[發明專利]襯底支撐結構和制造襯底支撐結構的方法

在審

• 申請號: 202210802566.0
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115595562A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: J.A.桑蒂蘭;S.庫塔思;H.高
• 申請（專利權）人: ASMIP私人控股有限公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

一種襯底支撐結構，包括由陶瓷復合材料形成的襯底支撐結構主體，該主體具有第一表面、與第一表面間隔開的第二表面以及跨越襯底支撐結構主體的第一表面和第二表面的外圍。襯底支撐結構主體的第一表面、第二表面和外圍由陶瓷復合材料限定。該陶瓷復合材料包括以下兩種或更多種成分：(a)氮化鋁(AlN)成分，(b)氧氮化鋁(Al_2.81O_3.56N_0.44,AlON)成分，(c)α?氧化鋁(α?Al₂O₃)成分，(d)釔鋁石榴石(Y₃Al₅O₁₂,YAG)成分，(e)釔鋁單斜晶(Y₄Al₂O₉,YAM)成分，(f)釔鋁鈣鈦礦(YAlO₃,YAP)成分，以及(g)氧化釔(Y₂O₃)成分。還描述了半導體處理系統和制造襯底支撐結構的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2021年7月7日提交的美國臨時專利申請號63/219245和2021年11月29日提交的美國臨時專利申請號63/283709的優先權和權益，其內容通過引用整體結合于此。

技術領域

本公開總體涉及在襯底上沉積膜。更具體地，本公開涉及在半導體器件制造期間在襯底上沉積膜的過程中支撐襯底。

背景技術

半導體器件通常通過在襯底上沉積薄膜來制造，例如使用化學氣相沉積(CVD),如原子層沉積(ALD)和等離子體增強原子層沉積(PEALD)技術。ALD是一種表面控制的逐層過程，在一系列反應循環中，每次沉積一個原子層的薄膜。PEALD類似于ALD，并且另外采用離解的反應物離子和分子，以在一系列反應循環期間順序地每次沉積一個原子層的薄膜。在任一種技術中，膜沉積通常包括將襯底支撐在卡盤上，將襯底加熱到期望的沉積溫度，并將反應物循環引入反應室，以在襯底上形成膜。卡盤可以由具有電特性的陶瓷材料形成，該電特性允許在將膜沉積到襯底上的過程中，襯底被靜電固定到卡盤上。

在一些膜沉積過程中，膜沉積過程中采用的沉積溫度可能會限制卡盤的預期使用壽命。例如，與期望的膜沉積溫度相關的形成卡盤的陶瓷材料內的熱應力可能導致形成卡盤的陶瓷材料內的破裂，潛在地需要定期更換卡盤。襯底溫度上升到膜沉積溫度可能會在形成卡盤的陶瓷材料內引起熱應力，也可能導致破裂，也潛在地需要定期更換卡盤。并且與反應室內的連續膜沉積事件相關的卡盤的熱循環可能進一步導致形成卡盤的陶瓷材料內的破裂，進一步驅動定期更換卡盤的需求。

為了限制定期更換卡盤的需要，在一些ALD和PEALD過程中采用的膜沉積溫度可以根據形成卡盤的陶瓷材料來限制，例如限制到低于350℃，或低于300℃，或甚至低于250℃，膜沉積過程采用的膜沉積溫度限制(或消除)了定期更換卡盤的需要。盡管對于其預期目的來說通常是可接受的，但在一些半導體處理系統中，由于與形成卡盤的陶瓷材料相關的溫度限制而限制膜沉積溫度會降低產量。

這種系統和方法對于它們的預期目的來說通常是可接受的。然而，仍需要改進的襯底支撐結構、半導體處理系統和制造襯底支撐結構的方法。本公開提供了對一個或多個這些需求的解決方案。

發明內容