TW202121619A - 用於基板支撐件的整合電極和接地平面 - Google Patents

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Abstract

在本文中描述的實施例涉及用於在處理腔室中進行射頻(RF)接地的設備。在一個實施例中，加熱器被設置在基板支撐件中。加熱器被接地屏蔽組件包圍。基板支撐件亦包含：設置在其中的多區域電極。多區域電極包含：設置在一平面中的電極的一或更多個部分。多區域接地平面的一或更多個部分與電極的一或更多個部分一同地被插置。意即，多區域接地平面和多區域電極與電極的一或更多個部分共平面，其中電極的一或更多個部分與多區域接地平面的一或更多個部分在基板支撐件的整個平面中交替地出現。

Description

用於基板支撐件的整合電極和接地平面
本揭露的實施例一般性地涉及用於基板處理的基板支撐件，並且更具體地涉及在基板支撐件中的整合的電極和接地平面。
在積體電路和其他的電子裝置的製造中，電漿製程時常用於各種材料層的沉積或蝕刻。與熱處理相比，電漿處理提供許多的優點。舉例而言，電漿增強化學氣相沉積(PECVD)允許沉積製程能夠在更低的溫度下和以更高的沉積速率(相較於在類似的熱製程中可實現的溫度和沉積速率)進行。
電漿處理(例如，電漿增強化學氣相沉積(PECVD))被使用以在基板上沉積材料(例如，毯覆介電膜)。射頻(RF)功率可被使用於激活在處理腔室中的處理氣體。RF功率具有返回源的趨勢。在一些情況中，由於形成雜散電漿的緣故，在腔室的各個區域中損失RF功率。電弧可能從處理腔室中的RF功率中產生，其可能損壞腔室及其組件。接地路徑被提供以利用更可控的方式在預先決定的區域中引導RF功率，而遠離處理腔室的特定的區域，以防止其損失或損壞，並嘗試減少在處理腔室中的雜散電漿或電弧的發生。然而，目前的接地路徑設計很複雜，且造成電弧放電、雜散電漿，或不對稱的接地路徑，從而導致電漿處理中的變化。再者，目前的接地路徑設計使得RF電流能夠在替代的路徑上行進，從而使處理腔室具有更可以重複的效能。
因此，需要改進的基板支撐件設計。
在一個實施例中，提供了一種包含主體的基板支撐件。電極和接地屏蔽組件被設置在主體中。一或更多個加熱元件被設置在接地屏蔽組件內。
在另一個實施例中，提供了一種基板支撐件，基板支撐件包含：具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的主體。第一表面包含：複數個檯面和複數個谷部。複數個谷部中的每一者被設置在複數個檯面中的至少兩者之間。電極被設置在主體中。電極的複數個部分中的每一者與複數個檯面中的一者對準。接地屏蔽組件被設置在主體中並形成格子結構。一或更多個加熱元件被設置在主體中並且被接地屏蔽組件包圍。
在又一個實施例中，提供一種處理腔室，處理腔室包含：腔室主體和在其中界定處理空間的蓋。噴頭被設置在處理空間中且耦接至蓋。桿從與蓋相對的腔室主體的底部延伸。基板支撐件被設置在桿上的處理空間中。基板支撐件包含：主體、被設置在主體中的電極，以及被設置在主體中的接地屏蔽組件。一或更多個加熱元件被設置在接地屏蔽組件內。
在本文中描述的實施例涉及用於在處理腔室中進行射頻(RF)接地的設備及其形成方法。在一個實施例中，加熱器被設置在基板支撐件中。加熱器被接地屏蔽組件包圍。基板支撐件亦包含：設置在其中的多區域電極。多區域電極包含：設置在一平面中的電極的一或更多個部分。多區域接地平面中的一或更多個部分與電極的一或更多個部分一同地被插置。意即，多區域接地平面和多區域電極與電極的一或更多個部分共平面，其中電極的一或更多個部分與多區域接地平面的一或更多個部分在基板支撐件的整個平面中交替地出現。
圖1A示例說明根據本揭露的一些實施例的處理腔室100的示意圖。圖1B示例說明根據本揭露的一些實施例的處理腔室180的示意圖。除了在後文中論述的電極120的極性之外，處理腔室180類似於處理腔室100。
處理腔室100包含：腔室主體102和在其中界定處理空間114的蓋104。腔室主體102的底部156與蓋104相對。穿過蓋104形成埠口106。氣體源108與埠口106流體連通。噴頭110耦接至蓋104。穿過噴頭110形成複數個開口112。氣體源108藉由埠口106和開口112與處理空間114流體連通。
