CN116325073A - 具有延伸的静电卡盘电极的高温基座 - Google Patents
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Abstract
一种被配置成支撑具有直径D的衬底的衬底支撑件包含:第一内部电极和第二内部电极,其各自都是D形,限定了小于D的第一外径,且被配置成连接至静电卡盘电压,以将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上。外部电极包含围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,以及通过所述第一内部电极和所述第二内部电极之间以连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部。所述环形外部的所述内径大于所述直径D,使得所述环形外部的所述内径以及所述中心部和所述环形外部两者之间的交叉点位于所述衬底的所述直径D的径向外侧。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月1日申请的美国临时申请No.63/086,561的权益。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
技术领域
本公开内容涉及衬底处理系统中的衬底支撑基座。
背景技术
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。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术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。
衬底处理系统可以用来处理例如半导体晶片之类的衬底。这些衬底处理的示例可以包含例如蚀刻、沉积、移除光致抗蚀剂等。在处理期间,衬底被配置在例如静电卡盘之类的衬底支撑件上,且可以引入一或多种工艺气体至该处理室。
该一或多种工艺气体可以通过气体输送系统输送到处理室。在一些系统中,气体输送系统包含歧管,其通过一或多个导管连接到位于处理室中的喷头。在一些示例中,例如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)等沉积工艺用于在衬底上沉积材料。
发明内容
一种被配置成支撑具有直径D的衬底的衬底支撑件包含:第一内部电极和第二内部电极,其各自都是D形且限定了小于D的第一外径,且被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上。外部电极包含围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,以及通过所述第一内部电极和所述第二内部电极之间以连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部。所述环形外部的所述内径大于所述直径D,使得所述环形外部的所述内径以及所述中心部和所述环形外部两者之间的交叉点位于所述衬底的所述直径D的径向外侧。
在其他特征中,所述衬底支撑件还包含间隙,该间隙被限定在所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径和所述环形外部的所述内径之间。所述间隙位于所述衬底的外缘下方并与所述衬底的所述外缘重叠。所述间隙具有介于2.2mm和7.5mm之间的宽度。所述环形外部的所述内径比所述衬底的所述直径D大1.0mm以下。所述环形外部的所述内径介于300.4mm和305mm之间。所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径介于290mm和296mm之间。
在其他特征中,所述衬底支撑件还包含位于所述衬底支撑件的第一表面中的袋,其中所述袋被配置成容纳所述衬底。所述衬底支撑件还包含被配置在所述袋中的所述衬底。所述袋的直径介于302mm至310mm之间。所述环形外部的所述内径与所述袋重叠。
一种在具有直径D的衬底上沉积硬掩模膜的方法,其包含将衬底配置在处理室中的衬底支撑件上。该衬底支撑件包含:第一内部电极和第二内部电极,其中第一内部电极及第二内部电极中的每一个均为D形且限定了小于D的第一外径;以及外部电极,该外部电极包含围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部;以及通过所述第一内部电极和所述第二内部电极之间以连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部。所述环形外部的所述内径大于所述直径D,使得所述环形外部的所述内径以及所述中心部和所述环形外部两者之间的交叉点位于所述衬底的所述直径D的径向外侧。该方法还包含:将第一内部电极和第二内部电极连接至静电卡盘(ESC)电压,以将衬底夹持至所述衬底支撑件;以及沉积所述硬掩模膜至所述衬底上。沉积硬掩模膜包含:在所述处理室中产生等离子体。
