轴对称和均匀热分布的真空吸附加热器制造技术

本发明专利技术提供一种轴对称和均匀热分布的真空吸附加热器。在一些实施例中，一种真空吸盘包括：主体，具有用于在其上支撑衬底的支撑表面；多个轴对称布置的沟槽，形成于所述支撑表面中，所述沟槽中的至少一些相交；以及穿过所述主体并在所述沟槽内形成的多个吸附孔，所述吸附孔用于在操作期间将所述沟槽流体耦合到真空源，其中，所述吸附孔布置在所述沟槽的非相交部分中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例一般涉及半导体制造中使用的真空吸盘，更具体地涉 及具有改善热分布的真空吸附加热器。
技术介绍
亚大气压化学气相沉积(SACVD)处理在降低(或亚大气)压力下执 行。降低压力能够减少不需要的气相反应，由此改善晶片上的膜均匀性。 许多传统SACVD处理为膜和/或涂层提供高纯度和均匀性以及保形步骤的 覆盖度。但是，在某些应用中，已经发现，传统SACVD处理可能会不期望地 展现沉积膜的较高厚度不均匀，由此降低质量和产量。据信，这样厚度不 均匀性至少部分是由于上述处理中涉及的衬底的不均匀热分布引起的。衬 底的不均匀热分布可能至少部分地由于真空吸附加热器和衬底之间的不均 匀热传递引起。真空吸附加热器一般包括衬底支撑件，衬底支撑件具有嵌入在其中的 加热器和形成于其中的真空吸附孔，加热器具有一个或多个沟槽，而真空 吸附孔用于在工件位于合适位置时通过在沟槽中保持真空而将工件(半导 体晶片)保持于衬底支撑件上。传统地，除了通过提供较强的真空吸附功 率之外，形成于真空吸附加热器中的沟槽和吸附孔没有考虑到会显著影响 布置在传统真空吸附加热器上的衬底上所沉积的膜的质量。但是，本专利技术 人已经发现，沟槽和吸附孔的尺寸和位置对得到的布置在其上的衬底的热 分布的影响比预先期望的要大。此外，本专利技术人已经发现，由这样的传统 加热器得到的热分布是不均匀的，足以在这样衬底上沉积的膜的膜厚度引 起变动。在一些处理中，例如，热分布的一度变化可能对应于其上沉积的 膜的厚度约60-100埃每分钟的变化。因此，这样的不均匀热分布可能在利用这样的传统真空吸附加热器得到的衬底上沉积的膜厚度分布中引起较大 变化，特别是随着沉积膜的整个厚度减小时。例如，传统地， 一种学院派的想法是，在衬底和支撑件之间提供较强 的吸附力以提高其间的热接触，由此，改善衬底的热分布并提高得到的衬 底上沉积的膜性能。因此，传统真空吸盘提供较大的吸附孔(例如，直径约为120密尔)，以获得期望的高真空吸附功率。但是，本专利技术人已经发 现，显著的"冷却点"可能在衬底上对应于吸附孔的位置显现出来。另 外，本专利技术人己经发现，将吸附孔定位在真空沟槽(传统认为将真空压力 分布在不同沟槽内更有利)的交叉点中实际上加剧了 "冷却点"现象。除了由传统吸附孔尺寸和位置引起的"冷却点"现象之外，本专利技术人 还已经发现， 一些非轴对称布局的传统沟槽图案还引起非轴对称的温度分 布，由此，在衬底上引起非轴对称的膜厚度分布。此外，本专利技术人还已经发现，加热器之间的变动还进一步对得到的沉 积膜厚度产生较大影响。例如，当更换处理室内的加热器(由于失效、维 护等)时，更换的加热器可能提供的厚度分布与前一个加热器不同。此 外，加热器之间的变动可以使得在各自具有不同真空加热吸盘的多个处理 室之间，处理标准化变得不可能或者变得极其困难。虽然利用真空吸附加热器的一些传统系统可以试图利用处理室内或真 空吸附加热器内的气体流率的控制来补偿衬底上的非均匀热分布，但是加 热器之间的热分布变动使得这样的补偿努力变得困难。因此，现有技术中需要为处理衬底而改善真空吸附加热器。
技术实现思路
