TWI831061B - 高溫雙極靜電卡盤 - Google Patents

Abstract

示例性支撐組件可包括界定基板支撐表面的靜電卡盤主體。基板支撐組件可包括與靜電卡盤主體耦接的支撐桿。基板支撐組件可包括嵌入靜電卡盤主體內的加熱器。基板支撐組件可包括在加熱器與基板支撐表面之間嵌入靜電卡盤主體內的第一雙極電極。第一雙極電極可包括至少兩個分離的網格區段，其中每個網格區段藉由圓扇形表徵。基板支撐組件可包括在加熱器與基板支撐表面之間嵌入靜電卡盤主體內的第二雙極電極。第二雙極電極可包括穿過第一雙極電極的至少兩個分離的網格區段延伸的連續網格。

Description

高溫雙極靜電卡盤

本申請案主張標題為「HIGH TEMPERATURE BIPOLAR ELECTROSTATIC CHUCK」的於2020年10月21日提交的美國專利申請案第17/076,649號的權益及優先權，此專利申請案的全部內容藉由引用方式併入本文中。

本技術係關於用於半導體製造的部件及設備。更具體地，本技術係關於基板支撐組件及其他半導體處理設備。

積體電路可能由在基板表面上產生複雜圖案化的材料層的製程來製成。在基板上產生圖案化材料需要用於形成及移除材料的受控方法。發生此等製程的溫度可直接影響最終產品。經常利用在處理期間支撐基板的組件控制及維持基板溫度。位於內部的加熱裝置可在支撐件內產生熱量，並且熱量可以傳導方式傳遞到基板。基板支撐件亦可在一些技術中用於產生基板位準的電漿，以及將基板靜電夾持到支撐件。在基板附近產生的電漿可導致部件的轟擊，以及在腔室的不利區域中的寄生電漿形成。條件亦可導致在基板支撐電極之間的放電。此外，將基座用於熱量產生及電漿產生兩者可導致干擾效應。

由於各種操作製程可利用增加的溫度以及基板位準的電漿形成，因此基板支撐件的構成材料可暴露於影響組件的電氣操作的溫度。因此，存在對可以用於產生高品質元件及結構的經改良系統及方法的需要。此等及其他需要由本技術解決。

示例性支撐組件可包括界定基板支撐表面的靜電卡盤主體。基板支撐組件可包括與靜電卡盤主體耦接的支撐桿。基板支撐組件可包括嵌入靜電卡盤主體內的加熱器。基板支撐組件可包括在加熱器與基板支撐表面之間嵌入靜電卡盤主體內的第一雙極電極。第一雙極電極可包括至少兩個分離的網格區段，其中每個網格區段藉由圓扇形表徵。基板支撐組件可包括在加熱器與基板支撐表面之間嵌入靜電卡盤主體內的第二雙極電極。第二雙極電極可包括穿過第一雙極電極的至少兩個分離的網格區段延伸的連續網格。

在一些實施例中，第二雙極電極可係或包括藉由第一雙極電極的至少兩個分離的網格區段之間的橋接器耦接的兩個網格區段。第二雙極電極的兩個網格區段可藉由圓扇形表徵。組件可包括與第一雙極電極及第二雙極電極兩者耦接的RF電源供應器或可變電容器。第一雙極電極的至少兩個分離的網格區段可包括用間隙彼此分離的四個網格區段。第二雙極電極可包括繞著第一雙極電極的四個網格區段延伸的環形網格。環形網格可包括穿過第一雙極電極的分離的網格區段之間的間隙延伸的橋接器。組件可包括與第一雙極電極耦接的第一RF電源供應器或可變電容器。組件可包括與第二雙極電極耦接的第二RF電源供應器或可變電容器。組件可包括與第一雙極電極耦接的第一DC電源供應器。組件可包括與第二雙極電極耦接的第二DC電源供應器。組件可包括從第一雙極電極及第二雙極電極徑向向外定位並且繞著第一雙極電極及第二雙極電極延伸的第三電極。組件可包括與第三電極耦接的第三RF電源供應器或可變電容器。複數個引線可在靜電卡盤主體內延伸以將第三電極與第三RF電源供應器或可變電容器耦接。靜電卡盤主體可係或包括陶瓷材料。陶瓷材料可係或包括氮化鋁。

本技術的一些實施例可涵蓋基板支撐組件。組件可包括界定基板支撐表面的靜電卡盤主體。組件可包括與靜電卡盤主體耦接的支撐桿。組件可包括在基板支撐表面下面嵌入靜電卡盤主體內的第一雙極電極。第一雙極電極可包括藉由間隙分離的至少兩個網格區段。組件可包括在基板支撐表面下面嵌入靜電卡盤主體內的第二雙極電極。第二雙極電極可穿過第一雙極電極的至少兩個網格區段之間的間隙延伸。

在一些實施例中，第一雙極電極的每個網格區段可藉由圓扇形表徵。第二雙極電極可包括繞著第一雙極電極的至少兩個網格區段延伸的環形網格。環形網格可包括穿過第一雙極電極的至少兩個網格區段之間的間隙延伸的橋接器。組件可包括與第一雙極電極耦接的第一RF電源供應器或可變電容器。組件可包括與第二雙極電極耦接的第二RF電源供應器或可變電容器。組件可包括從第一雙極電極及第二雙極電極徑向向外定位並且繞著第一雙極電極及第二雙極電極延伸的第三電極。組件可包括與第三電極耦接的第三RF電源供應器或可變電容器。組件可包括與第一雙極電極耦接的第一DC電源供應器。組件可包括與第二雙極電極耦接的第二DC電源供應器。