基板支撐件116可移動地設置在與蓋104相對的處理空間114中。基板支撐件116包含：設置在桿154上的支撐主體150。支撐主體150包含：支撐表面152，被設置為與桿154相對並且面對噴頭110。在蓋104和底部156之間穿過腔室主體102形成開口148。在操作期間，基板(未示出)經由開口148被裝載到支撐表面152上。致動器142耦接至基板支撐件116，以使得基板支撐件116朝向和遠離噴頭110移動，以在其上裝載和處理基板。
支撐表面152包含：一或更多個檯面118。一或更多個檯面118中的每一者在二或更多個谷部119之間形成。可以藉由從一或更多個檯面118中的每一者之間的支撐表面152去除材料來形成一或更多個谷部119中的每一者。
電極120和接地板122被設置在支撐主體150內。電極120的一或更多個部分被設置在大致上垂直於支撐表面152的平面中。接地板122的一或更多個部分(例如，接地平面部分)123亦被設置在平面中。意即，電極120的一或更多個部分和接地板122的一或更多個部分123被插置並且在整個平面上交替地出現。在可以與前文論述的一或更多個實施例相組合的一個實施例中，電極120和接地板122是交替的且共平面的。在可以與前文論述的一或更多個實施例相組合的另一個實施例中，電極120和接地板122是相互交錯的且共平面的。在一個實施例中，電極120被接地部分123(例如，以同軸結構)包圍。在一或更多個其他的實施例中，電極120在被接地部分123(例如，以同軸結構)包圍的同時，與RF功率和高電壓DC功率耦合。
如同在圖1A中所示例說明者，電極120是單極的。在可以與前文論述的一或更多個實施例相組合的其他的實施例中，電極120是雙極的(如同在圖1B中所示例說明者)。電極120的一或更多個部分中的每一者與一或更多個檯面118中的一者垂直地對準。意即，電極120中的一或更多個部分中的每一者被設置在一或更多個檯面118中的一者與腔室主體102的底部156之間。接地板122的一或更多個部分123中的每一者與一或更多個谷部119中的一者對準。
電極120的一或更多個部分中的每一者耦接至複數個射頻(RF)跨接引線132中的一者。每條RF跨接引線132耦接至一或更多條RF引線126。RF引線126耦接至RF電源146。RF電源146將RF功率提供給電極120的一或更多個部分。
在一個實施例中，電極120包含：複數個電極(或電極部分)。此外，接地板122包含：複數個接地板122。電極120中的每一者經調試以分別地從RF電源146和電源144接收RF功率以及來自DC電源的夾持電壓。電極120與RF跨接引線132相互交錯。每一條RF跨接引線132與接地板122(例如，接地部分123(例如，以同軸結構))同軸地對準。當RF功率(從基板支撐件116的頂部或底部)被施加至基板支撐件116時，由接地板122提供對稱的接地返回路徑。這提供了良好的膜均勻性和/或將基板支撐件116下方的雜散電漿形成的電弧最小化。
施加至電極120的一或更多個部分的DC功率促進靜電力的產生，以將基板保持在支撐表面152上。意即，可以在將基板裝載到支撐表面152上之後且在處理期間將RF功率提供給電極120的一或更多個部分。
一或更多個加熱元件124被設置在支撐主體150中。一或更多個加熱元件124可以是電阻性加熱器。一或更多個加熱元件124可以是螺旋線圈，或從支撐主體150的中心徑向向外延伸。一或更多個加熱元件124藉由一或更多條加熱器電源線136耦接至電源144。在可以與前文描述的一或更多個實施例相組合的一些實施例中，電源144是直流(DC)電源。在可以與前文描述的一或更多個實施例相組合的一些實施例中，一或更多個加熱元件124對支撐主體150進行多區域加熱。如同在圖1A和1B中所顯示者，一或更多個加熱元件124被排置在大致上平行於接地板122的平面並在接地板122的平面下方的平面中。然而，亦可以考慮其他的配置。