这里提供了具有轴对称和/或更均匀热分布的真空吸盘的实施例。在一些实施例中， 一种真空吸盘包括主体，具有用于在其上支撑衬底的支撑 表面；多个轴对称布置的沟槽，形成于所述支撑表面中，所述沟槽中的至 少一些相交；以及穿过所述主体并在所述沟槽内形成的多个吸附孔，所述吸附孔用于在操作期间将所述沟槽流体耦合到真空源，其中，所述吸附孔 布置在所述沟槽的非相交部分中。在一些实施例中， 一种衬底处理室包括处理室；以及真空吸盘，布 置在所述处理室内，所述真空吸盘包括主体，具有用于在其上支撑衬底 的支撑表面；多个轴对称布置的沟槽，形成于所述支撑表面中，所述沟槽 中的至少一些相交；以及穿过所述主体并在所述沟槽内形成的多个吸附 孔，所述吸附孔用于在操作期间将所述沟槽流体耦合到真空源，其中，所 述吸附孔布置在所述沟槽的非相交部分中。在本专利技术的另一个方面中，提供用于制造真空吸盘的方法。在一些实 施例中， 一种制造真空吸盘的方法包括提供主体，所述主体具有衬底支 撑表面；在所述支撑表面中形成轴对称布置的多个沟槽；以及在所述沟槽 的非相交部分内形成穿过所述主体的多个吸附孔。附图说明为了更具体地理解本专利技术的上述特征，上面简单概括的本专利技术的更具 体描述可以参考具体实施例， 一些具体实施例在附图中示出。但是，应当 注意，附图中仅示出本专利技术的典型实施例，因此不应当认为是对保护范围 的限制，因为本专利技术可以包括其它等同实施例。图1A示出根据本专利技术一些实施例的真空吸附加热器。图1B示出图1A的真空吸附加热器沿线1B-1B所取的剖面侧视图。图2示出根据本专利技术的一些实施例制造真空吸附加热器的方法的流程图。为了便于理解，适当的时候，相同的参考标号用于表示多个图中共有 的相同元件。附图并非按比例绘制，而是简化以便清楚。应当意识到，一 个实施例的元件和特征可以在没有进一步提及的情况下有利地结合到其它 实施例中。具体实施例方式本专利技术的实施例提供一种具有轴对称和/或更均匀的热分布的真空吸附 加热器。如这里使用的，术语"热分布"是指布置在真空吸附加热器上并 被加热到期望温度的衬底或工件的稳态温度。如这里使用的，术语"轴对称"是指热分布相对于真空吸附加热器或布置在其上的衬底的中心轴线 (例如，垂直于半导体晶片或衬底的中心而延伸的轴线)的对称性.图1A-1B分别示出根据本专利技术实施例的真空吸附加热器100的俯视图 和沿剖面线1B-1B所取的剖面侧视图。真空吸附加热器100可以布置在处 理衬底(例如，半导体衬底(例如但不限于200或300mm的半导体晶 片))时使用的处理室(未示出)中。真空吸附加热器100可以用于期望 对衬底加热的任何处理，例如，化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等。可以从这里描述的真空吸附加热器获利的合适处理室包括例 如PRODUCER⑧半导体处理系统中使用的亚大气压CVD (SACVD)生产 线的处理室，这些都可以从Santa Clara, California的应用材料公司获得。 应当意识到，本专利技术的真空吸附加热器可以同样用于其它处理室和系统。真空吸附加热器IOO包括主体102和用于支撑主体102的轴104，其 中主体具有布置在其中的加热器112 (诸如，电阻加热器元件等)。主体 102可以由适于经受住处理环境的任何材料(诸如，氮化铝、氧化铝、不 锈钢、铝、热解氮化硼等)制成。主体102具有用于在其上支撑衬底的大 体上平面支撑表面106。在一些实施例中，可以提供周边突起或唇缘 118，以限定凹穴120，在处理期间，衬底可以放置在凹穴120中。唇缘 118可以具有便于在处理期间将衬底对中和保持在期望位置的特征件122(诸如，倾斜侧壁)。可以提供多个抬升销孔124 (在图1A-1B中示出三 个抬升销孔124)，抬升销孔124与对应的抬升销(未示出)便于将衬底 升高到支撑表面106或降低离开支撑表面106。加热器112—般包括嵌入在主体102中的一个或多个电阻线圈(未示 出)。电阻线圈可被独立控制，以产生加热器区域。可以提供温度指示器(未示出)，以监控处理温度。作为一个示例，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空吸盘，包括：　主体，具有用于在其上支撑衬底的支撑表面；　多个轴对称布置的沟槽，形成于所述支撑表面中，所述沟槽中的至少一些相交；以及　穿过所述主体并在所述沟槽内形成的多个吸附孔，所述吸附孔用于在操作期间将所述沟槽流体耦合到真空源，其中，所述吸附孔布置在所述沟槽的非相交部分中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陆思青，巴拉吉查卓瑟卡兰，保罗爱德华吉，尼汀K尹格勒，德米特里鲁博弥尔斯克，原铮，埃利Y易，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]