[發明專利]具有多個嵌入式電極的基板支撐件

有效

• 申請號: 201880053380.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN110998782B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: P·A·克勞斯;T·C·楚;趙在龍
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

提供了一種用于在等離子體輔助處理腔室中將基板偏壓的區域的方法和設備。將基板(或基板的區域)偏壓增加了在基板與處理腔室中形成的等離子體之間的電位差，從而將來自等離子體的離子加速朝向基板區域的活性表面。在本文中的多個偏壓電極以有利于管理跨越基板的處理結果的均勻性的圖案的方式跨越基板支撐件而空間地布置。

背景技術

技術領域

在本文中描述的實施例總體上涉及在半導體制造中使用的處理腔室，具體地，涉及具有被配置為偏壓基板的基板支撐組件的處理腔室和偏壓基板的方法。

對相關技術的描述

可靠地產生高深寬比特征是半導體器件的下一代超大規模集成0電路(VLSI)和極大規模集成電路(ULSI)的關鍵技術挑戰之一。形成高深寬比特征的一種方法使用等離子體輔助蝕刻工藝以在基板的材料層(諸如介電層)中形成高深寬比開口。在典型的等離子體輔助蝕刻工藝中，在處理腔室中形成等離子體，并且來自等離子體的離子朝向基板和在基板上的掩模中形成的開口加速，以在掩模表面下方的材料層中形成開口。通常，通過將400kHz至2MHz的范圍中的低頻RF功率耦合到基板來將離子朝向基板加速，從而在基板上產生偏壓電壓。然而，將RF功率耦合到基板不會相對于等離子體向基板施加單電壓。在常用配置中，在基板和等離子體之間的電位差以RF功率的頻率從接近零值振蕩到最大負值。缺少單電位(所述單電位將離子從等離子體加速到基板)導致在基板表面處和在基板的材料層中形成的開口(特征)中的大范圍的離子能量。另外，由RF偏壓產生的不同離子軌跡相對于基板表面而產生離子的大角度分布。當蝕刻高深寬比特征的開口時，大范圍的離子能量是不期望的，因為離子沒有以足夠高的能量到達特征的底部以維持期望的蝕刻速率。相對于基板表面的離子的大角度分布是不期望的，因為其導致特征輪廓的變形，諸如在特征輪廓的垂直側壁中的頸縮以及彎曲。

因此，本領域中存在有能夠在等離子體輔助蝕刻工藝期間在基板的材料表面處提供具有低角度分布的窄范圍的高能量離子的需求。

發明內容

本公開內容總體上涉及等離子體輔助處理腔室或者等離子體增強處理腔室。更具體地，在本文中的實施例涉及被配置為在等離子體輔助半導體制造工藝或等離子體增強半導體制造工藝期間向基板的區域提供單獨的脈沖(循環)DC電壓的靜電吸盤(ESC)基板支撐件以及偏壓基板的區域的方法。

在一個實施例中，提供了一種基板支撐組件，所述基板支撐組件包括基板支撐件，所述基板支撐件包括：多個第一電極，所述多個第一電極在基板支撐件內，所述多個第一電極中的每個電極與所述多個第一電極中的每個其他電極電隔離且共面，其中所述多個第一電極中的每個電極被配置為通過與基板的區域的電容耦合而向基板的區域提供脈沖DC功率；和第二電極，所述第二電極設置在基板支撐件內并且與所述多個第一電極電隔離，用于將基板電夾持至基板支撐件。

其他實施例提供了一種處理腔室，包括：一個或多個側壁和底部，所述一個或多個側壁和底部界定處理容積；和基板支撐件。所述基板支撐件包括：多個第一電極，所述多個第一電極在基板支撐件內，所述多個第一電極中的每個電極與所述多個第一電極中的每個其他電極電隔離且共面，其中所述多個第一電極中的每個電極被配置為通過與基板的區域電容耦合而向基板的區域提供脈沖DC偏壓；和第二電極，所述第二電極設置在基板支撐件內并與所述多個第一電極電隔離，用于將基板電夾持到基板支撐件。

在另一個實施例中，提供了一種用多個循環DC電壓偏壓基板的方法。方法包括以下步驟：使處理氣體流到處理腔室中；從處理氣體形成等離子體；將基板電夾持到設置在處理腔室中的基板支撐件；和跨越多個區域偏壓基板?？缭蕉鄠€區域偏壓基板包括以下步驟：將通過開關系統而提供給設置在基板支撐件中的多個偏壓電極的多個循環DC電壓通過基板支撐件的第一介電層的電容而耦合到基板的相應區域。在本文中的多個循環DC電壓包括一系列的頻率和/或多個極性。

附圖簡單說明