具有改进的吸紧和电弧放电性能的静电吸盘设计的制作方法

本公开的各方面整体上涉及等离子体处理腔室。更具体地，本公开的各方面涉及一种设置在等离子体处理腔室中的衬底支撑件。

背景技术：

1、等离子体处理系统用于在衬底(诸如半导体衬底或透明衬底)上形成器件。在处理期间，将衬底保持在衬底支撑件上。衬底可以通过真空、重力、静电力、或通过其他合适的技术来保持到衬底支撑件。在处理期间，通过将功率(诸如射频(rf)功率)从耦接到电极的一个或多个电源施加到腔室中的电极来将腔室中的前驱物气体或气体混合物激励(例如，激发)成等离子体。激发的气体或气体混合物反应以在衬底的表面上蚀刻或形成材料层。所述层可以是(例如)钝化层、栅极绝缘体、缓冲层和/或蚀刻停止层。

2、在等离子体处理期间，在衬底支撑件、加热器、底座或静电吸盘(esc)与处理腔室的顶部之间形成等离子体。在更高的处理温度下(例如，650℃)，衬底弯曲度高，并且使用esc吸紧衬底以获得良好的均匀性。等离子体的rf返回路径穿过衬底支撑件并返回到rf电源。处理结果(例如，蚀刻、沉积等)的不均匀性或偏斜可能是由于rf返回路径、或底座加热器的几何形状的不对称性和/或围绕底座加热器边缘的等离子体壳层的弯曲引起的。在一些系统中，特别是在衬底支撑件附近防止沿rf返回路径的电弧放电是一项重大挑战。

3、因此，需要的是在等离子体处理腔室中的改进的衬底支撑件。

技术实现思路

1、本公开的方面涉及用于处理腔室的衬底支撑件的一个或多个实现方式。所述衬底支撑件被配置为减少电弧放电并且改进在衬底边缘处的等离子体壳层均匀性，从而产生更均匀沉积材料层以及其他益处。

2、在一个实现方式中，一种衬底支撑件包括：主体，所述主体具有中心；以及支撑表面，所述支撑表面在所述主体上，被配置为至少部分地支撑衬底。所述衬底支撑件包括：第一成角度壁，所述第一成角度壁从所述支撑表面向上且径向向外延伸；以及第一上表面，所述第一上表面设置在所述支撑表面上方。所述衬底支撑件还包括第二成角度壁，所述第二成角度壁从所述第一上表面向上且径向向外延伸，所述第一上表面在所述第一成角度壁与所述第二成角度壁之间延伸。所述衬底支撑件还包括第二上表面，所述第二上表面从所述第二成角度壁延伸。所述第二上表面设置在所述第一上表面上方。

3、在一个实现方式中，一种衬底支撑件包括：主体，所述主体具有中心；支撑表面，所述支撑表面在所述主体上，被配置为至少部分地支撑衬底；以及第一成角度侧壁，所述第一成角度侧壁向上且径向向外延伸。所述衬底支撑件还包括：第一上表面，所述第一上表面设置在所述支撑表面上方；以及第二成角度侧壁，所述第二成角度侧壁向下且径向向外延伸。所述衬底支撑件还包括第二上表面，所述第二上表面设置在所述第一上表面下方。

4、在一个实现方式中，一种衬底支撑件包括：主体，所述主体具有中心；以及支撑表面，所述支撑表面在所述主体上，被配置为至少部分地支撑衬底。所述衬底支撑件还包括突起，所述突起从所述支撑表面突出。所述突起包括：第一成角度壁，所述第一成角度壁从所述支撑表面向上且径向向外延伸；第一顶表面；以及后壁。所述第一顶表面从所述第一成角度壁延伸到所述后壁。所述衬底支撑件还包括边缘环，所述边缘环设置在所述突起外并在距所述突起的所述后壁的一定间距处。

技术特征：

1.一种衬底支撑件，包括：

2.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述支撑表面、所述第一成角度壁、所述第一上表面、所述第二成角度壁和所述第二上表面与所述主体一体地形成。

3.如权利要求2所述的衬底支撑件，其中所述第二成角度壁开始于所述支撑表面上方一定距离处。

4.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第一上表面和所述第二上表面平行于所述支撑表面。

5.如权利要求4所述的衬底支撑件，其中所述第一成角度壁自所述中心向上且径向向外延伸，并且所述第二成角度壁自所述中心向上且径向向外延伸。

6.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第二上表面设置在所述第二成角度壁与所述主体的外周边之间，并且一半径将所述第一成角度壁过渡到所述第一上表面。

7.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第一成角度壁开始于距所述主体的所述中心的第一距离，所述第二成角度壁开始于距所述主体的所述中心的第二距离，并且所述第二距离与所述第一距离之间的差值限定所述第一成角度壁和所述第一上表面的步宽。

8.如权利要求7所述的衬底支撑件，其中：

9.如权利要求7所述的衬底支撑件，其中所述步宽相对于所述第一距离的比率为0.3或更小。

10.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第二成角度壁相对于所述支撑表面以第二角度向上且径向向外延伸，其中所述第二角度小于所述第一角度。