在其他特征中,该方法还限定在(i)所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径和(ii)所述环形外部的所述内径之间的间隙。所述间隙位于所述衬底的外缘下方并与所述衬底的所述外缘重叠。所述间隙具有介于2.2mm和7.5mm之间的宽度。所述环形外部的所述内径比所述衬底的所述直径D大1.0mm以下。所述环形外部的所述内径介于300.4mm和305mm之间。所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径介于290mm和296mm之间。
在其他特征中,该方法还包含将衬底配置在衬底支撑件的第一表面中的袋中。该袋被配置成容纳衬底。该袋的直径介于302至310mm之间。环形外部的内径与该袋重叠。
一种被配置成支撑衬底的衬底支撑件包含:第一内部电极和第二内部电极,所述第一内部电极和所述第二内部电极中的每一个都是D形,且被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上。外部电极包含围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,以及连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部。所述外部电极并非与所述第一内部电极以及所述第二内部电极共平面。
在其他特征中,所述外部电极被定位于所述第一内部电极和所述第二内部电极下方。所述中心部包含多个径向导体,其从导电杆向外延伸以连接至所述环形外部。所述多个径向导体包含所述径向导体中的两个或更多个。所述多个径向导体包含所述径向导体中的四个或更多个。
一种被配置成支撑衬底的衬底支撑件包含:第一内部电极和第二内部电极。所述第一内部电极和所述第二内部电极中的每一个都是D形。所述第一内部电极和所述第二内部电极被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上。外部电极包含围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,定位于所述环形外部下方的中心部,电连接至所述中心部的环,其围绕所述中心部并与其共平面,以及至少一个竖直部,其将所述环电连接至所述环形外部。
在其他特征中,所述中心部包含多个径向导体,其从导电杆向外延伸以连接至所述环。所述多个径向导体包含所述径向导体中的两个或更多个。所述多个径向导体包含所述径向导体中的四个或更多个。
根据详细描述、权利要求和附图,本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的,并非意在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图将更充分地理解本公开,其中:
图1是根据本公开内容的衬底处理系统的示例的功能框图;
图2A为衬底支撑件,其根据本公开内容而包含示例性静电卡盘(ESC)电极;
图2B是图2A的ESC电极的俯视图;
图3为根据本公开内容的示例性环形外部电极的立体图;
图4图示了根据本公开内容的使用衬底支撑件执行沉积工艺的示例性方法的步骤;
图5A为根据本公开内容中包含另一示例性ESC电极的衬底支撑件;
图5B是图5A的ESC电极的俯视图;
图5C为根据本公开内容中包含另一示例性ESC电极的衬底支撑件;
图5D为根据本公开内容中另一种ESC电极的俯视图;
图5E为图5D的ESC电极的另一示例性布置的俯视图;
图5F为图5D和图5E的示例性环形外部电极的等距视图;
图6A为根据本公开内容中包含另一示例性ESC电极的衬底支撑件;
图6B为图6A的示例性环形外部电极的等距视图。
在附图中,可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
在例如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)之类的膜沉积工艺中,沉积膜的各种特性在空间(即水平平面的x-y坐标)上及方位角分布上有所不同。例如,衬底处理工具可能具有针对膜厚度不均匀性(NU)的相应规格。膜厚度NU可以作为在半导体衬底表面上的预定位置处获得的测量值集(a measurement set)的全范围、半范围和/或标准偏差来计量。
具有高深宽比特征的一些示例性工艺可能对膜厚度NU具有更大的敏感性。例如,在3D NAND存储器制造中,可以沉积硬掩模膜(例如高温可灰化的硬掩模)以图案化位于交替膜堆叠件之间的狭缝中的通道孔。对高深宽比通道孔进行精确蚀刻可能需要硬掩模膜是超平坦的(即在≤0.7%的衬底半范围厚度NU百分比内)。
在一些示例中,可以通过解决NU的直接原因来降低NU。还可以通过引入反向NU来补偿和取消现有NU以降低NU。在其他示例中,可以有意地不均匀沉积和/或移除材料,以补偿工艺中在其他(例如之前或之后)步骤的已知不均匀性。
沉积速率可能部分取决于衬底和衬底支撑件温度。因此,温度NU(即衬底上的温度差异)可能导致不同的沉积速率和相应的膜厚度NU。衬底处理系统可以实施多种温度控制方案来控制衬底的温度以最小化NU。例如,衬底支撑件可以包含加热器层。加热器层可以包含分别受控的一或多个区域,以维持衬底支撑件的期望温度以及相应的衬底期望温度。