本技術的一些實施例可涵蓋基板支撐組件。組件可包括界定基板支撐表面的靜電卡盤主體。組件可包括與靜電卡盤主體耦接的支撐桿。組件可包括在基板支撐表面下面嵌入靜電卡盤主體內的第一雙極電極。第一雙極電極可包括藉由間隙分離的至少兩個網格區段。組件可包括在基板支撐表面下面嵌入靜電卡盤內的第二雙極電極。組件可包括從第一雙極電極及第二雙極電極徑向向外定位並且繞著第一雙極電極及第二雙極電極延伸的第三電極。

此種技術可提供優於習知系統及技術的數個益處。例如，本技術的實施例可提供基板支撐件，該等基板支撐件可允許在電漿處理期間徑向調諧，並且在高溫操作期間可維持可持續。此外，基板支撐件可維持雙極夾持，同時支援RF調變。結合下文描述及附圖更詳細描述此等及其他實施例，連同眾多其優點及特徵。

電漿增強沉積製程可激發一或多種組成前驅物以促進基板上的膜形成。此等形成的膜可在基板上導致應力的條件下產生。靜電卡盤可用於產生抵靠基板的夾緊作用以克服彎曲應力。然而，隨著半導體處理繼續增加精確度並且減小元件大小，夾持可能具有處理問題。此外，許多此等膜可在相對高溫下產生，此進一步影響腔室的部件。例如，一些沉積活動可在高於500℃或更高的溫度下發生，此可影響腔室部件（諸如靜電卡盤的材料）的電阻率。隨著材料的電阻率減小，電流洩漏可增加並且導致產生電弧，此可以損壞基板及腔室部件。

許多習知的技術使用單極或半圓電極雙極靜電卡盤，此可導致許多此等處理問題。儘管卡盤可提供夾持力以在處理期間穩定基板，但卡盤可以其他方式受限制，並且可繼續導致處理的問題。例如，單極卡盤可導致基板移動，此可以藉由將卡盤從處理腔室內的中心位置偏移來影響製程均勻性。單極卡盤利用在製程期間產生的電漿來在基板上產生靜電力。當將基板安置在支撐件上並且最初接合單極卡盤時，晶圓可相對於夾持電極的DC電源電氣浮動，因為圓盤主體可係絕緣的。當產生電漿時，電漿可使基板接地，此可有效完成電路並且在基板與卡盤主體之間產生靜電力。然而，該初始產生可導致基板移動，此可在處理期間影響均勻性。

習知的雙極卡盤可包括兩個半圓電極，此可能藉由以正電力耦接一個電極並且以負電力耦接一個電極來克服單極卡盤的問題。儘管基板將仍藉由淨中性電荷表徵，可將基板卡緊到基板支撐件。然而，隨著處理溫度升高，穿過卡盤主體的洩漏可增加，此可增加在兩個電極之間的DC放電的可能性。兩種卡盤的額外問題係其等可關於電漿調諧的額外功能性中受限。

本技術利用具有雙極夾持能力的基板支撐組件克服了此等挑戰，並且額外提供電漿的徑向調諧能力。基板上的徑向不均勻性可藉由流過腔室時的多個問題導致。儘管一些腔室部件可經修改為適應某些均勻性問題，但一旦實施部件，該部件可僅限於精確的適應。藉由利用靜電卡盤中的電極提供徑向RF調諧，本技術可允許處理區域電漿產生的中心高及邊緣高調變。此外，藉由調節此等電極所供應或汲取的電力，可以針對呈現不均勻性的任何特定製程來調諧調節程度。

儘管剩餘揭示內容將常規地指出利用所揭示技術的具體沉積製程，但將容易理解系統及方法等效地應用於其他沉積、蝕刻、及清潔腔室，以及如在所描述的腔室中發生的製程。由此，技術不應當被認為限制為僅僅用於此等具體蝕刻製程或腔室。在描述了根據本技術的實施例的對此系統的額外變化及調節之前，本揭示案將論述根據本技術的實施例的可包括基座的一種可能的系統及腔室。

第1圖圖示了根據實施例的沉積、蝕刻、烘焙、及固化腔室的處理系統100的一個實施例的頂部平面圖。在圖式中，一對前開式晶圓盒102供應各種大小的基板，該等基板由機器人臂104接收並且在放置到基板處理腔室108a-f的一個中之前放置到低壓固持區域106中，基板處理腔室108a-f在串列部分109a-c中定位。第二機器人臂110可用於將基板晶圓從固持區域106運輸到基板處理腔室108a-f並且返回。每個基板處理腔室108a-f可以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、除氣、定向、或包括退火、灰化等的其他基板製程之外，該等基板處理操作包括形成本文描述的半導體材料的堆疊。

基板處理腔室108a-f可包括用於在基板上沉積、退火、固化及/或蝕刻介電膜或其他膜的一或多個系統部件。在一種構造中，兩對處理腔室（例如，108c-d及108e-f）可用於在基板上沉積介電材料，並且第三對處理腔室（例如，108a-b）可用於蝕刻沉積的介電質。在另一構造中，所有三對腔室（例如，108a-f）可經構造為在基板上沉積交替介電膜的堆疊。所描述的任何一或多個製程可在與不同實施例中圖示的製造系統分離的腔室中執行。將瞭解，由系統100考慮了用於介電膜的沉積、蝕刻、退火、及固化腔室的額外構造。