11.如权利要求10所述的衬底支撑件，其中所述第一角度为30度或更大，并且所述第二角度在5度至60度的范围内。

12.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第一上表面设置在所述支撑表面上方的第一距离处，并且所述第二上表面设置在所述支撑表面上方的第二距离处，并且所述第一距离在0.005英寸至0.050英寸的范围内。

13.如权利要求12所述的衬底支撑件，其中所述第二距离在0.050英寸至0.5英寸的范围内。

14.如权利要求1所述的衬底支撑件，进一步包括：

15.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中：

16.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中第一半径将所述支撑表面过渡到所述第一成角度壁。

17.如权利要求16所述的衬底支撑件，其中：

18.如权利要求17所述的衬底支撑件，其中所述第二上表面自所述第四半径且朝向所述主体的外周边延伸。

19.如权利要求17所述的衬底支撑件，其中所述第二半径大于所述第一半径。

20.如权利要求1所述的衬底支撑件，其中所述第一成角度壁设置在距所述主体的所述中心的第一距离处，所述第二成角度壁设置在距所述主体的所述中心的第二距离处，所述第二距离由所述第二距离相对于所述第一距离的比率限定，并且所述比率在1.00至1.3的范围内。

21.如权利要求1、2、或4-20中任一项所述的衬底支撑件，其中所述第二成角度壁开始于所述支撑表面上方的位置处。

22.一种衬底支撑件，包括：

23.如权利要求22所述的衬底支撑件，其中所述支撑表面、所述第一成角度壁、所述半径、所述第一上表面、所述第二成角度壁和所述第二上表面与所述主体一体地形成。

24.如权利要求22所述的衬底支撑件，进一步包括第二半径，所述第二半径将所述支撑表面过渡到所述第一成角度壁。

25.如权利要求22所述的衬底支撑件，进一步包括第二半径，所述第二半径将所述第二成角度壁过渡到所述第二上表面。

26.如权利要求22所述的衬底支撑件，进一步包括第二半径，所述第二半径将所述第一上表面过渡到所述第二成角度壁。

27.如权利要求22所述的衬底支撑件，其中所述半径在0.010英寸至0.020英寸的范围内。

28.如权利要求22所述的衬底支撑件，其中所述第一上表面在所述支撑表面上方的一距离处，并且所述距离在0.005英寸至0.050英寸的范围内。

29.如权利要求22所述的衬底支撑件，其中所述第二上表面在所述支撑表面上方的一距离处，并且所述距离在0.050英寸至0.500英寸的范围内。

30.如权利要求22所述的衬底支撑件，进一步包括以下至少一项：

31.一种衬底支撑件，包括：

32.如权利要求31所述的衬底支撑件，进一步包括下突出部，所述下突出部设置在所述支撑表面里面，所述下突出部设置在所述支撑表面下面。

33.如权利要求31所述的衬底支撑件，其中所述第一半径和所述第二半径中的每一个在0.010英寸至0.020英寸的范围内。

34.如权利要求33所述的衬底支撑件，其中所述第三半径和所述第四半径中的每一个在0.010英寸至0.020英寸的范围内。

35.如权利要求31所述的衬底支撑件，其中所述第二成角度壁相对于所述支撑表面以第二角度向上且径向向外延伸，其中所述第二角度小于所述第一角度，所述第一角度在30度至90度的范围内，并且所述第二角度在5度至60度的范围内。

36.如权利要求31所述的衬底支撑件，其中所述第二上表面自所述第四半径且朝向所述主体的外周边延伸。

37.一种衬底支撑件，包括：

38.如权利要求37所述的衬底支撑件，其中第一半径将所述支撑表面过渡到所述第一成角度壁。

39.如权利要求38所述的衬底支撑件，其中：

40.如权利要求37所述的衬底支撑件，其中：

41.一种衬底支撑组件，包括：

42.如权利要求41所述的衬底支撑组件，进一步包括：

43.如权利要求41或权利要求42所述的衬底支撑组件，进一步包括：

44.如权利要求43所述的衬底支撑组件，进一步包括：

45.如权利要求44所述的衬底支撑组件，进一步包括：

46.如权利要求42-45中任一项所述的衬底支撑组件，其中所述一个或多个电极包括射频网格。

技术总结
本公开的方面涉及用于处理腔室的衬底支撑件的一个或多个实现方式。在一个实现方式中，一种衬底支撑件包括：主体，所述主体具有中心；以及支撑表面，所述支撑表面在所述主体上，所述支撑表面被配置为至少部分地支撑衬底。所述衬底支撑件包括：第一成角度壁，所述第一成角度壁从所述支撑表面向上且径向向外延伸；以及第一上表面，所述第一上表面设置在所述支撑表面上方。所述衬底支撑件还包括第二成角度壁，所述第二成角度壁从所述第一上表面向上且径向向外延伸，所述第一上表面在所述第一成角度壁与所述第二成角度壁之间延伸。所述衬底支撑件还包括第二上表面，所述第二上表面从所述第二成角度壁延伸。所述第二上表面设置在所述第一上表面上方。

技术研发人员：A·A·哈贾,V·S·C·帕里米,S·M·博贝克,P·K·库尔施拉希萨,V·K·普拉巴卡尔
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14