在其他示例中,衬底支撑件的其他特征会引入和/或增加膜沉积NU。例如,将一或多个静电卡盘(ESC)电极布置在被配置作为ESC的衬底支撑件中。供应电压至电极以将衬底夹在衬底支撑件上。衬底支撑件可以包含两个或更多个电极(例如被外部保护电极包围的一或多个内部夹持电极)。电极的几何形状可能导致衬底某些部分上方的等离子体密度(例如等离子体“热点”)增加。例如,外部电极可以包含环形部(保护环或电极)以及将环形部平分的中心部(例如一或多个径向导体,例如中心条或中心带)。等离子体热点可能出现在环形部和中心部的交叉点上方。局部等离子体热点会导致不均匀的等离子体分布,并且相应地导致高方位角膜沉积NU。
根据本公开内容的ESC电极布置消除了由电极几何形状所引起的衬底上方的等离子体热点。例如,ESC电极布置包含两个D形内部电极和一个包含环形部的外部电极。内部电极和外部电极可以包含钼。中心部(例如中心条)穿过D形内部电极之间的间隙以连接到环形部的内径的相对侧。例如,中心部对应于向外延伸以连接到外部电极的两个共线径向导体。环形部和中心部之间的交叉点(即连接点或节点)位于衬底的径向外侧。例如,环形部的内径大于衬底的外径。因此,由环形部和中心部之间的交叉点所引起的等离子体热点并不会形成在衬底上方且不会影响膜沉积速率。这样的方位沉积均匀性便得到改善。
此外,可以施加ESC电压到D形内部电极而不施加到外部电极。如果外部电极低于衬底的外缘,则不会施加夹持力到衬底的边缘。因此,由D形电极相对于衬底直径所限定的直径或周长的增加会将夹持力延伸到衬底边缘,基座就可以容纳高度弯曲的衬底。
在另一示例中,外部电极被布置在与D形内部电极不同的平面中(即不共平面)。例如,外部电极布置在内部电极下方。中心部的径向导体的宽度可以小于、等于或大于D形内部电极之间的间隙宽度。径向导体可以与D形内部电极之间的间隙对齐(即同轴)或不对齐。环形部和中心部可以在单一步骤(例如单个烧结步骤)中形成。以这种方式,中心部和环形部之间的交叉点沿远离衬底的第一表面的方向在内部电极下方移动。因此,减少或消除了衬底上方等离子体热点的出现。此外,可以通过将外部电极定位在相对于衬底支撑件的第一表面和内部电极的不同高度来调整外部电极的阻抗。
此外,中心部可包含两个以上的径向导体(例如三个、四个或更多径向导体)从中心点(例如对应于导电杆的位置)向环形部径向向外延伸。以这种方式,与环形部的电连接便分布在更多数目(即数量)的径向导体中。如此便降低了环形部的阻抗以及由个别径向导体引起的局部加热。
在另一示例中,环形部被布置在与D形内部电极相同的平面中(即与其共平面)或与D形内部电极不同的平面(即与其不共平面)中。中心部被布置在环形部和D形内部电极下方(即不共面)的平面中。例如,中心部配置在环形部和内部电极的下方。中心部的径向导体的宽度可以小于、等于或大于D形内部电极之间的间隙宽度。径向导体可以与D形内部电极之间的间隙对齐(即同轴)或不对齐。中心部可以包含两个、三个、四个或更多个径向导体。径向导体通过各自的竖直部而电连接到环形部。
现在参考图1,显示了根据本公开内容中包含衬底支撑件(例如基座)104的衬底处理系统100的示例。衬底支撑件104被布置在处理室108内。衬底112在处理期间被布置在衬底支撑件104上。
气体输送系统120包含连接至阀124-1、124-2、....和124-N(统称为阀124)和质量流量控制器126-1、126-2、......和126-N(统称为MFC 126)的气体源122-1、122-2.....、和122-N(统称为气体源122)。MFC 126控制从气体源122到气体混合处的歧管128的气体流动。歧管128的输出经由可选的压力调节器132供应到气体分配装置,例如多注射器喷头140。
根据本公开内容的衬底支撑件104被配置成用作ESC。例如,衬底支撑件104包含一或多个ESC电极,例如一或多个内部(例如D形)电极144和外部(例如环形)电极148。内部电极144和外部电极148被配置成使得内部电极144和外部电极148之间的间隙152位于衬底112的外缘下方(即与衬底112的外缘重叠),如下文更详细描述的。例如,外部电极148的内径系大于衬底112的外径。此外,外部电极148与中心部(图1中未显示)之间的交叉点/连接节点位于衬底112的外径的径向外侧。
在一些示例中,衬底支撑件104的温度可以使用例如电阻加热器160之类的加热器层来控制。衬底支撑件104可以包含冷却剂通道164。冷却液从流体贮存器168和泵170供应到冷却剂通道164。压力传感器172可以布置在歧管128中以测量压力。阀178和泵180可用于从处理室108排出反应物和/或控制处理室108内的压力。
控制器182包含剂量控制器184,其控制由多注射器喷头140提供的剂量。控制器182还控制来自气体输送系统120的气体输送。控制器182控制处理室中的压力和/或使用阀178和泵180来排出反应物。控制器182基于衬底支撑件中的温度反馈(例如来自传感器(未显示))和/或测量冷却剂温度的传感器(未显示)来控制衬底支撑件104和衬底112的温度。控制器182控制选择性地向内部电极144供电以将衬底112夹在衬底支撑件104上。外部电极148可以连接到参考电位,例如接地。