第2圖圖示了根據本技術的實施例的示例性電漿系統200的示意性橫截面圖。電漿系統200可示出一對處理腔室108，該等處理腔室可適配在上文描述的一或多個串列區段109中，並且可包括根據本技術的實施例的基板支撐組件。電漿系統200大體可包括腔室主體202，該腔室主體具有界定一對處理區域220A及220B的側壁212、底壁216、及內部側壁201。處理區域220A-220B的每一者可類似地構造，且可包括相同的部件。

例如，處理區域220B（其部件亦可包括在處理區域220A中）可包括在處理區域中穿過在電漿系統200中的底壁216中形成的通道222設置的基座228。基座228可提供適於在基座（諸如主體部分）的暴露表面上支撐基板229的加熱器。基座228可包括加熱元件232，例如，電阻式加熱元件，該等加熱元件可將基板溫度加熱及控制在期望的處理溫度下。基座228亦可藉由遠端加熱元件（諸如燈組件、或任何其他加熱裝置）加熱。

基座228的主體可藉由凸緣233耦接到桿226。桿226可將基座228與電插座或電力箱203電氣耦接。電力箱203可包括驅動系統，該驅動系統控制處理區域220B內的基座228的高度及移動。桿226亦可包括電力介面以將電力提供到基座228。電力箱203亦可包括用於電力及溫度指示器的介面，諸如熱電偶介面。桿226可包括適於與電力箱203可拆卸地耦接的基底組件238。將圓周環235圖示為在電力箱203之上。在一些實施例中，圓周環235可係適於作為機械停止件或平台的肩部，該機械停止件或平台經構造為在基底組件238與電力箱203的上表面之間提供機械介面。

棒230可穿過處理區域220B的底壁216中形成的通道224而包括在內並且可用於定位穿過基座228的主體設置的基板升舉銷261。基板升舉銷261可選擇性隔開基板229與基座以促進基板229與機器人的交換，該機器人用於將基板229穿過基板傳送埠260傳送進出處理區域220B。

腔室蓋204可與腔室主體202的頂部耦接。蓋204可容納與其耦接的一或多個前驅物分配系統208。前驅物分配系統208可包括前驅物入口通道240，該前驅物入口通道可將反應物及清潔前驅物穿過雙通道噴頭218遞送到處理區域220B中。雙通道噴頭218可包括環形底板248，該環形底板具有在面板246中間設置的阻隔板244。射頻（「RF」）源265可與雙通道噴頭218耦接，該射頻源可為雙通道噴頭218供電以促進在雙通道噴頭218的面板246與基座228之間產生電漿區域。在一些實施例中，RF源可與腔室主體202的其他部分（諸如基座228）耦接以促進電漿產生。介電隔離器258可在蓋204與雙通道噴頭218之間設置以防止將RF電力傳導至蓋204。遮蔽環206可在接合基座228的基座228的周邊上設置。

可選的冷卻通道247可在氣體分配系統208的環形底板248中形成以在操作期間冷卻環形底板248。熱傳遞流體（諸如水、乙二醇、氣體、或類似者）可穿過冷卻通道247循環，使得底板248可維持在預定義的溫度下。襯墊組件227可在處理區域220B中緊靠腔室主體202的側壁201、212設置以防止將側壁201、212暴露於處理區域220B內的處理環境。襯墊組件227可包括圓周泵送空腔225，該括圓周泵送空腔可耦接到經構造為排放來自處理區域220B的氣體及副產物並且控制處理區域220B內的壓力的泵送系統264。複數個排放埠231可在襯墊組件227上形成。排放埠231可經構造為允許氣體從處理區域220B流動到圓周泵送空腔225以促進系統200內的處理。

第3圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理腔室300的示意性橫截面部分視圖。第3圖可包括上文關於第2圖論述的一或多個部件，並且可示出關於彼腔室的進一步細節。腔室300可用於執行半導體處理操作，包括沉積如先前描述的介電材料的堆疊。腔室300可圖示半導體處理系統的處理區域的部分視圖，並且可能不包括所有部件，諸如先前描述的額外的蓋堆疊部件，將理解該等部件整合在腔室300的一些實施例中。

如所提及，第3圖可示出處理腔室300的一部分。腔室300可包括噴頭305，以及基板支撐組件310。噴頭305及基板支撐件310連同腔室側壁315一起可界定其中可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，該靜電卡盤主體可包括嵌入或設置在主體內的一或多個部件。在一些實施例中整合在頂部圓盤內的部件可能不暴露於處理材料，並且可完全保持在卡盤主體325內。靜電卡盤主體325可界定基板支撐表面327，並且可藉由厚度及長度或直徑表徵，此取決於卡盤主體的具體幾何形狀。在一些實施例中，卡盤主體可係橢圓形，並且可藉由從中心軸穿過卡盤主體的一或多個徑向尺寸表徵。將理解，頂部圓盤可係任何幾何形狀，並且當論述徑向尺寸時，其等可界定從卡盤主體的中心位置的任何長度。

靜電卡盤主體325可與桿330耦接，該桿可支撐卡盤主體並且可包括用於遞送及接收電氣及/或流體管線的通道，該等管線可與卡盤主體325的內部部件耦接。卡盤主體325可包括相關聯的通道或部件以作為靜電卡盤操作，儘管在一些實施例中，組件可作為用於真空卡盤的部件、或任何其他類型的夾持系統操作或包括該等部件或夾持系統。桿330可與卡盤主體的與基板支撐表面相對的第二表面上的卡盤主體耦接。靜電卡盤主體325可包括第一雙極電極335a，該第一雙極電極可靠近基板支撐表面嵌入卡盤主體內。電極335a可與DC電源340a電氣耦接。電源340a可經構造為將能量或電壓提供到導電的卡盤電極335a。此可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，儘管可類似地保持其他電漿操作。例如，電極335a亦可係夾持網格，該夾持網格作為電氣接地操作用於電容電漿系統，該電容電漿系統包括與噴頭305電氣耦接的RF源307。例如，電極335a可作為來自RF源307的RF電力的接地路徑操作，同時亦作為到基板的電偏壓操作以提供將基板靜電卡緊到基板支撐表面。電源340a可包括濾波器、電源供應器、或經構造為提供夾持電壓的多個其他電氣部件。

