用于等离子体蚀刻操作的基板支撑件的制作方法_2

文档序号:9402116阅读:来源:国知局
具有内壁126,所述 内壁限定了基板支撑件表面128。基板支撑件表面被配置为在内壁126内支撑基板,例如 200mm、300mm,或450mm直径的半导体基板。某些实施方式中,当所述介电板设置在导电板 108的顶表面110上时,导电板108的渐缩边缘部分延伸超出基板支撑件表面128。
[0024] 介电板120可包括第一定位孔130,所述第一定位孔共轴对准至第二定位孔132, 所述第二定位孔被形成为至少部分穿过导电板108。第一定位装置,例如第一定位销136, 可穿过介电板120使得所述销安置在所述介电板内的基板支撑件表面128处或所述基板支 撑件表面之下,且第一定位销136部分穿过导电板108以将介电板120至少有角度地相对 于导电板108定位。第三定位孔134可被形成为至少部分地穿过介电板120,并与第一定位 孔130共轴对准。第二定位装置,例如第二定位销137,可穿过介电绝缘体102并部分延伸 至第二定位孔132中以将导电板108相对于介电绝缘体102至少有角度地定位。
[0025] 第一、第二及第三定位孔130、132及134不需要共轴对准以为了将所述基板支撑 件的组件定位。为了对准,相邻的组件,例如介电板120及导电板108,可具有一个或更多个 轴向对准的孔以接收第一定位销136。相似地,导电板108及介电绝缘体102可具有一个或 更多个轴向对准的孔以接收第二定位销137。当一起使用时,所述定位孔及定位销可至少为 介电绝缘体102、导电板108及介电板120提供径向对准。
[0026] 发明人观察到,如上文描述的被配置并定位于导电板108的所述顶表面上的介电 板有利地影响等离子体的形成,且在所述基板的所述边缘处对于蚀刻速度的均匀性具有有 益的效果。发明人观察到,具有延伸超出基板支撑件表面128的渐缩边缘的导电板108可 减少所述边缘效应的显著性。在不受限于理论的情况下,发明人相信介电板120通过电场 的扩散(diffusion)或蔓延(spreading)离开下方的导电板108的所述边缘而改善了所述 等离子体的均匀性。
[0027] 所述基板支撑件可包括加热器150,以在基板设置在基板支撑件100上时,将所述 基板加热至所需的温度。加热器150可为适合提供基板温度控制的任何种类的加热器。例 如,加热器150可为电阻式加热器。在这样的实施方式中,加热器150可親合至电源152, 所述电源被配置为提供加热器150电力以有助于操作加热器150。某些实施方式中,加热 器150可内建于介电绝缘体102、导电板108及基板支撑件100的介电板120中的一个或更 多个中。加热器150也可位于介电绝缘体102及导电板108的界面中,或在导电板108及 介电板120的界面上。替代地或组合地,某些实施方式中,加热器150可设置在基板支撑件 100的所述表面之上或附近。加热器150的数量及排列可被变更以对基板216温度提供额 外的控制(图2)。例如,在使用多于一个加热器的实施方式中,所述加热器可被排列在多个 区域以有助于横越基板216的温度的控制,因此提供增进的温度控制。
[0028] 发明人观察到,某些现有基板支撑件的典型的边缘效应在所述基板的边缘处不利 地影响基板处理。一般而言,在预清洁处理或其他蚀刻或溅射-蚀刻处理期间,观察到所述 边缘效应造成所述蚀刻速度的不均匀性,其中所述基板边缘比所述基板的其它部分更积极 地(aggressively)被蚀刻。
[0029] 某些处理状况下,及对于某些基板,所述基板边缘增加的蚀刻速度并不足以造成 制造上的困扰。然而,某些处理中,例如利用偏压射频(RF)能量源的处理,所述不均匀性无 法被容忍,且目前的技术无法充分地纠正所述状况。某些处理中,例如利用特定硬件配置的 高偏压处理,其中所述导电板被提供大约500W至大约IkW的偏压射频功率,在所述基板边 缘处的所述边缘效应足够使处理不均匀性造成制造上的困扰。在其他硬件配置的其他情况 中,高偏压状况可存在于偏压功率超过系统能力大约50%的时候。其他实施方式中,高偏压 可具有不同的特性,但在所有的情况中,随着施加至所述基板支撑件的所述偏压功率增加 到所期望用于其他处理考虑的水平,所述基板边缘处的不均匀性成为问题。