在一些示例中,衬底处理系统100可以被配置成在同一处理室108内对衬底112执行蚀刻。因此,衬底处理系统100可以包含被配置成产生和提供RF功率(例如作为电压源、电流源等)至第一电极(例如图示的衬底支撑件104的底板)和第二电极(例如喷头140)的RF产生系统188。仅出于示例目的,RF产生系统188的输出在本文中将被描述作为RF电压。
第一电极和第二电极可以是DC接地、AC接地或浮动的。例如,RF产生系统188可以包含RF产生器192,RF产生器192被配置成产生由匹配和分配网络196所馈送的RF电压,以在处理室108内产生等离子体以蚀刻衬底112。在其他示例中,等离子体可以感应地或远程地生成。尽管如出于示例目的所示,RF产生系统188对应于电容耦合等离子体(CCP)系统,但是本公开内容的原理也可以在其他合适的系统中实施,仅用于举例,例如变压器耦合等离子体(TCP)系统、CCP阴极系统、远程微波等离子体产生及输送系统等。
现在参考图2A和2B,根据本公开内容的示例性衬底支撑件200包含两个D形(例如第一和第二)内部电极204和环形外部电极208。例如,内部电极204对应于ESC夹持电极。外部电极208则对应于ESC保护电极。内部电极204(例如响应于控制器182)分别连接到具有相反极性的ESC电压以在整个衬底支撑件200上产生夹持电压。相反,外部电极208则是连接到参考电位(例如接地)而作为保护环。在诸多示例中,ESC电压可以是脉冲或连续波电压、RF或DC电压、对于每个电极204相同或不同、由相同或不同的源提供、具有相同或不同频率等。
衬底支撑件200的第一(例如上)表面212包含袋216,其被配置成保持布置在衬底支撑件200上的衬底220。间隙224被限定在内部电极204(例如由内部电极204的外半圆形边缘所限定的外径226)和外部电极208的内边缘或内径228之间。
间隙224位于衬底220的外缘或外径232下方。此外,外部电极208的内径228位于衬底220的外径232的径向外侧。换言之,外部电极208的内径228大于衬底的外径232。例如,衬底220可以是例如300mm的标准尺寸(即直径D)。袋216可以具有大于300mm的直径以容纳衬底220(例如在302mm和310mm之间)。外部电极208的内径228可以在300.4mm和305mm之间。内部电极204的外径226可以在290mm和296mm之间。如图所示,外部电极208的内径228与袋216重叠。在其他示例中,外部电极208的内径228位于袋216的径向外侧(即不重叠)。间隙224的宽度可以在2.2mm到7.5mm之间。
外部电极208的内径228可以仅略大于衬底220的外径232(大例如小于1.0mm或介于0.2mm和1.0mm之间)。例如,如果外部电极208的内径228太大(即比衬底220的外径232大太多),DC电场可能从衬底支撑件200泄漏到在衬底220上方形成的RF等离子体,从而可能改变RF等离子体行为。换言之,如果内径228太大,则外部电极208将不能充分抑制DC电场的泄漏,因此不能适当地用作保护电极。相反,如果内部电极204的外径226太小,则衬底220的边缘就不会夹在衬底支撑件200上,因为施加到内部电极204的ESC电压并不会延伸到衬底220的外径232。因此,外部电极208的内径228和内部电极204的外径226被选择以优化对DC电场泄漏的抑制,同时仍然防止位于衬底220的外径232上方的等离子体热点。另外,由于内径228增加,内部电极204的外径226便也相应增加,以使将衬底220边缘夹持到衬底支撑件200的夹持力最大化。
中心条或中心部236(例如包含两个径向导体)穿过内部电极204之间以连接到环形外部电极208的相对侧。例如,中心部236将外部电极208的中心开口一分为二以限定出两个D形开口。内部电极204被布置在相应的D形开口内。等离子体热点(即等离子体密度增加的区域)可能出现在中心部236和外部电极208之间的交叉点(例如240所示)上方。因此,交叉点240位于衬底220的外径232的径向外侧。换言之,由于外部电极208的内径228位于衬底220的外径232的径向外侧,因此中心部236与外部电极208的内径228相交处的交叉点240也位于衬底220的外径232的径向外侧。
以这种方式,由中心部236以及外部电极208之间的交叉点240所引起的任何等离子体热点出现在衬底220的外径232的径向外侧。因此,等离子体热点并不会导致衬底220上的膜沉积NU。
现在参考图3,显示了根据本公开内容的示例性环形外部电极300。外部电极300包含环形外部304和中心条或中心部308。中心部308(以及相应的外部304)为径向导体,其经由导电线或导电杆312而连接至参考电压或电位(例如接地)。以这种方式,中心部308便将环形外部304电连接到导电杆312。
中心部308用作电感元件。此外,中心部308可以电容耦合到在等离子体处理期间形成在衬底上方的等离子体。因此,可以在中心部308和外部304之间的交叉点316处形成高压区域。增加外部304的内径320(且相应地增加中心部308的长度和交叉点316的径向位置)使得内径320大于衬底的外径,使交叉点316和相应的等离子体热点移动到衬底的外径的径向外侧,如上面在图2A和2B中描述的那样。
