用于高弯曲晶片的静电卡盘基座加热器的制作方法

本公开总体涉及用于在晶片处理或反应器系统中加热晶片的方法和系统，更具体地，涉及用于反应室中的静电卡盘(esc)基座加热器，其适用于高弯曲晶片。

背景技术：

1、包括原子层沉积(ald)和化学气相沉积(cvd)在内的半导体处理技术通常用于在衬底比如硅晶片上形成材料薄膜。为了进行这种处理，使用具有反应室的反应器系统或工具，衬底保持器定位在该反应室中并用于在晶片处理步骤中保持晶片。在许多情况下，衬底保持器设置为基座加热器的上部，该基座加热器用于加热衬底并包括升降销，以相对于衬底保持器的上表面升高和降低接收的晶片。

2、特别地，静电卡盘(esc)在许多半导体处理应用中用作基座加热器的衬底保持器，包括蚀刻、cvd、离子注入和反应器系统或工具中的其他处理。esc通常由主体陶瓷制成并对等离子体和处理气体具有高耐受性。内置加热器确保高平面内温度均匀性，并有助于支持半导体进一步小型化所需的半导体制造过程。esc中的内部电极被嵌入以利用该结构和放置在esc表面上的晶片(例如硅晶片)之间产生的静电力。

3、除了用于硅晶片安装之外，esc还用于在半导体制造过程中提供平整度校正，因为在一些基于晶片的器件设计中可能会出现弯曲。例如，nand快闪存储器装置具有最高数量的膜堆叠之一，这可导致晶片上的高应力，且可导致这些晶片弯曲。在处理期间，弯曲的晶片可能不会与基座加热器表面形成良好的热接触，这会产生不期望的大的热梯度，而这会导致不理想的沉积质量。此外，当沉积时，弯曲的晶片可能获得更高的背面沉积水平，最终可能需要清洁，导致在涉及弯曲晶片的器件制造中包括不需要的额外步骤。

4、一些esc设计包括卡盘上表面上的最小接触面积(mca)点，并且在一些应用中，mca点在平整容纳在esc上的晶片中是有用的。然而，mca点通常不能有效地在晶片上提供均匀的夹紧力或夹紧鞍形晶片。因此，需要用于反应器系统中的改进的esc基座加热器设计，其有助于更有效地处理弯曲的晶片，并且最小化去除背面沉积的额外清洁步骤的需要。

技术实现思路

1、提供本
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

2、在本说明书的一些实施例中，静电卡盘(esc)基座加热器被提供用于各种反应器系统和/或反应室组件中。esc基座加热器包括基座主体和基座主体上用于接收衬底(例如但不限于高弯曲晶片)的表面(可以标记为esc表面)。电极嵌入在基座主体中，其可操作以选择性地在衬底和表面之间产生静电力，以将衬底固定到基座主体。

3、esc基座加热器包括衬底接触表面，其被提升到高于基座主体上的表面的高度，并且该表面包括：(a)以第一直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的内部密封带；(b)以大于第一直径的第二直径围绕基座主体上的表面中心延伸的中间密封带；以及(c)以大于第二直径的第三直径围绕基座主体上的表面中心延伸的外部密封带。此外，衬底接触表面还包括多个接触区域，其设置在：(a)内部密封带和中间密封带之间的基座主体上的表面的中间区域；以及(b)中间密封带和外部密封带之间的基座主体上的表面的外部区域。

4、在一些示例性esc基座加热器中，第一直径在35至60毫米(mm)的范围内，第二直径在150至230mm的范围内，第三直径在270至320mm的范围内。外部密封带的宽度可以大于内部密封带的宽度，并且内部密封带的宽度则可以大于中间密封带的宽度。外部密封带的宽度可以选自3至7mm的范围。内部密封带和中间密封带各自可以包括第一部分，其布置成靠近第二部分并通过间隙与第二部分隔开。每个接触区域的尺寸可设定为具有1.5至3.0mm范围内的外径。此外，每个中间区域和外部区域中的接触区域的数量可以为至少30，并且中间区域和外部区域中的接触区域可与相邻的接触区域基本等距间隔开。