靜電卡盤主體亦可包括第二雙極電極335b，該第二雙極電極亦可靠近基板支撐表面嵌入卡盤主體內。電極335b可與DC電源340b電氣耦接。電源340b可經構造為將能量或電壓提供到導電的卡盤電極335b。根據一些實施例關於雙極卡盤的額外電氣部件及細節將在下文進一步描述，並且任何設計可利用處理腔室300實現。例如，如將在下文進一步解釋，可整合額外電漿有關的電源供應器或部件。

在操作中，基板可至少部分與靜電卡盤主體的基板支撐表面接觸，此可產生接觸間隙，並且可基本上在基座的表面與基板之間產生電容效應。電壓可施加到接觸間隙，此可產生靜電力用於夾持。電源供應器340a及340b可提供電荷，該電荷從電極遷移到其可累積的基板支撐表面，並且可產生具有與基板處的相反電荷的庫倫引力的電荷層，並且可抵靠卡盤主體的基板支撐表面靜電固持基板。此電荷遷移可基於在用於Johnsen-Rahbek型卡盤的介電質內的有限電阻藉由電流穿過卡盤主體的介電材料流動而發生，此可在本技術的一些實施例中使用。

卡盤主體325亦可界定基板支撐表面內的凹陷區域345，該凹陷區域可提供其中可設置基板的凹陷凹穴。凹陷區域345可在頂部圓盤的內部區域處形成，並且可經構造為接收基板用於處理。凹陷區域345可涵蓋如所示出的靜電卡盤主體的中心區域，並且其大小可經調節為容納任何種類的基板大小。基板可安置在凹陷區域內，並且藉由可涵蓋基板的外部區域347包含在內。在一些實施例中，外部區域347的高度可使得基板與外部區域347處的基板支撐表面的表面高度齊平或在該表面高度之下凹陷。凹陷表面可在處理期間控制邊緣效應，此在一些實施例中可改進跨基板的沉積均勻性。在一些實施例中，邊緣環可繞著頂部圓盤的周邊設置，並且可至少部分界定其內可安置基板的凹陷。在一些實施例中，卡盤主體的表面可係實質上平坦的，並且邊緣環可完全界定其內可安置基板的凹陷。

在一些實施例中，靜電卡盤主體325及/或桿330可係絕緣或介電材料。例如，氧化物、氮化物、碳化物、及其他材料可用於形成部件。示例性材料可包括陶瓷，包括氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、碳化鎢、及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，以及此等材料及其他絕緣或介電材料的組合。陶瓷材料的不同等級可用於提供經構造為在特定溫度範圍下操作的複合物，並且因此在一些實施例中不同陶瓷等級的類似材料可用於頂部圓盤及桿。摻雜劑可整合在一些實施例中來調節電氣性質。示例性摻雜劑材料可包括釔、鎂、矽、鐵、鈣、鉻、鈉、鎳、銅、鋅、或已知整合在陶瓷或介電材料內的任何數量的其他元素。

靜電卡盤主體325亦可包括在卡盤主體內含有的嵌入加熱器350。在實施例中，加熱器350可包括電阻式加熱器或流體加熱器。在一些實施例中，電極335可作為加熱器操作，但藉由去耦接此等操作，可提供更多獨立控制，並且可提供擴展的加熱器覆蓋度，同時限制用於電漿形成的區域。加熱器350可包括與卡盤主體材料結合或耦接的聚合物加熱器，但導電元件可嵌入靜電卡盤主體內並且經構造為接收電流（諸如AC電流）以加熱頂部圓盤。電流可穿過與上文論述的DC電力類似的通道穿過桿330遞送。加熱器350可與電源供應器365耦接，該電源供應器可將電流提供到電阻式加熱元件以促進相關聯的卡盤主體及/或基板的加熱。在實施例中加熱器350可包括多個加熱器，並且每個加熱器可與卡盤主體的區域相關聯，且因此示例性卡盤主體可包括與加熱器類似數量或更大數量的區域。在一些實施例中夾持網格電極335可在加熱器350與基板支撐表面327之間定位，並且如將在下文進一步描述，在一些實施例中一距離可維持在卡盤主體內的電極與基板支撐表面之間。

加熱器350可能能夠調節跨靜電卡盤主體325的溫度，以及擱置在基板支撐表面327上的基板。加熱器可具有操作溫度的範圍以將卡盤主體及/或基板加熱到高於或約100℃，並且加熱器可經構造為加熱到高於或約125℃、高於或約150℃、高於或約175℃、高於或約200℃、高於或約250℃、高於或約300℃、高於或約350℃、高於或約400℃、高於或約450℃、高於或約500℃、高於或約550℃、高於或約600℃、高於或約650℃、高於或約700℃、高於或約750℃、高於或約800℃、高於或約850℃、高於或約900℃、高於或約950℃、高於或約1000℃、或更高。加熱器亦可經構造為在此等所述數量的任何兩者之間涵蓋的任何範圍、或在此等範圍的任一者內涵蓋的較小範圍中操作。在一些實施例中，在沉積操作期間，卡盤加熱器可操作以將基板溫度維持到高於至少500℃。

