[發明專利]等離子腔室中用于基板夾持的設備與方法

無效

• 申請號: 200780037481.1
• 申請日: 2007-10-04
• 公開（公告）號: CN101523357A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: G·巴拉蘇布拉馬尼恩;A·班塞爾;E·Y·朱科;M·阿優伯;H-J·金;K·杰納基拉曼;S·拉蒂;D·帕德希;M·J·西蒙斯;V·斯瓦拉馬克瑞希楠;B·H·金;A·阿巴亞緹;D·R·威蒂;H·姆塞德;A·巴利施尼科夫;C·陳;S·劉
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30;G06F19/00;G21C17/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陸 勍

技術領域

本發明的實施例大體上有關于一種用以處理半導體基板的設備與方法。更特別 地，本發明的實施例有關于一種用在等離子腔室中的靜電夾具(electrostatic?chuck)。

背景技術

等離子增強工藝，例如等離子增強化學氣相沉積(PECVD)工藝、高密度等離子 化學氣相沉積(HDPCVD)工藝、等離子沉浸離子植入(plasma?immersion?ion? implantation，P3I)工藝、以及等離子蝕刻工藝，在半導體處理中已經變得重要。

等離子對于制造半導體組件提供了許多優點。例如，使用等離子可因低處理溫 度而擁有大范圍的應用，等離子增強沉積對于高深寬比間隙具有良好的填隙能力及 高沉積速率。

等離子處理期間發生的問題即是正被處理的基板(特別是組件基板，即經圖案 化的基板)的變形。半導體組件是通過堆棧特定圖案的材料層于半導體基板上來形 成。經圖案化的基板在工藝期間可能會因為在具有不同材料的層次之間的熱膨脹差 異而「彎曲(bow)」，尤其是當基板正被加熱時?；宓膹澢鷷е鹿に嚤砻娴姆? 均勻性。彎曲基板的側面與背面會被處理成使得不僅浪費處理材料(用于等離子處 理之前體通常是非常昂貴)且對于后續工藝步驟造成了污染及其它問題。

圖1(習知技術)繪示在等離子工藝期間的基板彎曲狀況。等離子反應器10 包含電極12，電極12經由阻抗匹配電路16連接至射頻(RF)電源17。接地電極11 被建構以支撐在所述接地電極11上的基板13。電極12與接地電極11形成電容式 等離子產生器。當適當的RF功率施加至電極12時，可以從電極12與接地電極11 之間供應的任何前體氣體產生等離子15，以處理基板13。基板13可以被內嵌在接 地電極11中的加熱器18所加熱。等離子15在工藝期間也會加熱基板13。等離子 處理溫度可以介于約250℃至約450℃之間。隨著溫度上升，基板13會彎曲。在一 些情況中，300毫米基板的邊緣會彎曲高達0.4毫米。彎曲的基板有時候被稱為具 有高曲率的基板。

基板的彎曲對于在基板13的組件側14上的工藝均勻性呈現了挑戰性，而工藝 均勻性隨著特征結構尺寸縮小會變得更加關鍵。外部裝置(例如靜電夾具或真空夾 具)用來在處理期間保持基板平坦。然而，經夾固的基板在等離子工藝期間仍會因 為等離子散發的熱而變形。

因此，需要一種用以夾持基板且同時在等離子工藝期間能維持基板平坦度的設 備與方法。

發明內容

本發明大致上提供用以監測與維持等離子反應器中基板的平坦度的方法與設 備。

本發明的特定實施例提供一種用以處理基板的方法，所述方法至少包含：將所 述基板定位在靜電夾具上；施加RF功率于所述靜電夾具中的電極以及反向電極之 間，其中所述反向電極設置成平行于所述靜電夾具；施加DC偏壓至所述靜電夾具 中的所述電極，以夾持所述靜電夾具上的所述基板；以及測量所述靜電夾具的虛擬 阻抗。

本發明的特定實施例提供一種用以在等離子工藝期間監測基板的方法，所述方 法至少包含：將所述基板定位在具有第一與第二平行電極的等離子產生器中，其中 所述基板被定位在所述第一與第二平行電極之間，且實質上平行于所述第一與第二 平行電極；施加RF功率于所述等離子產生器的所述第一與第二平行電極之間；以 及通過測量所述等離子產生器的特性來監測所述基板。

本發明的特定實施例提供一種用以處理基板的設備，所述設備至少包含：靜電 夾具，所述靜電夾具包含第一電極，所述第一電極與DC電源供應器連接，其中所 述靜電夾具具有支撐表面用以支撐在所述支撐表面上的基板；反向電極，所述反向 電極被設置成實質上平行于所述靜電夾具的所述支撐表面，其中所述反向電極隔開 所述靜電夾具一段距離，所述基板被定位在所述靜電夾具與所述反向電極之間； RF電源供應器，所述RF電源供應器用以施加RF功率于所述第一電極與所述反向 電極之間；以及傳感器，所述傳感器用以測量所述靜電夾具的特性。

附圖說明

為了能詳細了解本發明的特征，通過參照在附圖中所示出的本發明實施例對本 發明進行更詳細的描述與簡要總結。然而，應所述注意，附圖僅出示本發明的典型 實施例，不應用以限定本發明的范圍，因為本發明還有其它等效的實施方式。

圖1(習知技術)繪示在等離子工藝期間的基板彎曲狀況。