TW202303838A - 用於邊緣非均勻調諧的低阻抗電流路徑 - Google Patents

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Abstract

示例性基板支撐組件可以包括限定基板支撐表面的靜電卡盤主體。基板支撐表面可以限定複數個從基板支撐表面向上延伸的突起。基板支撐表面的外部區域內的複數複數個突起的密度可以大於基板支撐表面的內部區域中的密度。基板支撐組件可以包括與靜電卡盤主體耦合的支撐柱。基板支撐組件可以包括嵌入在靜電卡盤主體內的電極。

Description

用於邊緣非均勻調諧的低阻抗電流路徑
本申請要求於2021年5月19日提交的題為“LOW IMPEDANCE CURRENT PATH FOR EDGE NON-UNIFORMITY TUNING”的美國非臨時申請號17/324,495的權益和優先權，其內容為出於所有目的，透過引用將其全部併入本文。
本技術係關於用於半導體製造的部件和裝置。更具體地，本技術係關於基板支撐組件和其他半導體處理設備。
積體電路透過在基板表面上產生複雜圖案化材料層的處理而成為可能。在基板上生產圖案化材料需要受控方法來形成和去除材料。腔室部件通常將處理氣體輸送到基板以沉積膜或去除材料。晶圓邊緣的不連續性可能會導致這些氣體沉積在晶圓的斜面上，這可能會對良率產生很大影響，因為遠邊緣膜厚度變化會影響晶圓邊緣處的大量元件晶粒。
因此，需要可用於生產高品質元件和結構的改進系統和方法。本技術解決了這些和其他需求。
示例性基板支撐組件可以包括限定基板支撐表面的靜電卡盤主體。基板支撐表面可以限定從基板支撐表面向上延伸的複數個突起。基板支撐表面的外部區域內的複數複數個突起的密度可以大於基板支撐表面的內部區域中的密度。基板支撐組件可以包括與靜電卡盤主體耦合的支撐柱。基板支撐組件可以包括嵌入在靜電卡盤主體內的電極。
在一些實施例中，複數個突起中的每一者可以包括大致平坦的頂表面。複數個突起中的每一者可以具有介於約0.5mm和3mm之間的直徑。複數個突起可以圍繞基板支撐表面而佈置在複數個同心環形環中。內部區域內的複數個突起的密度可以在每平方英寸大約1到8個突起之間。外部區域內的複數個突起的密度可以在每平方英寸大約8個到20個突起之間。內部區域可以延伸至從基板支撐表面的中心到基板支撐表面的周圍邊緣的徑向距離的至少約60％。外部區域可以延伸至從基板支撐表面的周圍邊緣到基板支撐表面的中心的徑向距離的至少約20％。複數個突起中的每一者的頂部邊緣可以是圓形的。複數個突起中的每一者大體可以是截頭圓錐形。複數個突起中的相鄰突起之間的間距在外部區域內可以是基本恆定的。
本技術的一些實施例可涵蓋基板支撐組件。基板支撐組件可以包括限定基板支撐表面的靜電卡盤主體。基板支撐表面可以限定複數個從基板支撐表面向上延伸的突起。基板支撐表面的第一區域可以包括複數個突起的第一密度。基板支撐表面的第二區域包括高於第一密度的複數個突起的第二密度。基板支撐組件可以包括與靜電卡盤主體耦合的支撐柱。基板支撐組件可以包括嵌入在靜電卡盤主體內的電極。
在一些實施例中，第二區域可以包括基板支撐表面的弧形部分。第二區域可以包括靠近基板支撐表面的外部周圍的環形部分。複數個突起可以包括以基本均勻的方式佈置在第一區域內的第一複數個突起和以基本均勻的方式佈置在第二區域內的第二複數個突起。第一密度可以在每平方英寸約1至8個突起之間。第二密度可以在每平方英寸大約8到20個突起之間。複數個突起中的每一者可以具有大致圓柱形的形狀。基板支撐表面可以包括第三區域，該第三區域具有與第一密度和第二密度不同的複數個突起的第三密度。
本技術的一些實施例可以涵蓋處理半導體基板的方法。該些方法可以包括使用夾持電壓將半導體基板夾持到靜電夾持的基板支撐表面。基板支撐表面可以限定從基板支撐表面向上延伸的複數個突起。基板支撐表面的第一區域可以包括複數個突起的第一密度。基板支撐表面的第二區域可以包括高於第一密度的複數個突起的第二密度。方法可以包括在半導體基板上執行一個或更多沉積操作。
在一些實施例中，方法可以包括調整夾持電壓以基於期望的膜厚度分佈來改變第二區域中的電場。第二區域可以包括在基板支撐表面的外部區域內的環形環的至少一部分。
這種技術可以提供優於習知系統和技術的許多好處。例如，本技術的實施例可以提供基板支撐組件，其相對於習知技術可以增加基板邊緣區域的沉積。邊緣區域處的增加的膜厚度對於隨後經歷蝕刻操作的基板可能特別有用，該蝕刻操作以比基板內部區域中更高的速率蝕刻或以其他方式去除邊緣區域處的膜。結合以下描述和附圖更詳細地描述這些和其他實施例以及它們的許多優點和特徵。
電漿增強沉積處理可以激發一種或更多成分前驅物以促進在基板上形成膜。可以生產任何數量的材料膜來開發半導體結構，包括導電和介電膜，以及會促進材料轉移和去除的膜。例如，可以形成硬遮罩膜以促進基板的圖案化，同時保護下面的材料被以另外方式保持。在許多處理腔室中，多種前驅物可以在氣體面板中混合並被輸送到腔室的處理區域，在該處理區域中可以設置基板。雖然蓋疊層的部件可能會影響進入處理腔室的流量分佈，但許多其他處理變量可能會類似地影響沉積的均勻性。