第4A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置400的示意性俯視圖。佈置400中的電極可係先前描述的電極的任一者，諸如可包括在基板支撐組件310、或任何其他數量的基座或卡盤中。電極可作為如上文論述的靜電卡盤操作，並且如將在下文進一步描述。如所示出，電極佈置400可包括第一雙極電極405、及第二雙極電極410。電極可嵌入如上文描述的圓盤或卡盤主體（諸如包括氮化鋁的陶瓷）中，並且可藉由如上文針對任何基板支撐件論述的特徵、構造、或特性的任一者表徵。

第一雙極電極405及第二雙極電極410可各自包括網格材料，該網格材料可係跨靜電卡盤內的兩個電極實質上共面的。如所示出，網格材料可分離為多個區段。例如，第一雙極電極405可包括至少兩個分離的網格區段406。每個網格區段可藉由任何數量的形狀或幾何形狀表徵，諸如如所示出的圓扇區，以及矩形、或任何其他形狀，例如，該等形狀或幾何形狀可至少部分由基板幾何形狀決定。儘管扇形形狀實質上係四分之一圓形的，將理解在本技術的實施例中可利用任何小扇區或大扇區形狀。網格區段406可係不連續的，並且在一些實施例中，可能不沿著網格材料的平面彼此接觸。如所圖示，一或多個間隙408可繞著第一雙極電極405的每個網格區段406形成，並且每個網格區段可在卡盤主體內與第一雙極電極或第二雙極電極的任何其他網格區段隔離。儘管示出了兩個此種網格區段，在一些實施例中，第一雙極電極405可包括大於或約2個區段、大於或約3個區段、大於或約4個區段、大於或約5個區段、大於或約6個區段、大於或約7個區段、大於或約8個區段、或更大。然而，隨著網格區段的數量增加，間隙區域的量可類似地增加，此可減少在沒有網格延伸的區域中的夾持。因此，在一些實施例中，網格可包括少於或約8個區段、少於或約6個區段、或更少。電極引線可在每個網格區段處（諸如在位置409處）與第一雙極電極耦接，在一些實施例中，該網格區段可係沿著網格的任何位置。

第二雙極電極410可係或包括可穿過第一雙極電極405的至少兩個分離的網格區段延伸的如所示出的連續網格區段。例如，如所示出，第二雙極電極410可穿過如所圖示的第一雙極電極的區段之間的間隙408延伸。至少一個電極引線可在沿著電極的位置413處與第二雙極電極耦接。第二雙極電極410可藉由如上文提及的任何形狀或幾何形狀表徵，並且可藉由對應或容納第一雙極電極405的形狀的形狀表徵。例如，在第一雙極電極區段係如所示出的圓扇形的情況下，第二雙極電極410亦可藉由至少兩個網格區段表徵，該等網格區段亦可係圓扇形的。第二雙極電極410的區段可與橋接器412部分耦接，該部分穿過如所示出的第一雙極電極區段之間的間隙延伸。

如所示出，在一些實施例中，佈置400可包括第三電極415，該第三電極可位於或從第一雙極電極及第二雙極電極徑向向外定位，並且可繞著如所示出的雙極電極延伸。在一些實施例中，第三電極可包括在外部區域347下面，例如，或可以其他方式繞著基板支撐件的邊緣區域。電極引線可在如所示出的一或多個位置417處與第三電極耦接。儘管示出了四個此種引線位置，任何數量的引線可在實施例中提供以確保到電極的均勻遞送。可以在第4B圖中看到，電極的每一者可與一或多個電源供應器耦接。第4B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置400的示意性橫截面部分視圖。如所圖示，佈置400可包括第一雙極電極405及第二雙極電極410，其中橫截面可示出穿過網格的橋接器412部分的第二雙極電極410。在一些實施例中，佈置亦可包括第三電極415。

每個電極可與如先前描述的一或多個電源供應器耦接，並且第4B圖示出了示例性耦接佈置，儘管將理解，可使用任何數量的電極耦接構造。例如，第一雙極電極區段可與第一DC電源供應器420耦接，並且第二雙極電極可與第二DC電源供應器425耦接。任一電源供應器可以正壓或負壓佈置操作，該佈置可在處理期間切換，例如，以及在任一方向上增加或減小以提供靜電夾持。一或多個RF電源供應器亦可整合在一些實施例中。例如，第一RF電源供應器430可與第三電極415耦接，並且第二RF電源供應器430可與第一雙極電極及第二雙極電極耦接。儘管分離的RF電源供應器可與雙極電極的每一者耦接，如下文將描述，在一些實施例中，單個電源供應器可基於電極的構造使用。

在操作中，藉由包括與第三電極耦接的分離的RF電源供應器，處理電漿可經調諧為影響正執行的製程。例如，在所示出的自底向上的RF電力饋送構造中，藉由增加到卡盤的邊緣的RF電力，可將增加的電流遞送到邊緣處的電漿，此可增加電漿特性。在沉積操作期間，例如，此可增加邊緣沉積，該邊緣沉積可補償中心高沉積製程以增加製程的徑向均勻性。取決於不均勻的程度，可增加或減小遞送的功率以產生更均勻的製程。以此方式，儘管產生可確保足夠夾持的雙極構造，但是基板支撐件亦可用於在多個區域處利用RF控制提供額外製程調諧。此外，如所示出，電極引線可在不同垂直平面處穿過卡盤主體橫向延伸，此可限制洩漏及干擾。