当外部304的内径320增加时,外径324可以不增加。因此,外部304的横截面宽度相对于与衬底重叠的其他环形保护电极可以减少。仅举例来说,外部304的横截面宽度介于在15mm和20mm之间。
现在参考图4,根据本公开内容中使用衬底支撑件来执行沉积工艺的示例性方法400开始于404。在408,将具有直径D的衬底布置在衬底处理室中的衬底支撑件的袋中。例如,衬底支撑件对应于图2A的衬底支撑件200,且被配置成用作ESC。衬底支撑件包含第一和第二D形内部电极、环形外部电极以及穿过第一和第二内部电极之间以连接到环形外部电极的内径的中心部。环形外部电极的内径大于衬底的直径D(例如比D大0.4mm至1.0mm)。在412,将第一和第二内部电极通电(例如连接到ESC电压)以将衬底夹持到衬底支撑件上。
在416,在衬底上执行沉积工艺。例如,将硬掩模膜沉积在衬底的高深宽比特征上。硬掩模膜被配置成在衬底上的交替膜堆叠件之间的狭缝中图案化通道孔。沉积硬掩模膜的步骤包含在处理室中产生等离子体。方法400在420结束。
现在参考图5A、5B、5C、5D和5E,根据本公开内容的另一示例性衬底支撑件500包含两个D形(例如第一和第二)内部电极504和环形外部电极508。在该示例中,外部电极508被布置在与内部电极504不同的平面中(即不与内部电极504共平面)。如图所示,外部电极508被布置在内部电极504下方。衬底支撑件500的第一(例如上)表面512包含袋516,其被配置成容纳布置在衬底支撑件500上的衬底520。间隙524被限定在内部电极504(例如由内部电极504的半圆形外边缘所限定的外径526)和外部电极508的内边缘或内径528之间。
如图5A所示,间隙524位于衬底520的外缘或外径532下方。此外,外部电极508的内径528位于衬底520的外径532的径向外侧。换言之,外部电极508的内径528大于衬底的外径532。外部电极508的内径528与袋516重叠。如图5C所示,外部电极508的内径528与衬底520的外径532重叠。
如图5B所示,包含径向导体538-1和538-2的中心条或中心部536通过内部电极504之间以连接到环形外部电极508的相对侧。例如,中心部536将外部电极508的中心开口一分为二,以限定两个D形开口。内部电极504被布置在相应的D形开口内。环形外部电极508和中心部536可以在单一步骤(例如单个烧结步骤)中形成。在图5A和5B中,中心部536及外部电极508之间的交叉点540位于衬底520的外径532的径向外侧。此外,如图5A和5B所示,内部电极504之间的间隙宽度大于中心部536的宽度。相反,如图5C所示,内部电极504之间的间隙宽度小于中心部536的宽度。在其他示例中,内部电极504之间的间隙宽度与中心部536的宽度相同。
如图5D和5E所示,中心部536可以包含两个以上的径向导体(例如三个、四个或更多径向导体)从中心点(例如对应于中心部536)朝向外部电极508径向向外延伸。图5F显示了图5D和5E的外部电极508的等距视图。例如,中心部536可以包含径向导体538-1、538-2、538-3和538-4中的四个,在此统称为径向导体538。依此方式,导电杆544(如图5F所示)和环形外部电极508之间的电连接便分布在更多数量(即多于两个)的径向导体538中,以降低外部电极508的阻抗。此外,由个别径向导体538所引起的局部加热减少了。
如图5B所示,径向导体538可以与内部电极504之间的间隙对齐(即同轴)。如图5D所示,径向导体538-1和538-2与内部电极504之间的间隙对齐,而径向导体538-3和538-4则不与内部电极504之间的间隙对齐(即垂直或正交)。相反,如图5E所示,没有任何一个径向导体538与内部电极504之间的间隙对齐。
以此方式(如上文在图5A-5F中所述),中心部536和环形外部电极508之间的交叉点是在内部电极504下方沿远离衬底支撑件500的第一表面512的方向移动。因此,在衬底520上方出现等离子体热点的情况便降低或消除了。此外,可以通过将外部电极508定位在相对于衬底支撑件500的第一表面512和内部电极504的不同高度处来调节外部电极508的阻抗。
现在参考图6A和6B,根据本公开内容的另一示例性衬底支撑件600包含两个D形(例如第一和第二)内部电极604和环形外部电极608。在该示例中,外部电极608被布置在与内部电极604(如图6A所示)相同的平面(即与内部电极604共平面)或在与内部电极604不同的平面(即不共平面)。相反,中心部636被布置在与内部电极604和外部电极608不同的平面(即不共平面)。如图所示,中心部636被布置在内部电极604和外部电极608下方。
中心部636包含径向导体638-1、638-2、638-3和638-4(统称为径向导体638)。尽管显示出四个径向导体638,但中心部636可以包含更少(例如两个)或更多(例如五个或更多)的径向导体638。径向导体638的宽度可以小于、等于或大于D形内部电极604之间的间隙宽度。径向导体638可以与D形内部电极604之间的间隙对齐(例如图5D中所示)(即同轴)或不对齐(例如图5E所示)。