隨著元件特徵尺寸的減小，可以減小基板表面上的容差，並且膜上的材料特性差異可以影響元件的實現和均勻性。許多腔室包括特徵處理記號(signature)，這可能會在基板上產生殘留的不均勻性。溫度差異、流動模式均勻性和處理的其他態樣可能會影響基板上的膜，從而在整個基板上為所生產的或去除的材料產生膜均勻性差異。例如，湍流(turbulent)沉積氣流和/或阻隔板的孔和氣體盒的面板的未對準可能導致沉積氣體的不均勻流動。在一些情況下，阻隔板可能不會將前驅物流均勻地分佈到基板的邊緣區域。通常，這可能導致基板邊緣區域的膜厚度較低。此外，在一些實施例中，其上設置基板的基板支撐件或加熱器可包括一個或更多加熱機構以加熱基板。當在基板的區域之間以不同的方式傳遞或損失熱量時，膜沉積可能會受到影響，例如，基板的較熱部分的特徵在於相對於較冷部分的較厚的沉積或不同的膜特性。這種溫度不均勻性可歸因於例如基座軸周圍的溫度波動，並且可能特別影響通常可能具有較低膜厚度的基板的邊緣區域。
在一些實施例中，在完成沉積操作之後，基板可以經歷一個或更多額外的處理操作。例如，基板可以經歷一種或更多機械拋光和/或蝕刻操作。通常，這些操作在基板邊緣區域的蝕刻/去除率可能高於在中心區域，這可能導致基板上的膜厚度均勻性問題。
本技術透過基板支撐組件克服了這些挑戰，基板支撐組件在需要更高膜厚度的基板的各個區域（例如邊緣區域）處產生低阻抗電流路徑。特別地，實施例可以利用從基板支撐組件的支撐表面向上延伸的高密度突起來改變跨越支撐表面的電場的濃度和分佈以影響沉積速率。具有高密度突起的區域可用於增加基板的對應區域處的膜厚度，這可用於在基板上產生均勻的膜厚度。在一些情況下，在執行可能在基板邊緣處具有更大的蝕刻速率的拋光和/或蝕刻操作之前，可以將邊緣區域處的膜厚度改變為高於基板中心內的膜厚度。這種佈置可以在拋光和/或蝕刻操作之後產生具有更均勻膜厚度分佈的基板。
儘管剩餘的揭露內容將常規地識別利用所揭露技術的特定沉積處理，但將容易理解，系統和方法同樣適用於其他沉積和清潔腔室，以及可能發生在所述腔室中的處理。因此，不應認為該技術僅限於與這些特定的沉積處理或腔室一起使用。在描述根據本技術實施例的對該系統的附加變化和調整之前，本揭露將討論根據本技術實施例的可包括基座的一種可能的系統和腔室。
圖1示出了根據實施例的沉積、蝕刻、烘烤和固化腔室的處理系統100的一個實施例的俯視圖。在圖中，一對晶圓傳送盒(front opening unified pods)102供應各種尺寸的基板，這些基板由機械臂104接收並在被放置到(定位在串聯部份109a-c的)基板處理腔室108a-f之一中之前被放置到低壓保持區域106中。第二機械臂110可用於將基板晶圓從保持區域106傳送到基板處理腔室108a-f並返回。每個基板處理腔室108a-f可經裝備以執行多個基板處理操作，除了電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清潔、脫氣、定向和其他基板處理，包括退火、灰化等之外，還包括本文所述的半導體材料堆疊的形成。
基板處理腔室108a-f可以包括一個或多個系統部件，以用於在基板上沉積、退火、固化和/或蝕刻介電質或其他膜。在一種配置中，兩對處理腔室(例如，108c-d和108e-f)可用於在基板上沉積介電材料，而第三對處理腔室(例如，108a-b)可用於蝕刻沉積的介電質。在另一種配置中，所有三對腔室(例如108a-f)可以經配置為在基板上沉積交替介電膜的疊層。所描述的任何一種或更多處理可以在與不同實施例中所示的製造系統分開的腔室中進行。應當理解，系統100設想了用於介電膜的沉積、蝕刻、退火和固化腔室的附加配置。
圖2示出了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統200的示意性截面視圖。電漿系統200可以說明一對處理腔室108，其可以裝配在一個或更多上述串聯部分109中，並且可以包括根據本技術實施例的基板支撐組件。電漿系統200大體可以包括腔室主體202，腔室主體202具有側壁212、底壁216和內側壁201，以限定一對處理區域220A和220B。處理區域220A-220B中的每一者可以經類似地配置，並且可以包括相同的部件。
例如，處理區域220B(其部件也可以包括在處理區域220A中)可以包括透過形成在電漿系統200的底壁216中的通道222而設置在處理區域中的基座228。基座228可提供加熱器，該加熱器適於將基板229支撐在基座的暴露表面上，例如主體部分。基座228可以包括加熱元件232(例如電阻加熱元件)，其可以將基板溫度加熱和控制在期望的處理溫度。基座228也可以由遠端加熱元件加熱，例如燈組件或任何其他加熱元件。
基座228的主體可以透過凸緣233耦接到柱226。柱226可以將基座228與電源插座或電源箱203電連接。電源箱203可以包括控制處理區域220B內的基座228的升高和移動的驅動系統。柱226還可以包括電界面以向基座228提供電功率。電源箱203還可以包括用於電功率和溫度指示器的界面，例如熱電偶界面。柱226可包括適於可拆卸地與電源箱203連接的底座組件238。在電源箱203上方顯示了一個圓周環235。在一些實施例中，圓周環235可以是肩部，該肩部適合作為機械止動件或平台，其被配置為在底座組件238和電源箱203的上表面之間提供機械界面。