儘管附圖示出底部RF電力饋送構造，將理解，在本揭示全文中示出的構造的任一者可在實施例中類似地利用頂部RF電力饋送產生，諸如基於RF源307。例如，第4C圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置400的示意性橫截面部分視圖，並且可示出電極的相同構造，但利用頂部RF電力饋送控制。例如，不利用如第4B圖所示的RF電源供應器，在一些實施例中，可變電容器可用於控制穿過各個電極區段的電流分割。例如，替代增加來自電源供應器的電力以將電力添加到電漿，在一些實施例中，控制方案可利用可變電容器並且可增加電容，此可增加穿過電漿到彼區域中的相關聯電極的電流流動。此可類似地增加相關聯的區域中的電漿密度並且增加該區域中的沉積或蝕刻。

本技術可類似地涵蓋其他雙極卡盤構造，該等構造可以在如先前描述的基板支撐件的任一者內整合。第5A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置500的示意性俯視圖。佈置500可包括佈置400的特徵或特性的任一者，並且可在其中可使用雙極夾持的任何基板支撐件（包括先前描述的任何基板支撐件）中整合。例如，佈置500可包括第一雙極電極505及第二雙極電極510。第一雙極電極505可包括至少兩個分離的網格區段506，並且在所示出的示例性實施例中可包括四個網格區段506，儘管將理解，可包括如先前論述的任何數量的網格區段。第一雙極電極505的每個網格區段506可藉由間隙508彼此分離。網格區段506的每一者可與如將在下文論述的單個電源供應器電氣耦接，並且任何數量的電極引線可用於耦接位置509處的獨立區段，該等位置可係沿著網格的任何位置。

第二雙極電極510可包括繞著第一雙極電極的網格區段延伸的環形網格。此外，第二雙極電極510可包括穿過第一雙極電極的分離的網格區段之間的間隙延伸的橋接器512。此種構造可提供如上文描述的RF調諧的能力，以及來自兩個雙極電極的靜電夾持。在一些實施例中，此可改進邊緣區域夾持。例如，一些半導體處理可包括處理進入的晶圓，該等晶圓藉由在基板的邊緣區域處增加的晶圓彎曲表徵。確保在外邊緣處的完全卡緊可確保基板在處理期間維持實質上平坦，此另外可增加處理不均勻性或對基板的損壞。因為第二雙極電極510可延伸到或經過正處理的半導體基板的邊緣，可利用此種設計提供足夠卡緊，此種設計包括繞著第一雙極電極延伸的第二雙極電極。

此外，具有繞著第一雙極電極延伸的環形雙極電極的構造亦可促進RF的徑向調諧。第5B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置500的示意性橫截面部分視圖，並且可包括如上文描述的任何特徵、特性、或部件，且可包括在其他位置描述的任何基板支撐件中。如在橫截面中圖示，第二雙極電極510可繞著第一雙極電極505延伸，並且包括在第一雙極電極505的網格區段之間延伸的橋接器512。類似於如上文描述者，第一DC電源供應器520可與第一雙極電極505耦接，並且第二DC電源供應器525可與第二雙極電極耦接。此外，第一RF電源供應器530可與第一雙極電極505耦接，並且第二RF電源供應器535可與第二雙極電極510耦接。因為第二雙極電極可繞著第一雙極電極505延伸，藉由操作如上文論述的獨立RF電源供應器，電漿的徑向調諧可在內部及外部區域中執行，並且調諧可在處理操作之前執行，或在任何製程期間原位執行。如上文提及，亦可利用如先前論述的頂部RF電力饋送的可變電容器產生第5B圖的構造，並且熟習此項技術者對此容易瞭解。

第6A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置600的示意性俯視圖。佈置600可包括佈置400或佈置500的特徵或特性的任一者，並且可在其中可使用雙極夾持的任何基板支撐件（包括先前描述的任何基板支撐件）中整合。例如，佈置600可包括第一雙極電極605及第二雙極電極610。第一雙極電極605可包括至少兩個分離的網格區段606，並且在所示出的示例性實施例中可包括四個網格區段606，儘管將理解，可包括如先前論述的任何數量的網格區段。第一雙極電極605的每個網格區段606可藉由間隙608彼此分離。網格區段606的每一者可與將在下文論述的單個電源供應器電氣耦接，並且任何數量的電極引線可用於耦接位置609處的獨立區段，該等位置可係沿著網格的任何位置。

第二雙極電極610可包括繞著第一雙極電極的網格區段延伸的環形網格。此外，第二雙極電極610可包括穿過第一雙極電極的分離的網格區段之間的間隙延伸的橋接器612。第三電極615亦可包括在一些實施例中，並且可位於或從第一雙極電極及第二雙極電極徑向向外定位，並且可繞著如所示出的雙極電極延伸。在一些實施例中，第三電極可包括在外部區域347下面，如上文描述，或可以其他方式繞著基板支撐件的邊緣區域。電極引線可在如所示出的一或多個位置617處與第三電極耦接。儘管示出了四個此種引線位置，但可在如先前描述的實施例中提供任何數量的引線。

此種構造可提供如上文描述的較大的RF調諧能力，以及來自兩個雙極電極的靜電夾持。在一些實施例中，此可藉由提供三個徑向同心區域來改進邊緣區域夾持，可獨立地控制該等區域。與習知技術相比，此構造可提供改進的夾持以及改進的徑向RF調諧。

如上文提及，可藉由基於電極位置利用三個分離的徑向區域的構造提供額外的徑向調諧量。第6B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置600的示意性橫截面部分視圖，並且可包括如上文描述的任何特徵、特性、或部件，且可包括在其他位置描述的任何基板支撐件中。如在橫截面中圖示，第二雙極電極610可繞著第一雙極電極605延伸，並且包括在第一雙極電極605的網格區段之間延伸的橋接器612。第三電極615可從第二雙極電極610徑向向外定位。類似於如上文描述者，第一DC電源供應器620可與第一雙極電極605耦接，並且第二DC電源供應器625可與第二雙極電極耦接。此外，第一RF電源供應器630可與第三電極615耦接，第二RF電源供應器635可與第一雙極電極605耦接，並且第三RF電源供應器640可與第二雙極電極610耦接。

