或多个气体孔耦接至氦气源。3.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述RF电源通过所述电连接器耦接至所述底板。4.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述定位盘包括电极。5.如权利要求4所述的静电卡盘，其中所述电极耦接至外部电源以提供用于将所述工件固持在所述定位盘上的静电力。6.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述定位盘通过介电黏合剂耦接至所述底板。7.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述定位盘包括陶瓷材料。8.如权利要求1所述的静电卡盘，其中所述一个或多个气体孔中的至少一部分包括在其中的限制孔径的插塞。9.如权利要求8所述的静电卡盘，其中所述限制孔径的插塞是实心插塞。10.如权利要求1所述的静...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵在龙，王海涛，V，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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