桿230可以包括透過形成在處理區域220B的底壁216中的通道224並且可以用於定位穿過基座228的主體而設置的基板升降銷261。基板升降銷261可以選擇性地將基板229與基座隔開，以促進基板229與用於透過基板傳送埠260將基板229傳送進和傳送出處理區域220B的機器人交換。
腔室蓋204可以與腔室主體202的頂部耦合。蓋204可以容納一個或更多與其耦合的前驅物分配系統208。前驅物分配系統208可以包括前驅物入口通道240，其可以透過雙通道噴頭218將反應物和清潔前驅物輸送到處理區域220B中。雙通道噴頭218可包括環形底座板248，其具有設置在面板246中間的阻隔板244。射頻(“RF”)源265可以與雙通道噴頭218耦合，其可以為雙通道噴頭218供電以促進在雙通道噴頭218的面板246和基座228之間產生電漿區域。在一些實施例中，RF源可以與腔室主體202的其他部分（例如基座228）耦合，以促進電漿的產生。介電隔離器258可以設置在蓋204和雙通道噴頭218之間以防止將RF功率傳導到蓋204。陰影環206可以設置在與基座228接合的基座228的周邊上。
可選的冷卻通道247可以形成在氣體分配系統208的環形底座板248中以在操作期間冷卻環形底座板248。諸如水、乙二醇、氣體等的傳熱流體可以循環通過冷卻通道247，使得底座板248可以保持在預定溫度。襯裡組件227可以設置在處理區域220B內而緊鄰腔室主體202的側壁201、212，以防止側壁201、212暴露於處理區域220B內的處理環境。襯裡組件227可以包括圓周泵送腔225，其可以耦接到泵送系統264，該泵送系統264被配置為從處理區域220B排出氣體和副產物並且控制處理區域220B內的壓力。可在襯裡組件227上形成複數個排氣埠231。排氣埠231可以被配置為以促進在系統200內處理的方式允許氣體從處理區域220B流到圓周泵送腔225。
圖3示出了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理腔室300的示意性局部截面視圖。圖3可以包括上面關於圖2討論的一個或更多部件，並且可以說明與該腔室有關的進一步細節。腔室300可用於執行半導體處理操作，包括如前所述的介電材料堆疊的沉積。腔室300可以顯示半導體處理系統的處理區域的局部視圖，並且可以不包括所有部件，例如前面描述的附加蓋疊層部件，這些部件被理解為包含在腔室300的一些實施例中。
如上所述，圖3可以說明處理腔室300的一部分。腔室300可包括噴頭305以及基板支撐組件310。與腔室側壁315一樣，噴頭305和基板支撐件310可以限定可以在其中產生電漿的基板處理區域320。基板支撐組件可包括靜電卡盤主體325，其可包括嵌入或設置在主體內的一個或更多部件。在一些實施例中，包含在頂部圓盤內的部件可以不暴露於處理材料，並且可以完全保持在卡盤主體325內。靜電卡盤主體325可限定具有基板支撐表面329的基板平台327，並且其特徵在於取決於卡盤主體325的具體幾何形狀的厚度和長度或直徑。在一些實施例中，基板支撐表面329可以相對於基板平台327的頂表面內凹。在一些實施例中，卡盤主體可以是橢圓形的，並且可以特徵在於透過從中心軸線穿過卡盤主體325的一個或更多個徑向尺寸。應當理解，頂部圓盤可以是任何幾何形狀，並且當討論徑向尺寸時，它們可以限定從卡盤主體325的中心位置開始的任何長度。
靜電卡盤主體325可與柱330耦合，該柱可支撐卡盤主體325並可包括通道，如下文將討論的，其用於輸送和接收可與卡盤主體325的內部部件耦合的電性和/或流體管線。卡盤主體325可以包括相關的通道或部件以作為靜電卡盤操作，但在一些實施例中該部件可以作為或包括用於真空夾持或任何其他類型的夾持系統的部件。柱330可以在卡盤主體的與基板支撐表面相對的第二表面上與卡盤主體耦合。靜電卡盤主體325可以包括電極335，其可以是DC電極，嵌入卡盤主體內而靠近基板支撐表面。電極335可以與電源340電耦合。電源340可以被配置為向導電夾持電極335提供能量或電壓。可以執行此操作以在半導體處理腔室300的處理區域320內形成前驅物的電漿，但可以類似地維持其他電漿操作。例如，電極335也可以是作為電容電漿系統的電接地的夾持網，該電容電漿系統包括與噴頭305電耦合的RF源307。例如，電極335可以用作來自RF源307的RF功率的接地路徑，同時還用作對基板的電偏置以將基板靜電夾持到基板平台327。電源340可以包括過濾器、電源和配置成提供夾持電壓的多個其他電性部件。
在操作中，基板可以與靜電卡盤主體的基板平台327至少部分接觸。這可能會產生接觸間隙，這可能基本上會在基座的表面和基板之間產生電容效應。可以將電壓施加到接觸間隙，這可以產生用於夾持的靜電力。電源340可以提供電荷，該電荷從電極遷移到基板支撐表面329，在那裡可以積聚電荷，並且可以在基板處產生具有相反電荷的具有庫侖吸引力的電荷層，並且其可以將基板靜電保持在卡盤主體325的基板平台327上。這種電荷遷移可以透過電流流過卡盤主體325的介電質材料而發生，其係基於用於Johnsen-Rahbek型夾持的介電質內的有限電阻，這可以用於本技術的一些實施例中。
