用于静电卡盘表面的径向向外的垫设计制造技术

于此披露静电卡盘组件和具有所述静电卡盘组件的处理腔室。在一个实施方式中，提供一种静电卡盘组件，静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。

Radial outward pad design for electrostatic chuck surface

Disclosed herein is an electrostatic chuck assembly and a process chamber having the electrostatic chuck assembly. In one embodiment, an electrostatic chuck assembly is provided that includes a body having an outer edge, an outer edge connecting the front surface and a back surface. The main body has a gripping electrode disposed in the main body. The wafer spacer mask is formed on the front side surface of the body. The wafer spacer mask has a plurality of elongated feature structures. The elongated feature structure has a long axis radially aligned from the center to the outer edge. The wafer spacer mask is limited to a plurality of radially aligned gas passages between the elongated feature structures.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于静电卡盘表面的径向向外的垫设计
于此披露的实施方式大体涉及静电卡盘(electrostaticchuck)；更具体地，于此披露的实施方式大体涉及用于静电卡盘表面的图案。
技术介绍
静电卡盘在用于各种应用(诸如物理气相沉积(PVD)、蚀刻或化学气相沉积)的处理腔室中的基板处理期间被广泛地用于保持基板(诸如半导体基板)。静电卡盘通常包括嵌入单块卡盘主体内的一个或更多个电极，单块卡盘主体包括跨越可产生静电夹持场的介电的或半导电的陶瓷材料。例如，半导电的陶瓷材料(诸如氮化铝、氮化硼或掺杂有金属氧化物的氧化铝)可被用以产生Johnsen-Rahbek或非库仑静电夹持场。于处理期间跨越基板的表面所施加的夹持力的变化可导致非期望的基板变形，且可导致在基板与静电卡盘之间的界面上的颗粒的产生和沉积。这些颗粒可与通过影响夹持力的大小而干扰静电卡盘的操作。当基板被随后移动到静电卡盘和从静电卡盘移动时，这些沉积的颗粒也可刮伤或凿伤基板并最终导致基板的破裂及磨损静电卡盘的表面。此外，当在沉积工艺期间背侧气体被引入时，传统的静电卡盘可能经历温度的突然激增(spike)。在基板和静电卡盘之间的非均匀的或过多的热传送也可导致损坏基板和/或卡盘。例如，被过度夹持的(chucked)基板可能导致过大的面积接触或在基板和卡盘表面之间的过度集中的接触面积。在接触面积处发生的热传送可能超过基板和/或卡盘的物理限制，导致裂痕或破裂，且可能产生并沉积颗粒在卡盘表面上，此可能导致进一步的损坏或磨损。因此，存在对减少损坏基板和/或卡盘的更好的静电卡盘的需求。
技术实现思路
于此披露静电卡盘组件和具有所述静电卡盘组件的处理腔室。在一个实施方式中，提供了静电卡盘组件，静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构(elongatedfeature)。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。在另一个实施方式中，提供了处理腔室，处理腔室包括设置在处理腔室的处理容积中的静电卡盘组件。静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。附图说明可通过参照实施方式(一些实施方式描述于附图中)来详细理解本专利技术的上述特征以及以上简要概述的有关本专利技术更具体的描述。然而，应注意附图仅图示本专利技术的典型实施方式，因此不被视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他等效的实施方式。图1是物理气相沉积(PVD)腔室的示意性截面侧视图，示例性的静电卡盘可在该物理气相沉积(PVD)腔室内被操作。图2是图1中所示的静电卡盘组件的示意性截面细节图。图3是在静电卡盘组件的前侧表面上的晶片间隔掩模的示意性截面细节图。图4示出具有最小接触面积特征结构的布置的静电卡盘组件的顶表面的顶视图。为了便于理解，已尽可能地使用相同的附图标记来标示各图共有的相同元件。预期一个实施方式的元件和特征可被有利地并入于其它实施方式中，而无需进一步详述。具体实施方式如上所述，跨越基板施加的非均匀的夹持力，且在基板和卡盘之间的不均匀或过量的热传送可导致在基板-卡盘界面处发生颗粒生成，这可导致对基板和卡盘的损坏或增加的磨损。因此，降低在静电卡盘和基板的界面处的颗粒的生成可直接地导致两个元件的减少的磨损和更长的工作寿命，且可提供更一致的和所需的卡盘操作。颗粒的产生可通过调节一些设计或工艺参数而被减少。