一或更多個加熱元件124被接地屏蔽組件160包圍。接地屏蔽組件160包含：第一構件162、第二構件164，及第三構件166。每個構件162、164、166可為(例如)(除了其他的導電材料之外)：導電網、線，或片，以促進建構圍繞一或更多個加熱元件124的法拉第籠。第三構件166被設置為與第一構件162相對。第三構件166可包含：一或更多個區段，此些區段可以與第一構件162和第二構件164大致上平行或大致上垂直。
接地板122的一或更多個部分123中的每一者藉由一或更多條接地跨接線138耦接至共同的接地140。共同的接地140與第一構件162的至少一部分共平面。一或更多條接地跨接線138可以直接地耦接至第一構件162。第一構件162和第三構件166藉由一或更多條接地引線134直接地耦接至接地。
接地屏蔽組件160的第一構件162直接地耦接至第二構件164與接地引線134之間並在第二構件164與接地引線134之間延伸。第二構件164耦接至第一構件162與第三構件166之間，並在第一構件162和第三構件166之間延伸。第三構件166耦接至第二構件164和接地引線134之間，並在第二構件164和接地引線134之間延伸。一或更多個加熱元件124被設置在第一構件162和第三構件166之間，以及在第二構件164與接地引線134之間。第三構件166被設置在基板支撐件116的主體150內。在可以與前文描述的一或更多個實施例相組合的一些實施例中，第三構件166被設置在基板支撐件116的主體150的底表面128的外部，並被設置為沿著基板支撐件116的主體150的底表面128。
在可以與前文描述的一或更多個實施例相組合的一些實施例中，第一構件162、第二構件164、第三構件166，及接地引線134中的一或更多者是柔性導體(例如電纜或線)。在可以與前文描述的一或更多個實施例相組合的其他的實施例中，第一構件162、第二構件164、第三構件166，及接地引線134中的一或更多者是剛性導體。
在操作中，一或更多種氣體從氣體源108被提供至處理空間114。氣體流動通過在蓋104中的埠口106和在噴頭110中的開口112。DC功率藉由電源144被供應至一或更多個加熱元件124。一或更多個加熱元件124將基板支撐件116和設置在支撐表面152上的基板加熱至處理溫度。
RF功率藉由RF功率源146被供應至電極120。RF功率激活在處理空間114中的氣體，並且在其中產生電漿。電漿被使用以在基板上沉積材料。RF功率具有返回RF功率源146的趨勢。然而，RF返回電流可行進至處理腔室100的其他的組件(例如，一或更多個加熱元件124和與其連接的電源144)，從而導致對彼些組件中的一或更多個的損壞。
接地屏蔽組件160在一或更多個加熱元件124周圍形成格子狀結構，並大大地減少了流向一或更多個加熱元件124、加熱器電源線136，及電源144的RF返回電流的發生。意即，接地屏蔽組件160提供了到接地的低阻抗路徑，以使得：在接地屏蔽組件160中感應出行進通過支撐主體150的任何的RF電流，並且此RF電流被引導至接地。
在一些實施例中，接地屏蔽組件160藉由一或更多條接地帶168(在圖1B中示出)耦接至腔室主體102。在彼情況下，腔室主體102耦接至接地。接地帶168為行進通過接地屏蔽組件160的任何RF電流提供低阻抗接地路徑。
圖2示例說明根據本揭露的一些實施例的接地板122的俯視示意圖。接地板122包含：穿過其中形成的複數個孔202。意即，複數個孔202中的每一者被接地板122的一部分204包圍。
在操作中，電極的部分(例如，相關於圖1A和1B論述的電極120)被設置在孔202中，以使得電極120與接地板122共平面。電極120的部分和接地板122藉由一空間(未示出)隔開，以使得：電極120的部分不接觸接地板122。每個孔202與基板支撐件(例如，相關於圖1A和1B論述的檯面118和基板支撐件116)的檯面對準。
在一些實施例中，電極120的部分被設置在接地板122的上方。利用此方式，大大地減少了由於電極120被接地板122(和接地屏蔽組件160)分流而產生的電場的發生。若電極120被設置在接地板122下方，則電場將會被分流。