基板平台327可以包括設置在基板支撐表面329內並從基板支撐表面329向上突出的複數個突起331。突起331可用於在不同位置支撐基板的下側。基板支撐表面329可以被劃分為一個或更多區域，其中一些或全部可以包括不同密度的突起331。例如，如圖所示，基板支撐表面329可以包括圓形內部區域337和位於內部區域337外側的環形外部區域339。外部區域339可以具有比內部區域337更大的突起331的密度，這會影響外部區域339內的膜厚度。例如，當向電極335提供電壓時，來自夾持電壓的電場集中在每個突起331上。透過增加給定區域中突起的密度，該區域中的電場也可以增加，這降低了這些區域中的阻抗。降低的阻抗可增加接近較高電場的電子密度和電漿生成，這可導致在這些區域中的基板支撐表面329的區域(即，具有更高密度的突起331的基板支撐表面的區域)處更高的膜沉積速率。可以透過調節夾持電壓來控制電場的大小。這可以使夾持電壓能夠用作調諧旋鈕以控制高突起密度區域中的膜厚度而不改變低突起密度區域的膜厚度。例如，夾持電壓可以與膜厚呈線性關係。在一個特定實施例中，夾持電壓的每一伏特(或其分數)可對應於在高突起密度區域中膜厚度的設定變化(例如10埃/伏特)。因此，透過提高或降低夾持電壓，可以在基板支撐表面的一個或更多區域中調整膜厚度。
在一些實施例中，靜電卡盤主體325和/或柱330可以是絕緣或介電材料。例如，可以使用氧化物、氮化物、碳化物和其他材料來形成部件。示例性材料可包括陶瓷，包括氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、碳化鎢和任何其他金屬或過渡金屬氧化物、氮化物、碳化物、硼化物或鈦酸鹽，以及這些材料和其他絕緣或介電材料的組合。不同等級的陶瓷材料可用於提供被配置為在特定溫度範圍內操作的複合材料，因此在一些實施例中，類似材料的不同陶瓷等級可用於頂部圓盤和柱。如以下將進一步解釋的，在一些實施例中可以併入摻雜劑以調節電效能。示例性摻雜劑材料可以包括釔、鎂、矽、鐵、鈣、鉻、鈉、鎳、銅、鋅或任何數量的已知結合在陶瓷或介電材料中的其他元素。
靜電卡盤主體325還可以包括包含在卡盤主體325內的嵌入式加熱器350。在實施例中，加熱器350可以包括電阻加熱器或流體加熱器。在一些實施例中，電極335可以作為加熱器操作，但是透過將這些操作分離，可以提供更多單獨的控制，並且可以提供擴展的加熱器覆蓋範圍，同時限制電漿形成的區域。加熱器350可以包括與卡盤主體材料結合或耦合的聚合物加熱器，但導電元件可以嵌入在靜電卡盤主體內並且被配置為接收電流(例如交流電流)以加熱頂部圓盤。電流可以透過與上面討論的DC電源類似的通道而透過柱330傳遞。加熱器350可與電源365耦合，電源365可向電阻加熱元件提供電流以促進相關卡盤主體325和/或基板的加熱。在實施例中，加熱器350可以包括多個加熱器，並且每個加熱器可以與卡盤主體的一個區域相關聯，因此示例性卡盤主體可以包括與加熱器相似數量或更多數量的區域。在一些實施例中，夾持網電極335可以定位在加熱器350和基板平台327之間，並且在一些實施例中，可以在卡盤主體325內的電極和基板平台327之間保持一定距離，如下面將進一步描述的。
加熱器350能夠調節整個靜電卡盤主體325以及位於基板平台327上的基板的溫度。加熱器可以具有將卡盤主體325和/或基板加熱到高於或約100°C的工作溫度範圍，並且加熱器可以被配置成加熱到高於或約125°C、高於或約150°C、高於或約175°C、高於或約200°C、高於或約250°C、高於或約300°C、高於或約350°C、高於或約400°C、高於或約450°C、高於或約500°C、高於或約550°C、高於或約600°C、高於或約650°C、高於或約700°C、高於或約750°C、高於或約800°C、高於或約850°C、高於或約900°C、高於或約950°C、高於或約1000°C或更高。加熱器還可以被配置為在包含在這些所述數字中的任何兩個之間的任何範圍內，或者在包含在任何這些範圍內的較小範圍內操作。在一些實施例中，如將在下文進一步描述的，可以操作夾持加熱器以在沉積操作期間將基板溫度維持在至少500°C以上，例如如前所述形成用於記憶體元件的材料堆疊。
圖4A和4B示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板支撐組件400的示意性側截面視圖。基板支撐組件400可以包括先前描述的任何部件並且可以說明先前描述的基板支撐組件的額外細節。基板支撐組件400可以包括在先前描述的任何腔室或系統（例如系統200或腔室300）以及任何其他腔室或系統中。如圖所示，該圖可顯示靜電卡盤主體405的詳細視圖，更具體地，即基板支撐表面410。基板支撐表面410可以限定多個突起415，它們可以從基板支撐表面410向上延伸。每個突起415可以具有用於支撐基板425的大致平坦的頂表面。在本技術的實施例中，突起415的特徵可以是任何數量的幾何形狀和輪廓。在一些實施例中，突起415可以具有圓形橫截面。例如，如圖4A所示，突起415a可以具有大致圓柱形的形狀。在其他實施例中，例如如圖4B所示，突起415b可以具有大致圓錐截頭體形狀。應當理解，在各種實施例中可以使用其他形狀的突起。
每個突起415的特徵可以是在大約0.5mm和3mm之間的直徑或寬度。例如，每個突起415可以具有大於或約0.5mm、大於或約1mm、大於或約1.5mm、大於或約2mm或更大的直徑或寬度。在一些實施例中，基板支撐表面410可以包括在約0.5mm和3mm之間的各種直徑的突起415的組合。每個突起415可以具有介於(或約)5μm和100μm之間、介於(或約)15μm和80μm之間、介於(或約)25μm和70μm之間、介於(或約)35μm和60μm之間、或介於(或約)45μm和50μm之間的高度。