径向导体638被连接到导电杆644以及围绕径向导体638并与径向导体638共平面的环(例如下环)648。环648的横截面宽度、内径和/或外径可以大于、等于或小于外部电极608的横截面宽度、内径和/或外径。环648经由相应的竖直部(例如导电柱、布线、导体填充通孔等)652连接到环形外部电极608。竖直部652可以包含与径向导体638和/或外部电极608的材料相同或不同的材料。竖直部652的数量(例如至少一个)可以与径向导体638的数量相同或不同(例如大于或小于径向导体638的数量)。此外,虽然显示为定位在径向导体638和环648的交叉处,但竖直部652可以位于环648和外部电极608之间以外的其他位置(例如656处的虚线所示)。
依此方式,导电杆644就电连接至外部电极608。此外,由于径向导体638与外部电极608之间的电连接被移至外部电极608下方,并分布于多个竖直部652,因此衬底支撑件600上方发生等离子体热点的情况便降低或消除了。
前面的描述本质上仅仅是说明性的,并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此,虽然本公开描述了特定示例,但是本公开的真实范围不应当被如此限制,因为在研究附图、说明书和所附权利要求时,其他修改将变得显而易见。应当理解,在不改变本公开的原理的情况下,方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外,虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征,但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个,可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合,即使该组合没有明确描述。换句话说,所描述的实施方案不是相互排斥的,并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如,模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系,各种术语例如“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”,否则在上述公开中描述这种关系时,该关系可以是直接关系,其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件,但是也可以是间接关系,其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的,短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C),并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方案中,控制器是系统的一部分,该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备,例如一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”,其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型,控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺,例如处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
从广义上讲,控制器可以定义为电子器件,电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(例如,软件)的一个或多个微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令,单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定工艺的操作参数。在一些实施方案中,操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分,以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方案中,控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如,控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分,其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准,改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的工艺。在一些示例中,远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面,然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中,控制器接收数据形式的指令,其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解,参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型,控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此,如上所述,控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路,其组合以控制在室上的工艺。