因為第二雙極電極可繞著第一雙極電極605延伸，並且第三電極可繞著第二雙極電極615延伸，藉由操作如上文論述的獨立RF電源供應器，電漿的徑向調諧可在內部區域、中間區域、及外部區域中執行，並且調諧可在處理操作之前執行，或者在任何製程期間原位執行。再者，如上文提及，構造可利用底部RF電力饋送或頂部RF電力饋送，該電力饋送利用如先前在第4C圖中描述的可變電容器。藉由利用根據本技術的實施例的雙極構造，可確保一致的基板放置，同時額外提供製程控制，從而提供所產生的電漿的徑向調諧。

在前述描述中，出於解釋的目的，已經闡述數個細節以便提供對本技術的各個實施例的理解。然而，熟習此項技術者將顯而易見，可在沒有此等細節中的一些細節的情況下或具有額外細節的情況下實踐某些實施例。

在已揭示若干實施例的情況下，熟習此項技術者將認識到可使用各種修改、替代構造、及等效者而不脫離實施例的精神。此外，尚未描述多種熟知製程及元素，以便避免不必要地混淆本技術。由此，以上描述不應當被認為限制技術的範疇。

在提供值範圍的情況下，將理解除非上下文另外明確指出，亦具體地揭示每個中介值到在彼範圍的上限與下限之間的下限單位的最小分數。涵蓋在任何提及值或在所提及範圍中未提及的中介值與在所提及範圍中的任何其他提及值或中介值之間的任何較窄範圍。彼等較小範圍的上限及下限可獨立地包括或排除在範圍中，並且每個範圍（其中任一限值、無一限值、或兩個限值包括在較小範圍中）亦在技術內涵蓋，但須遵守在所提及範圍中任何具體排除的限值。在所提及範圍包括一或兩個限值的情況下，排除彼等包括的限值的任一個或兩個的範圍亦包括在內。

如在本文及隨附申請專利範圍中使用，除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」包括複數引用。因此，例如，提及「一加熱器」包括複數個此種加熱器，並且提及「該突出部」包括提及一或多突出部及熟習此項技術者已知的其等效物等等。

此外，當在此說明書及以下申請專利範圍中使用時，詞語「包含(comprise(s))」、「包含(comprising)」、「含有(contain(s))」、「含有(containing)」、「包括(include(s))」、及「包括(including)」意欲規定存在所提及的特徵、整數、部件、或操作，但該等詞語不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、部件、操作等或群組。

100:處理系統 102:前開式晶圓盒 104:機器人臂 106:低壓固持區域 108a:基板處理腔室 108b:基板處理腔室 108c:基板處理腔室 108d:基板處理腔室 108e:基板處理腔室 108f:基板處理腔室 109a:串列部分 109b:串列部分 109c:串列部分 110:第二機器人臂 200:電漿系統 201:內部側壁 202:腔室主體 203:電力箱 204:腔室蓋 206:遮蔽環 208:前驅物分配系統 212:側壁 216:底壁 218:雙通道噴頭 220A:處理區域 220B:處理區域 222:通道 224:通道 225:圓周泵送空腔 227:襯墊組件 228:基座 229:基板 230:棒 231:排放埠 232:加熱元件 233:凸緣 235:圓周環 238:基底組件 240:前驅物入口通道 244:阻隔板 246:面板 247:冷卻通道 248:環形底板 258:介電隔離器 260:基板傳送埠 261:基板升舉銷 264:泵送系統 265:射頻（「RF」）源 300:半導體處理腔室 305:噴頭 307:RF源 310:基板支撐組件 315:腔室側壁 320:基板處理區域 325:靜電卡盤主體 327:基板支撐表面 330:桿 335a:電極 335b:電極 340a:電源供應器 340b:電源供應器 345:凹陷區域 347:外部區域 350:加熱器 365:電源供應器 400:電極佈置 405:第一雙極電極 406:網格區段 408:間隙 409:位置 410:第二雙極電極 412:橋接器 413:位置 415:第三電極 417:位置 420:第一DC電源供應器 425:第二DC電源供應器 430:第一RF電源供應器 435: 500:電極佈置 505:第一雙極電極 506:網格區段 508:間隙 509:位置 510:第二雙極電極 512:橋接器 520:第一DC電源供應器 525:第二DC電源供應器 530:第一RF電源供應器 535:第二RF電源供應器 600:電極佈置 605:第一雙極電極 606:網格區段 608:間隙 609:位置 610:第二雙極電極 612:橋接器 615:第三電極 617:位置 620:第一DC電源供應器 625:第二DC電源供應器 630:第一RF電源供應器 635:第二RF電源供應器 640:第三RF電源供應器

對所揭示技術的性質及優點的進一步理解可藉由參考說明書的剩餘部分及圖式來實現。

第1圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的頂部平面圖。

第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性橫截面圖。

第3圖圖示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橫截面部分視圖。

第4A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性俯視圖。

第4B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性橫截面部分視圖。

第4C圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性橫截面部分視圖。

第5A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性俯視圖。

第5B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性橫截面部分視圖。

第6A圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性俯視圖。

第6B圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於示例性基板支撐組件的電極佈置的示意性橫截面部分視圖。