通常，每個突起415的上角可以是圓形的，這可以減少或限制突起331的邊緣與基板之間的尖銳接觸。透過在突起415上提供圓角，當基板開始偏轉時可以減少與基板的邊緣相互作用，這可以減少或限制基板背面上的刮痕。圓化(rounding)的量可根據突起415或基板支撐件的任何數量的特性而變化，但在一些實施例中，拐角半徑可小於或約為突起415的高度的30％，並且可小於或約為高度的25%、小於或約為高度的20%、小於或約為高度的18%、小於或約為高度的15%、小於或約為高度的14%、小於或約為高度的13%、小於或約為高度的12%、小於或約為高度的11%、小於或約為高度的10%、小於或約為高度的9%或更少，儘管在一些實施例中，拐角半徑可以大於或約5％，以確保突起415的減小的邊緣接觸基板。
例如，對於30μm高的突起415，拐角半徑可以小於或約10μm，並且可以小於或約9μm、小於或約8μm、小於或約7μm、小於或約6μm、小於或約5μm、小於或約4μm、小於或約3μm、小於或約2μm或更小，儘管在一些實施例中拐角半徑可大於或約3µm以確保足夠的圓角以限制邊緣接觸。應當理解，本技術的實施例所包含的突起415的特徵可以是如前所述的任何其他高度或直徑。透過提供以具有圓形邊緣輪廓的突起415為特徵的基板支撐組件，本技術可以減少對處理過的基板的背面損傷，這可以限制粒子落下和微影散焦，以及提高元件良率。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台500的示意性俯視圖。基板平台500可以包括先前描述的任何材料或部件，並且可以說明先前討論的基板平台的額外細節。基板支撐組件500可包括在先前描述的任何腔室或系統（例如系統200或腔室300）以及任何其他腔室或系統中。如圖所示，基板平台500可以具有基板支撐表面505。複數個突起510可以設置在基板支撐表面505內並且從基板支撐表面505向上突出。如圖所示，突起510可以從基板支撐表面505的中心朝向基板支撐表面505的外部周圍而佈置在多個同心環形環中，但在各種實施例中突起510的其他佈置也是可能的。
基板支撐表面505可以被分成多個區域，其中至少一些區域具有不同密度的突起510。例如，如圖所示，基板支撐表面505被分成兩個區域。提供具有低密度突起510的圓形內部區域515。突起510的低密度可以為大於或約1個且小於約8個突起/平方英寸、介於(或約)1.5至7個突起/平方英寸、介於(或約)2至6個突起/平方英寸、介於(或約)2.5和5個突起/平方英寸，或介於(或約)3到4個突起/平方英寸。環形外部區域520靠近基板支撐表面505的周圍邊緣定位，其中外部區域520相對於內部區域515具有高密度的突起510。突起510的高密度可為介於(或約)8至20個突起/平方英寸、介於(或約)9至19個突起/平方英寸、介於(或約)10至18個突起/平方英寸、介於(或約)11至17個突起/平方英寸、介於(或約)12到16個突起/平方英寸、介於(或約)13到15個突起/平方英寸、或約14個突起/平方英寸。基板支撐表面505可以限定大於或約100個突起510、大於或約200個突起510、大於或約300個突起510、大於或約400個突起510、大於或約500個突起510、大於或約750個突起510、大於或約1000個突起510、大於或約1250個突起510、大於或約1500個突起510或更多。突起510可以被定義為任何數量的結構或圖案，包括均勻的圖案以及整個表面的一般分佈。
在一些實施例中，內部區域515可以從基板支撐表面505的中心向外延伸到從基板支撐表面505的中心到基板支撐表面505的周圍邊緣的一徑向距離的至少或約60%的位置、徑向距離的至少或約65%的位置，徑向距離的至少或約70%的位置，徑向距離的至少或約75%的位置，徑向距離的至少或約80%的位置，或更大。例如，對於300mm直徑的基板支撐表面505，內部區域515可以從中心向外延伸大於或約90mm、大於或約95mm、大於或約100mm、大於或約105mmmm、大於或約110mm、大於或約115mm、大於或約120mm、或更大。外部區域520可以從基板支撐表面505的周圍邊緣向內延伸到從基板支撐表面505的周圍邊緣到基板支撐表面505的中心的徑向距離內或約40%的位置、在徑向距離內或約35%的位置，在徑向距離內或約30%的位置，在徑向距離內或約25%的位置，在徑向距離內或約20%的位置，在徑向距離內或約15%的位置，在徑向距離內或約10%的位置，在徑向距離內或約5%的位置，或更小。例如，對於300mm直徑的基板支撐表面505，外部區域520可以從基板支撐表面505的周圍邊緣向內延伸小於或約60cm、小於或約55cm、小於或約50cmcm、小於或約45cm、小於或約40cm、小於或約35cm、小於或約30cm、或更小。