示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
如上所述,根据将由工具执行的一个或多个处理步骤,控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
Claims (20)
1.一种被配置成支撑具有直径D的衬底的衬底支撑件,所述衬底支撑件包含:
第一内部电极和第二内部电极,其中所述第一内部电极和所述第二内部电极中的每一个都是D形且限定了小于D的第一外径,且其中所述第一内部电极和所述第二内部电极被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上;以及
外部电极,其包含(i)围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,以及(ii)通过所述第一内部电极和所述第二内部电极之间以连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部,
其中所述环形外部的所述内径大于所述直径D,使得所述环形外部的所述内径以及所述中心部和所述环形外部两者之间的交叉点位于所述衬底的所述直径D的径向外侧。
2.根据权利要求1所述的衬底支撑件,其还包含间隙,该间隙被限定在(i)所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径和(ii)所述环形外部的所述内径之间。
3.根据权利要求2所述的衬底支撑件,其中所述间隙位于所述衬底的外缘下方并与所述衬底的所述外缘重叠。
4.根据权利要求2所述的衬底支撑件,其中所述间隙具有介于2.2mm和7.5mm之间的宽度。
5.根据权利要求1所述的衬底支撑件,其中所述环形外部的所述内径比所述衬底的所述直径D大1.0mm以下。
6.根据权利要求1所述的衬底支撑件,其中所述环形外部的所述内径介于300.4mm和305mm之间。
7.根据权利要求6所述的衬底支撑件,其中所述第一内部电极和所述第二内部电极所限定的所述第一外径介于290mm和296mm之间。
8.根据权利要求1所述的衬底支撑件,其还包含位于所述衬底支撑件的第一表面中的袋,其中所述袋被配置成容纳所述衬底。
9.根据权利要求8所述的衬底支撑件,其还包含被配置在所述袋中的所述衬底。
10.根据权利要求8所述的衬底支撑件,其中所述袋的直径介于302mm至310mm之间。
11.根据权利要求8所述的衬底支撑件,其中所述环形外部的所述内径与所述袋重叠。
12.一种被配置成支撑衬底的衬底支撑件,所述衬底支撑件包含:
第一内部电极和第二内部电极,其中所述第一内部电极和所述第二内部电极中的每一个都是D形,且其中所述第一内部电极和所述第二内部电极被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上;以及
外部电极,其包含(i)围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,以及(ii)连接至所述环形外部的内径的相对侧的中心部,
其中所述外部电极并非与所述第一内部电极以及所述第二内部电极共平面。
13.根据权利要求12所述的衬底支撑件,其中所述外部电极被定位于所述第一内部电极和所述第二内部电极下方。
14.根据权利要求12所述的衬底支撑件,其中所述中心部包含多个径向导体,其从导电杆向外延伸以连接至所述环形外部。
15.根据权利要求14所述的衬底支撑件,其中所述多个径向导体包含所述径向导体中的两个或更多个。
16.根据权利要求14所述的衬底支撑件,其中所述多个径向导体包含所述径向导体中的四个或更多个。
17.一种被配置成支撑衬底的衬底支撑件,所述衬底支撑件包含:
第一内部电极和第二内部电极,其中所述第一内部电极和所述第二内部电极中的每一个都是D形,且其中所述第一内部电极和所述第二内部电极被配置成连接至静电卡盘(ESC)电压,以在处理期间将所述衬底夹持至所述衬底支撑件上;以及
外部电极,其包含(i)围绕所述第一内部电极和所述第二内部电极的环形外部,(ii)定位于所述环形外部下方的中心部,(iii)电连接至所述中心部的环,其围绕所述中心部并与其共平面,以及(iv)至少一个竖直部,其将所述环电连接至所述环形外部。
18.根据权利要求17所述的衬底支撑件,其中所述中心部包含多个径向导体,其从导电杆向外延伸以连接至所述环。
19.根据权利要求18所述的衬底支撑件,其中所述多个径向导体包含所述径向导体中的两个或更多个。
20.根据权利要求18所述的衬底支撑件,其中所述多个径向导体包含所述径向导体中的四个或更多个。
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