圖3是根據一些實施例的用於形成基板支撐件的方法300。方法300開始於操作302，其中(例如)藉由增材製造或絲網印刷在第一陶瓷片的頂表面上印刷第一接地平面。接地平面可以由導電材料製成。在操作304處，在第一陶瓷片中形成第一組的通孔。
在操作306處，將加熱器電極印刷在第二陶瓷片的頂表面上。加熱器電極可以由導電材料製成。在操作308處，在第二陶瓷片中形成第二組通孔。第二通孔與第一通孔垂直地對準。在操作310處，第二接地平面被印刷在第三陶瓷片的頂表面上。在操作312處，在第三陶瓷片中形成第三組通孔。第三通孔與第一通孔垂直地對準。
在操作314處，將第三接地平面和RF電極印刷在第四陶瓷片的頂表面上。第三接地平面和RF電極為至少部分地共平面。在操作316處，在第四陶瓷片中形成第四組通孔。第四通孔與第一通孔垂直地對準。在操作318處，第五陶瓷片被設置在第一片的頂表面上，以形成基板支撐件的主體。每個陶瓷片可以由含陶瓷的材料(例如，氮化鋁)製成。
儘管前述者是關於本揭露的實施例，但是在不偏離其基本範疇，以及由後續的申請專利範圍決定的其範疇的情況下，可以設想本揭露的其他和另外的實施例。
100:處理腔室 102:腔室主體 104:蓋 106:埠口 108:氣體源 110:噴頭 112:開口 114:處理空間 116:基板支撐件 118:檯面 119:谷部 120:電極 122:接地板 123:部分 124:加熱元件 126:RF引線 128:底表面 132:RF跨接引線 134:接地引線 136:加熱器電源線 138:接地跨接線 140:共同的接地 142:致動器 144:電源 146:RF電源 148:開口 150:支撐主體 152:支撐表面 154:桿 156:底部 160:接地屏蔽組件 162:第一構件 164:第二構件 166:第三構件 168:接地帶 180:處理腔室 202:孔 204:部分 300:方法 302:操作 304:操作 306:操作 308:操作 310:操作 312:操作 314:操作 316:操作 318:操作
為了使得可詳細地理解前文引述本揭露的特徵的方式，本揭露的更為特定的描述(在前文中簡短地概述者)可藉由參照實施例來獲得，此些實施例中的一些者被示例說明於隨附的圖式中。然而，應注意到：隨附的圖式僅示例說明示例性的實施例，因而不被認為是對其範疇作出限制(因為本揭露可容許其他的同等有效的實施例)。
圖1A示例說明根據一些實施例的處理腔室的示意性的剖面圖。
圖1B示例說明根據本揭露的一些實施例的處理腔室的示意性的剖面圖。
圖2示例說明根據一些實施例的基板支撐件的俯視示意圖。
圖3是根據一些實施例的用於形成基板支撐件的方法。
為了要促進理解，在可能的情況中已經使用相同的元件符號以指定給圖式共用的相同的元件。考慮到：一實施例的元件和特徵可被有利地併入其他的實施例中，而無需進一步的詳述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:處理腔室
102:腔室主體
104:蓋
106:埠口
108:氣體源
110:噴頭
112:開口
114:處理空間
116:基板支撐件
118:檯面
119:谷部
120:電極
122:接地板
123:部分
124:加熱元件
126:RF引線
128:底表面
132:RF跨接引線
134:接地引線
136:加熱器電源線
138:接地跨接線
142:致動器
144:電源
146:RF電源
148:開口
150:支撐主體
152:支撐表面
154:桿
156:底部
160:接地屏蔽組
162:第一構件
164:第二構件
166:第三構件

Claims (20)

  1. 一種基板支撐件，包含： 一陶瓷主體； 一電極，被設置在該陶瓷主體中； 一接地屏蔽組件，與該電極形成一同軸結構，該接地屏蔽組件被設置在該陶瓷主體中，該接地屏蔽組件由一或更多個導電元件形成；及 一或更多個加熱元件，被設置在該接地屏蔽組件內。
  2. 如請求項1所述之基板支撐件，進一步包含： 一接地板，被設置在該陶瓷主體中，該接地板的至少一部分與該電極共平面。