每個區域內的突起510可以以均勻的方式佈置。例如，外部區域520內的相鄰突起510之間的距離可以基本恆定，使得外部區域520內的密度保持基本均勻。相鄰突起510之間的基本恆定距離可以是在該區域內相鄰突起之間的平均距離之內或約15%、平均距離之內或約10%、平均距離之內或約5%、平均距離之內或約3%、平均距離之內或約1%，或更少。類似地，內部區域515內的相鄰突起510之間的距離可以基本恆定，使得內部區域515內的密度保持基本均勻。通常，突起510可以在給定區域內以規則的角度和/或徑向距離間隔來定位，但是一些實施例可以利用突起510的不規則佈置。
基板支撐表面505可以包括任何數量的區域。例如，基板支撐表面505可以包括大於或約2個區域、大於或約3個區域、大於或約4個區域、大於或約5個區域、大於或約6個區域、大於或約7個區域、大於或約8個區域、大於或約9個區域、大於或約10個區域或更多。在一些實施例中，一些或所有區域可以具有大致相同的尺寸和/或形狀，而在其他實施例中，一些或所有區域可以具有不同的尺寸和/或形狀。一些或所有區域可以具有獨特密度的突起510，並且一些區域可以完全沒有突起510。另外，雖然示出了具有圓形內部區域和一個或更多在內部區域外部的環形區域，但是應當理解，在各種實施例中可以提供其他形狀的區域以實現期望的膜厚度分佈。例如，圖6示出了根據本技術的一些實施例的具有弧形區域的示例性基板平台600的示意性俯視圖。基板平台600可以包括先前描述的任何材料或部件，並且可以說明先前討論的基板平台的額外細節。基板支撐組件600可以包括在先前描述的任何腔室或系統（例如系統200或腔室300）以及任何其他腔室或系統中。如圖所示，基板平台600可以具有限定多個突起610的基板支撐表面605。如圖所示，基板支撐表面605的弧形區域具有比基板支撐表面605的其餘部分更高的突起610的密度，其餘基板支撐表面605具有較低的、基本均勻的突起610的密度。儘管用弧形區域示出，但是應當理解，任何形狀的區域，包括楔形、圓形和/或其他形狀都可以用在各種實施例中。這可以使得能夠調整期望區域中的基板膜厚度，其中高突起密度區域中的膜沉積速率透過夾持電壓的變化而改變。這對於解決由腔室內的溫度梯度引起的不均勻性問題可能特別有用，例如由於存在狹縫閥或其他腔室進出點而導致的溫度變化。
應當理解，上述區域的佈置僅意為示例，並且具有不同突起密度的區域的多種不同佈置是可能的。僅作為一個示例，可以在基板支撐表面上提供多個具不同突起密度的環形區域，這可以使這些區域能夠用作徑向調諧旋鈕以調節橫跨整個基板表面的膜厚度分佈。在各種實施例中，可以提供各種其他區域佈置來調整膜厚度分佈。
透過增加給定區域中的突起的密度，也可以增加該區域中由於施加夾持電壓而產生的電場。增加的電場可導致基板支撐表面的這些區域中的膜沉積速率發生對應變化。這使得能夠調節夾持電壓以調整高突起密度區域的膜厚度，同時保持低突起密度區域的膜厚度不變。夾持電壓可以用作調節旋鈕以控制高突起密度區域中的膜厚度，這可以使得能夠更仔細地控制基板的膜厚度分佈以實現預期的膜厚度均勻性和/或非均勻性。
圖7示出了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法700的操作。方法700可以在各種處理腔室中執行，包括上述處理系統200和/或腔室300，其可以包括根據本技術的實施例的基板平台，例如基板平台325、400和500，以及600。方法700可以包括多個可選操作，該些可選操作可以或可以不與根據本技術的方法的一些實施例具體相關聯。
方法700可以包括一種處理方法，該處理方法可以包括用於形成硬遮罩膜的操作或其他沉積操作。該方法可以包括在方法700開始之前的可選操作，或者該方法可以包括附加操作。例如，方法700可以包括以與所示不同的順序執行的操作。在一些實施例中，方法700可包括在操作705使用夾持電壓將半導體基板夾持到基板平台的基板支撐表面。例如，半導體基板可以定位在從基板支撐表面向上延伸的多個突起的頂部。基板支撐表面的第一區域可以包括第一密度的突起，而基板支撐表面的第二區域可以包括更高密度的第二突起。在一些實施例中，第二區域可以包括基板支撐表面的環形和/或弧形部分。方法700可以包括在操作710在基板上執行一個或更多膜沉積操作。在一些實施例中，膜沉積操作可包括將一種或更多前驅物流入處理腔室。例如，前驅物可以流入(例如包括在系統100或200中的)腔室或腔室300中，並且可以在將前驅物輸送進入腔室的處理區域之前使前驅物流過氣箱、阻隔板或面板中的一個或更多者。在一些實施例中，前驅物可以是或包括含碳前驅物。可以在處理區域內由前驅物產生電漿，例如透過向面板提供RF功率以產生電漿。在電漿中形成的材料(例如含碳材料)可以沉積在基板上。
方法700可以包括調整夾持電壓以基於期望的膜厚度分佈改變第二區域中的電場。改變的電場可以引起對第二區域內的膜厚度的對應調整。例如，增加夾持電壓可導致第二區域內的沉積速率增加，而降低夾持電壓可導致第二區域內的沉積速率降低。可選擇基板支撐表面的一個或更多區域內的夾持電壓和/或突起的佈置以產生具有所需膜厚度分佈的基板。例如，在一些實施例中，可以選擇夾持電壓和/或突起的排列以產生在整個基板表面上具有基本均勻膜厚度的基板。在其他實施例中(例如要對基板進行拋光和/或蝕刻的彼等實施例)，可以選擇夾持電壓和/或突起的佈置以產生具有所需非均勻膜厚度的基板，以考慮到會有後續處理操作中的不均勻蝕刻和/或其他去除率。