[0030] 在高偏压的情况中,不希望有的不均匀性状况存在于所述边缘处,且所述不均匀 性的量足以影响由所述基板生产的半导体的产率。所述不均匀性无法在商业化中被容许, 且无法利用目前的设备以将所述不均匀性充分地控制到可接受的程度。
[0031] 本文公开的本发明的基板支撑件可有利地改变典型基板支撑件上所看到的所述 基板边缘的更高蚀刻速度。测试结果显示本基板支撑件可将所述边缘效应所造成的蚀刻不 均匀性减少至可接受的程度,甚至是在高偏压的情况下。某些蚀刻均匀性测试的结果中,当 相较于利用目前基板支撑件在相似的状况下处理的基板时,所移除或蚀刻的材料的均匀性 上显示出有所改善。
[0032] 发明人注意到在某些测试中,所述本发明的基板支撑件产生了均匀但较低的蚀刻 速度。即,相较于利用当前的基板支撑件在相似状况下处理的相似基板,所述蚀刻速度在横 越所述基板上更均匀且在计时的时段中被去除材料的量更少。利用本基板支撑件所观察到 的蚀刻速度在横越所述基板上是均匀的,或是大体上均匀的。所述较低的蚀刻速度显示出 能有益地改善所述蚀刻处理的可控制性。
[0033] 图2表示根据本发明的某些实施方式的基板处理系统。其他配置的其他处理腔室 也可依据在此提供的教导而改变。
[0034] 一般而言,基板处理系统200包括处理腔室202,所述处理腔室具有第一空间203 及第二空间205。第一空间203可包括将接收(例如引入或形成)等离子体207的处理腔 室202的一部分。第二空间205可包括处理腔室202的一部分,在第二空间中,将用来自 等离子体207的反应物处理基板。例如,基板支撑件100可被设置在处理腔室202的第二 空间205内。
[0035] 基板处理系统200可包括气体入口 206,所述气体入口耦合至所述处理腔室以提 供一种或更多种可被用于在所述第一空间中形成等离子体207的处理气体。气体排放装置 208可被耦合到处理腔室202,例如在包括第二空间205的处理腔室202的较低部分中。某 些实施方式中,射频电源210可被耦合至感应线圈212以在处理腔室202内产生等离子体 207。或者,(未显示),所述等离子体可由例如远程等离子体源或类似物来远程产生,并流 至所述处理腔室的第一空间203中。某些实施方式中,电源109可被耦合至基板支撑件100, 以在基板216存在于基板支撑件100的表面上时,控制流至所述基板的离子通量(flux)。 基板处理处系统200可包括控制器220,例如,以控制基板处理系统200的一个或更多个部 件以执行基板216上的操作。其他及进一步的部件及基板处理系统200在下文探讨。
[0036] 处理腔室202包括壁230、底部232及顶部234。介电盖236可被设置在顶部234 之下及处理配件228之上,处理配件228耦合至处理腔室202。介电盖236可为如图2所示 的圆顶形。介电盖236可由诸如玻璃或石英的介电材料所制成,且所述介电盖通常是可在 特定数量的基板在基板处理系统200中被处理后而替换的可替换部件。感应线圈212可设 置在介电盖236周围并耦合到射频电源210以将射频功率感应耦合到第一空间203,以在第 一空间203中形成等离子体207。以替代感应线圈212或与感应线圈212组合的方式,远程 等离子体源(未显示)可被用以在第一空间203中形成等离子体207或将等离子体207提 供到第一空间203。
[0037] 处理配件228可包括诸如凸缘的环238,所述环具有被配置以安置在处理腔室202 的壁230上的外围边缘240。例如,如图2所示,环238的外围边缘240可安置在壁230上 并使介电盖236及顶部234安置在环238上。然而,图2所示的实施方式仅为范例性的,且 其他实施方式是可能的。例如,环238可被配置为安置在腔室的内部特征上
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