  3. 如請求項1所述之基板支撐件，其中該接地屏蔽組件包含： 一或更多條接地引線； 一第一導電構件，與該一或更多條接地引線相對； 一第二導電構件，在該一或更多條接地引線與該第一導電構件之間延伸；及 一第三導電構件，與該第二導電構件相對，並且在該一或更多條接地引線與該第一導電構件之間延伸。
  4. 如請求項3所述之基板支撐件，其中該第一導電構件在該一或更多條接地引線的徑向外側，並且該第一導電構件從該第二導電構件延伸至該第三導電構件。
  5. 如請求項1所述之基板支撐件，其中該接地屏蔽組件包含： 一或更多條接地引線； 複數個第一導電構件，至少部分地大致上平行於該一或更多條接地引線，該複數個第一導電構件被設置在該一或更多條接地引線的徑向外側； 複數個第二導電構件，在該一或更多條接地引線與該複數個第一導電構件之間延伸；及 複數個第三導電構件，與該複數個第二導電構件相對，並且在該一或更多條接地引線與該複數個第一導電構件之間延伸。
  6. 如請求項5所述之基板支撐件，其中該接地屏蔽組件形成包圍該一或更多個加熱元件的一格子結構。
  7. 如請求項6所述之基板支撐件，其中該格子結構是一法拉第籠。
  8. 一種基板支撐件，包含： 一主體，具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該第一表面包含：複數個檯面和複數個谷部，該複數個谷部中的每一者被設置在該複數個檯面中的至少兩者之間； 一電極，被設置在該主體中，該電極的複數個部分中的每一者與該複數個檯面中的一者對準； 一接地屏蔽組件，被設置在該主體中，該接地屏蔽組件形成一格子結構；及 一或更多個加熱元件，被設置在該主體中並且被該接地屏蔽組件包圍。
  9. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該接地屏蔽組件包含： 一或更多條接地引線； 複數個第一構件，與該一或更多條接地引線相對且在該一或更多條接地引線的徑向向外之處； 複數個第二構件，該複數個第二構件中的每一者從該一或更多條接地引線延伸至該複數個第一構件；及 複數個第三構件，與該複數個第二構件相對，該複數個第三構件中的每一者從該一或更多條接地引線延伸至該複數個第一構件。
  10. 如請求項9所述之基板支撐件，其中該接地屏蔽組件的阻抗小於耦合至該電極的一或更多條電源線的阻抗。
  11. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該電極是單極的。
  12. 如請求項8所述之基板支撐件，其中該電極是雙極的。
  13. 如請求項8所述之基板支撐件，進一步包含： 一接地板，被設置在該主體中並耦接至該接地屏蔽組件，其中該接地板和該電極是共平面的。
  14. 一種處理腔室，包含： 一腔室主體和在其中界定一處理空間的一蓋； 一噴頭，被設置在該處理空間中並耦接至該蓋； 一桿，從該腔室主體的與該蓋相對的一底部延伸；及 一基板支撐件，被設置在該桿上的該處理空間中，該基板支撐件包含： 一主體； 一電極，被設置在主體中； 一接地屏蔽組件，被設置在該主體中；及 一或更多個加熱元件，被設置在該接地屏蔽組件內。
  15. 如請求項14所述之處理腔室，進一步包含： 一接地板，被設置在該主體中，該接地板的至少一部分與該電極共平面。
  16. 如請求項15所述之處理腔室，其中該接地屏蔽組件包含： 一或更多條接地引線； 一第一構件，與該一或更多條接地引線相對且在該一或更多條接地引線的徑向向外之處； 一第二構件，從該一或更多條接地引線延伸至該第一構件；及 一第三構件，從該一或更多條接地引線延伸至該第一構件並與該第二構件相對。
  17. 如請求項16所述之處理腔室，其中該一或更多個加熱元件被封圍在該接地屏蔽組件內。
  18. 如請求項17所述之處理腔室，其中該第一構件從該第二構件延伸至該第三構件。
  19. 如請求項18所述之處理腔室，其中該接地屏蔽組件包含： 複數個第一構件； 複數個第二構件；及 複數個第三構件。
  20. 如請求項19所述之處理腔室，其中該接地屏蔽組件形成包圍該一或更多個加熱元件的一格子結構。
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