在前面的描述中，為了解釋的目的，已經闡述了許多細節以便提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，某些實施例可以在沒有這些細節中的一些的情況下或具有附加細節的情況下實施。
已經揭露了若干實施例，本領域技術人員將認識到，在不背離實施例的精神的情況下，可以使用各種修改、替代構造和等效物。此外，為了避免不必要地混淆本技術，沒有描述許多眾所周知的過程和元件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範圍。
在提供值範圍的情況下，應當理解，每個中間值(除非上下文另有明確規定，否則精確到下限單位的最小分數)，也特別揭露該範圍的上限和下限之間的中間值。包含任何規定值或規定範圍內的未規定中間值與該規定範圍內的任何其他規定或中間值之間的任何更窄範圍。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在該範圍內或排除在該範圍內，並且每個範圍(其中限值3之一者有、兩者皆無或兩者皆有包括在較小的範圍內者)也包括在該技術內，而受制於任何明確排除的限值規定的範圍。如果所述範圍包括限值的一者或兩者，則還包括排除其中一個或兩個限值的彼等範圍。
如本文和所附請求項中使用的，單數形式「一」和「該」包括複數參考，除非上下文另有明確規定。因此，例如，提及「加熱器」包括複數個這樣的前驅物，提及「突起」包括提及所屬技術領域具有通常知識者已知的一者或更多個突起及其等效物，等等。
此外，當在本說明書和下文中使用詞語「包含」、「包括」、「含」、和「包括」時，請求項旨在指定所述特徵、整數、組件或操作的存在，但不排除存在或添加一或更多個其他特徵、整數、組件、操作、動作或群組。
100:系統 102:晶圓傳送盒 104:機械臂 109a-c:串聯部份 108a-f:處理腔室 106:保持區域 110:第二機械臂 200:電漿系統 202:腔室主體 212:側壁 216:底壁 201:內側壁 220A、220B:處理區域 222:通道 228:基座 229:基板 232:加熱元件 233:凸緣 226:柱 203:電源箱 238:底座組件 235:圓周環 230:桿 224:通道 261:升降銷 260:基板傳送埠 204:蓋 208:前驅物分配系統 240:前驅物入口通道 218:雙通道噴頭 248:底座板 246:面板 244:阻隔板 265:RF源 258:介電隔離器 206:陰影環 247:冷卻通道 208:氣體分配系統 227:襯裡組件 225:圓周泵送腔 264:泵送系統 231:排氣埠 300:處理腔室 305:噴頭 310:基板支撐組件 315:側壁 320:處理區域 325:卡盤主體 329:基板支撐表面 327:基板平台 330:柱 335:電極 340:電源 307:RF源 331:突起 337:內部區域 339:外部區域 350:加熱器 365:電源 400:基板支撐組件 405:靜電卡盤主體 410:基板支撐表面 415:突起 425:支撐基板 415a:突起 415b:突起 500:基板平台 505:基板支撐表面 510:突起 515:內部區域 520:外部區域 600:基板平台 610:突起 605:基板支撐表面 700:方法 705:操作 710:操作
可以透過參考說明書的其餘部分和附圖來實現對所揭露技術的性質和優點的進一步理解。
圖1示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的俯視圖。
圖2示出了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性截面視圖。
圖3示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板支撐組件的示意性局部截面視圖。
圖4A示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性側截面視圖。
圖4B示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性側截面視圖。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性局部俯視圖。
圖6示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性局部俯視圖。
圖7是根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理方法的流程圖。
包括若干附圖作為示意圖。應當理解，這些圖是為了說明的目的，並且不被認為是按比例的，除非特別說明是按比例的。此外，作為示意圖，提供這些圖形是為了幫助理解，可能不包括與現實表示相比的所有態樣或訊息，並且可能包括用於說明目的的誇示材料。
在附圖中，相似的部件和/或特徵可以具有相同的元件符號。此外，相同類型的各種部件可以透過在元件符號後加上區分相似部件的字母來區分。如果說明書中只使用了第一個元件符號，則說明適用於任何一個具有相同第一個元件符號的類似部件，而與字母無關。
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