若干圖式作為示意圖包括在內。將理解圖式係出於說明目的，並且除非特別聲明為按比例，否則不認為該等圖式係按比例的。此外，提供圖式作為示意圖以輔助理解，並且與現實表示相比可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的可包括誇示的材料。

在附圖中，類似部件及/或特徵可具有相同的元件符號。另外，相同類型的各個部件可藉由元件符號之後跟有在類似部件之間進行區分的字母來進行區分。若在本說明書中僅使用第一元件符號，則本說明適用於具有相同第一元件符號的類似部件的任何一個，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:半導體處理腔室

305:噴頭

307:RF源

310:基板支撐組件

315:腔室側壁

320:基板處理區域

325:靜電卡盤主體

327:基板支撐表面

330:桿

335a:電極

335b:電極

340a:電源供應器

340b:電源供應器

345:凹陷區域

347:外部區域

350:加熱器

365:電源供應器

Claims (17)

1. 一種基板支撐組件，包含：一靜電卡盤主體，界定一基板支撐表面；一支撐桿，與該靜電卡盤主體耦接；一加熱器，嵌入該靜電卡盤主體內；一第一雙極電極，在該加熱器與該基板支撐表面之間嵌入該靜電卡盤主體內，其中該第一雙極電極包含至少兩個分離的網格區段，每個網格區段藉由一圓扇形表徵；一第二雙極電極，在該加熱器與該基板支撐表面之間嵌入該靜電卡盤主體內，其中該第二雙極電極包含穿過該第一雙極電極的該等至少兩個分離的網格區段延伸的一連續網格；一第一RF電源供應器，與該第一雙極電極耦接；及一第二RF電源供應器，與該第二雙極電極耦接。
2. 如請求項1所述的基板支撐組件，其中該第二雙極電極包含藉由該第一雙極電極的該等至少兩個分離的網格區段之間的一橋接器耦接的兩個網格區段，並且其中該第二雙極電極的該等兩個網格區段藉由一圓扇形表徵。
3. 如請求項1所述的基板支撐組件，其中該第一雙極電極的該等至少兩個分離的網格區段包括利用間隙彼此分離的四個網格區段。
4. 如請求項3所述的基板支撐組件，其中該第 二雙極電極包含繞著該第一雙極電極的該等四個網格區段延伸的一環形網格，其中該環形網格包括穿過該第一雙極電極的該等分離的網格區段之間的該等間隙延伸的橋接器。
5. 如請求項1所述的基板支撐組件，進一步包含：一第一DC電源供應器，與該第一雙極電極耦接；以及一第二DC電源供應器，與該第二雙極電極耦接。
6. 如請求項1所述的基板支撐組件，進一步包含：一第三電極，從該第一雙極電極及該第二雙極電極徑向向外定位並且繞著該第一雙極電極及該第二雙極電極延伸。
7. 如請求項6所述的基板支撐組件，進一步包含：一第三RF電源供應器或可變電容器，與該第三電極耦接。
8. 如請求項7所述的基板支撐組件，其中在該靜電卡盤主體內延伸的複數個引線將該第三電極與該第三RF電源供應器或可變電容器耦接。
9. 如請求項1所述的基板支撐組件，其中該靜電卡盤主體包含一陶瓷材料。
10. 如請求項9所述的基板支撐組件，其中該陶 瓷材料包含氮化鋁。
11. 一種基板支撐組件，包含：一靜電卡盤主體，界定一基板支撐表面；一支撐桿，與該靜電卡盤主體耦接；一第一雙極電極，在該基板支撐表面下面嵌入該靜電卡盤主體內，其中該第一雙極電極包含藉由一間隙分離的至少兩個網格區段；一第二雙極電極，在該基板支撐表面下面嵌入該靜電卡盤主體內，其中該第二雙極電極穿過該第一雙極電極的該等至少兩個網格區段之間的該間隙延伸；以及一第一RF電源供應器，與該第一雙極電極耦接；及一第二RF電源供應器，與該第二雙極電極耦接。
12. 如請求項11所述的基板支撐組件，其中該第一雙極電極的每個網格區段藉由一圓扇形表徵。
13. 如請求項11所述的基板支撐組件，其中該第二雙極電極包含繞著該第一雙極電極的該等至少兩個網格區段延伸的一環形網格，其中該環形網格包括穿過該第一雙極電極的該等至少兩個網格區段之間的該間隙延伸的一橋接器。
14. 如請求項11所述的基板支撐組件，進一步包含：一第三電極，從該第一雙極電極及該第二雙極電極徑向向外定位並且繞著該第一雙極電極及該第二雙極電極延伸。
15. 如請求項14所述的基板支撐組件，進一步包含：一第三RF電源供應器或可變電容器，與該第三電極耦接。
16. 如請求項11所述的基板支撐組件，進一步包含：一第一DC電源供應器，與該第一雙極電極耦接；以及一第二DC電源供應器，與該第二雙極電極耦接。
17. 一種基板支撐組件，包含：一靜電卡盤主體，界定一基板支撐表面；一支撐桿，與該靜電卡盤主體耦接；一第一雙極電極，在該基板支撐表面下面嵌入該靜電卡盤主體內，其中該第一雙極電極包含藉由一間隙分離的至少兩個網格區段；一第二雙極電極，在基板支撐表面下面嵌入靜電卡盤內；以及一第三電極，從該第一雙極電極及該第二雙極電極徑向向外定位並且繞著該第一雙極電極及該第二雙極電極延伸；其中該第一雙極電極、該第二雙極電極和該第三電極分別耦接至一第一RF電源供應器、一第二RF電源供應器和一第三RF電源供應器。

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