例如，卡盘表面可经设计以减少或最小化所夹持的基板的变形，由此减少由于基板的变形而产生颗粒的可能性。根据其他物理设计参数(如，热传送气体流量)，卡盘表面可采用与基板的接触点的(多个)特定布置，和/或可使用具有所需性质的(多个)特定材料。图1示出根据一个实施方式的PVD腔室100的示意性截面侧视图，示例性的静电卡盘120可在所述PVD腔室内被操作。PVD腔室100包括限定处理容积116的腔室壁110、腔室盖112和腔室底部114。在处理期间，处理容积116可通过泵送系统118而维持真空。腔室壁110、腔室盖112和腔室底部114可由导电材料(诸如铝和/或不锈钢)形成。介电隔离器(dielectricisolator)126可设置在腔室盖112和腔室壁110之间，且可提供腔室壁110和腔室盖112之间的电隔离。腔室壁110和腔室底部114可在操作期间被电接地。静电卡盘组件120设置在处理容积116中，用于沿接触表面158支撑基板122。静电卡盘组件120可在处理容积116内垂直地移动，以促进基板处理和基板传送。夹持功率源132可耦接至静电卡盘组件120，用于将基板122固定在静电卡盘组件120上，且可提供DC功率或RF功率给一个或更多个夹持电极150。夹持电极150可具有任何合适的形状，诸如半圆、“D”形板、盘、环、楔、带等等。例如，夹持电极150可由任何合适的导电材料(诸如金属或金属合金)制成。靶材124可安装在腔室盖112上并面对静电卡盘组件120。靶材124包括待于处理期间沉积于基板122上的材料。靶材功率源138可耦接到靶材124，且可提供DC功率源或RF功率源给靶材，以于操作期间产生负电压或偏压到靶材124，或用以在腔室100中驱动等离子体146。靶材功率源138可为脉冲功率源。靶材功率源138可提供高达约10kW的功率，且在约0.5MHz至约60MHz的范围内，或更优选地在约2MHz和约13.56MHz之间的频率给靶材124。较低的频率可被用于驱动偏压(由此控制离子能量)，而较高的频率可被用于驱动等离子体。在一个实施方式中，靶材124可由用于形成介电材料的一个或更多个导电材料通过反应溅射而形成。在一个实施方式中，靶材124可包括金属或合金。屏蔽组件128可设置在处理容积116内。屏蔽组件128围绕靶材124和设置在静电卡盘组件120之上的基板122，以保持在腔室内的处理化学作用(chemistry)并保护腔室壁110、腔室底部114及其他腔室部件的内表面。在一个实施方式中，屏蔽组件128可于操作期间被电接地。为允许更好地控制沉积至基板122上的材料，盖环123可绕基板122的周边而定位并且可在处理过程中安置在屏蔽组件128的一部分上。当静电卡盘组件120垂直地移动时，盖环123一般可定位在腔室100内或在腔室100内移动。盖环123可成形为促进靠近基板的边缘的沉积，同时防止边缘缺陷。盖环123可防止沉积材料形成在处理腔室100的底部中和底部周边，例如在腔室底部114上。工艺气源130流体地连接到处理容积116，以提供一种或更多种处理气体。流量控制器136可耦接在工艺气源130和处理容积116之间，以控制输送到处理容积116的气体流量。磁控管134可设置于外部并位于腔室盖112之上。磁控管134包括多个磁体152。磁体152在处理容积116内，靠近靶材124的前面148处产生磁场，以产生等离子体146，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电卡盘组件，包括：主体，所述主体具有设置在所述主体中的多个夹持电极，所述主体具有连接前侧表面和背侧表面的外边缘；和晶片间隔掩模，所述晶片间隔掩模形成于所述前侧表面上，所述晶片间隔掩模具有多个细长特征结构，所述细长特征结构具有从中心到所述外边缘径向对齐的多个长轴，所述晶片间隔掩模具有限定在所述细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.06 US 14/616,6471.一种静电卡盘组件，包括：主体，所述主体具有设置在所述主体中的多个夹持电极，所述主体具有连接前侧表面和背侧表面的外边缘；和晶片间隔掩模，所述晶片间隔掩模形成于所述前侧表面上，所述晶片间隔掩模具有多个细长特征结构，所述细长特征结构具有从中心到所述外边缘径向对齐的多个长轴，所述晶片间隔掩模具有限定在所述细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。2.如权利要求8所述的静电卡盘组件，其中所述至少一个圆形特征结构与所述细长特征结构的至少两个径向对齐。3.如权利要求2所述的静电卡盘组件，其中最靠近所述外边缘处的同心排的一排所布置的细长特征结构的数量大于最靠近中心处的同心排的一排所布置的细长特征结构的数量。4.如权利要求2所述的静电卡盘组件，其中邻近的一对排的细长特征结构的数量加倍。5.如权利要求1所述的静电卡盘组件，其中当通过所述气体通道流入至少0.1SCCM的背侧气体时，所述径向对齐的气体通道和台面经布置以在所述外边缘处维持低于约5Torr的压力。6.如权利要求1所述的静电卡盘组件，其中当通过所述气体通道流入至少3SCCM的背侧气体时，所述径向对齐的气体通道和台面经布置以在所述外边缘处维持低于约4Torr至约7Torr的压力。7.一种等离子体处理腔室，包括：限定处理容积的盖、多个壁和底部；静电卡盘组件，所述静电卡盘组件设置于所述处理容积中，所述基板支撑件包括：主体，所述主体具有设置在所述主体中的多个夹持电极，所述主体具有连接前侧表面和...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈文达·瑞泽，罗伯特·T·海拉哈拉，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US