5、在esc基座加热器的一些不同实施例中，衬底接触表面还包括一组辐条，每个辐条以线性方式从内部密封带向外延伸到外部密封带。在这样的实施例中，每个辐条的宽度可以在1到3mm的范围内。虽然辐条的数量可以变化，但是该组辐条包括六个辐条可能是有用的，每个辐条与相邻的辐条径向偏移60度。衬底接触表面还可以包括一组辅助辐条。每个辅助辐条可以线性方式从中间密封带向外延伸到外部密封带，并且可以设置在第一组辐条中的相邻一对辐条之间。该组辅助辐条可以包括六个或更多个辅助辐条，并且每个辅助辐条可以具有在1至3mm范围内的宽度。此外，衬底接触表面的面积与基座主体上的表面的面积的比率可以小于10％，例如约9％。

6、在本说明书的其他实施例中，描述了一种静电卡盘(esc)基座加热器，其包括包含嵌入式加热器和集成电极的基座主体，并且还包括基座主体上用于接收衬底的表面。在esc基座加热器的这些实施例中，包括衬底接触表面，其被提升到高于基座主体上的表面的高度。基座接触表面包括：(a)以第一直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的内部密封带；(b)以大于第一直径的第二直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的中间密封带；以及(c)以大于第二直径的第三直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的外部密封带。此外，衬底接触表面包括一组辐条，每个辐条以线性方式从内部密封带向外延伸到外部密封带。

7、衬底接触表面可进一步包括多个接触区域(例如mca点等)，其设置在内部密封带和中间密封带之间的基座主体上的表面的中间区域中，以及中间密封带和外部密封带之间的基座主体上的表面的外部区域中。每个接触区域的尺寸可设定为具有1.5至3.0mm范围内的外径，并且每个中间和外部区域中的接触区域的数量可以为至少30。衬底接触表面还可以包括一组辅助辐条，每个辅助辐条以线性方式从中间密封带向外延伸到外部密封带，并且每个辅助辐条设置在第一组辐条中的相邻一对辐条之间。

8、在其他示例性实施例中，提供了一种用于选择性地夹紧和加热衬底的设备。该设备包括基座加热器和在基座加热器上的静电卡盘(esc)，其包括用于接收和使用静电力夹持衬底的esc表面。包括从esc表面向外延伸的衬底接触表面。衬底接触表面包括一组线性辐条，每个辐条与esc表面的中心间隔开，并从esc表面的中心从内部密封袋径向向外延伸到外部密封带。该组辐条包括六个辐条，每个辐条与相邻的辐条径向偏移60度，并且衬底接触表面还包括多个接触区域(例如mca点等),这些接触区域设置在成对辐条之间的esc表面区域中。

9、在esc基座加热器的这些实施例中，衬底接触表面可以包括：(a)以第一直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的内部密封带；(b)以大于第一直径的第二直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的中间密封带；以及(c)以大于第二直径的第三直径围绕基座主体上的表面的中心延伸的外部密封带。在一些加热器中，第一直径在35至60毫米(mm)的范围内，第二直径在150至230mm的范围内，第三直径在270至320mm的范围内。此外，外部密封带的宽度大于内部密封带的宽度。内部密封带的宽度可以大于中间密封带的宽度，并且外部密封带的宽度可以选自3到7mm的范围。在一些实施例中，衬底接触表面还包括一组辅助辐条，每个辅助辐条以线性方式从中间密封带向外延伸到外部密封带，并且每个辅助辐条设置在第一组辐条中的相邻一对辐条之间。该组辅助辐条可以包括六个辅助辐条，并且每个辅助辐条可以具有1至3mm范围内的宽度。

10、所有这些实施例都在本公开的范围内。从下面参考附图对某些实施例的详细描述中，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见，本公开不限于所讨论的任何特定实施例。