300:處理腔室
305:噴頭
310:基板支撐組件
315:側壁
320:處理區域
325:卡盤主體
329:基板支撐表面
327:基板平台
330:柱
335:電極
340:電源
307:RF源
331:突起
337:內部區域
339:外部區域
350:加熱器
365:電源

Claims (20)

  1. 一種基板支撐組件，其包括： 一靜電卡盤主體，該靜電卡盤主體限定一基板支撐表面，其中： 該基板支撐面限定複數個突起，該複數個突起從該基板支撐面向上延伸；和 該基板支撐表面的一外部區域內的複數個突起的一密度大於該基板支撐表面的一內部區域中的一密度； 一支撐柱，該支撐柱與該靜電卡盤主體連接；和 一電極，該電極嵌入該靜電卡盤主體內。
  2. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的每一者都包括一大致平坦的頂表面。
  3. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的每一者具有介於約0.5mm至3mm之間的一直徑。
  4. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起圍繞該基板支撐表面而佈置在複數個同心環形環中。
  5. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該內部區域內的該複數個突起的該密度在約1至8個突起/平方英寸之間；和 該外部區域內的該複數個突起的該密度在約8至20個突起/平方英寸之間。
  6. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該內部區域延伸至從該基板支撐表面的一中心到該基板支撐表面的一周圍邊緣的一徑向距離的至少約60％。
  7. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該外部區域從該基板支撐表面的一周圍邊緣延伸到該基板支撐表面的一中心的一徑向距離的至少約20％。
  8. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的每一者的頂部邊緣是圓形的。
  9. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的每一者大體為截頭圓錐形。
  10. 根據請求項1所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的相鄰突起之間的一間距在該外部區域內基本恆定。
  11. 一種基板支撐組件，包括： 一靜電卡盤主體，該靜電卡盤主體限定一基板支撐表面，其中： 該基板支撐表面限定複數個突起，該複數個突起從該基板支撐面向上延伸； 該基板支撐表面的一第一區域包括一第一密度的該複數個突起；和 該基板支撐表面的一第二區域包括一第二密度的複數個突起，該第二密度高於該第一密度； 一支撐柱，該支撐柱與該靜電卡盤主體連接；和 一電極，該電極嵌入該靜電卡盤主體內。
  12. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該第二區域包括該基板支撐表面的一弧形部分。
  13. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該第二區域包括靠近該基板支撐表面的一外部周圍的一環形部分。
  14. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起包括以一基本均勻的方式佈置在該第一區域內的一第一複數個突起和以一基本均勻的方式佈置在該第二區域內的一第二複數個突起。
  15. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該第一密度介於約1至8個突起/平方英寸之間；和 該第二密度介於約8到20個突起/平方英寸之間。
  16. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該複數個突起中的每一者具有一大致圓柱形形狀。
  17. 根據請求項11所述的基板支撐組件，其中： 該基板支撐表面包括一第三區域，該第三區域包括一第三密度的該複數個突起，該第三密度不同於該第一密度和該第二密度。
  18. 一種處理一半導體基板的方法，包括： 使用一夾持電壓將一半導體基板夾持到一靜電卡盤的一基板支撐表面，其中： 該基板支撐面限定複數個突起，該複數個突起從該基板支撐面向上延伸； 該基板支撐表面的一第一區域包括一第一密度的該複數個突起；和 該基板支撐表面的一第二區域包括一第二密度的該複數個突起，該第二密度高於該第一密度；和 在該半導體基板上執行一個或更多沉積操作。
  19. 如請求項18所述的處理一半導體基板的方法，還包括： 基於一期望的膜厚度分佈調整該夾持電壓以改變該第二區域中的一電場。
  20. 根據請求項18所述的一半導體基板的處理方法，其中： 該第二區域包括在該基板支撐表面的一外部區域內的一環形環的至少一部分。
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