[发明专利]一种静电卡盘

说明书

本申请是申请日为2016年8月2日、申请号为201610625498.X，题为“陶瓷加热器和具有增强的晶片边缘性能的ESC”的申请的分案申请。

技术领域

本公开的实施方式大体涉及一种用于处理半导体基板的设备。更具体地，本公开的实施方式涉及一种用于等离子体腔室中的静电卡盘。

背景技术

等离子体增强工艺、诸如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)工艺、等离子体浸没离子注入工艺(P3I)和等离子体蚀刻工艺已在半导体处理中变得必不可少。等离子体在半导体装置的制造中提供许多优点。例如，由于降低的处理温度，使用等离子体使得广范围的应用成为可能，等离子体增强沉积对于高深宽比缝隙和高沉积速率具有出色的缝隙填充。

在等离子体处理期间发生的一个问题是由于用于制造静电卡盘和基板的部件的材料的不同电性质和热性质而在基板的边缘附近造成的工艺不均匀性。另外，由于RF驻波效应，在基板上方的电磁场不均匀，从而导致形成具有等离子体鞘(sheath)(所述等离子体鞘在基板的边缘附近朝基板弯曲)的等离子体。与基板中心处相比，等离子体鞘的这种弯曲导致在基板的边缘附近轰击基板的离子轨迹的差异，由此导致对基板的非均匀的处理，并且因此影响总临界尺寸均匀性。

因此，需要一种提供增强的基板边缘电磁场和均匀等离子体性能的改进的静电卡盘。

发明内容

本公开的实施方式提供一种用于支撑基板的改进的静电卡盘。在一个实施方式中，所述静电卡盘包括：卡盘主体，所述卡盘主体耦合到支撑杆，所述卡盘主体具有基板支撑表面；多个突片，所述多个突片远离所述卡盘主体的所述基板支撑表面突出，其中所述突片绕所述卡盘主体的圆周设置；电极，所述电极嵌入在所述卡盘主体内，所述电极从所述卡盘主体的中心径向延伸到超出所述多个突片的区域；以及RF电源，所述RF电源通过第一电连接耦合到所述电极。

在另一实施方式中，所述静电卡盘包括：主体，所述主体耦合到支撑杆，所述主体具有基板支撑表面；环形肩部，所述环形肩部远离所述基板支撑表面突出，所述环形肩部设置在所述主体的周边；内部电极，所述内部电极嵌入在所述主体内；内部电极，所述内部电极从所述主体的中心径向延伸到所述环形肩部附近的区域；外部电极，所述外部电极嵌入在所述主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，所述外部电极在所述环形肩部下方径向地延伸，其中所述外部电极相对地设置在所述内部电极下方；导电连接件，所述导电连接件将所述内部电极与所述外部电极连接；以及RF电源，所述RF电源通过第一电连接耦合到所述内部电极。

在又一实施方式中，所述静电卡盘包括：卡盘主体，所述卡盘主体耦合到支撑杆，所述卡盘主体具有基板支撑表面；环形肩部，所述环形肩部远离所述基板支撑表面突出，所述环形肩部设置在所述卡盘主体的周边；内部电极，所述内部电极嵌入在所述卡盘主体内，所述内部电极从所述卡盘主体的中心径向延伸到所述环形肩部附近的区域；外部电极，所述外部电极嵌入在所述卡盘主体内，所述外部电极径向地设置在所述内部电极的外部，所述外部电极在所述环形肩部下方径向地延伸；以及第一电源，所述第一电源通过第一可变电容器耦合到所述外部电极，所述第一电源经由第一电连接来向所述外部电极提供RF偏压。

附图说明

上文简要概述且在下文更详细地论述的本公开的实施方式可以参考附图中描绘的本公开的说明性的实施方式进行理解。然而，应当注意，附图仅仅示出本公开的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。

图1示出可用于实践本公开的各种实施方式的示例性PECVD系统的截面图。

图2A是根据本公开的一个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

图2B示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

图2C示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

图3A至图3C示出根据本公开的各个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

图4A至图4B示出根据本公开的另一实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

图5A至图5B示出根据本公开的各个实施方式的静电卡盘的示意性截面图。

为了促进理解，已尽可能使用相同附图标记指定各图所共有的相同元件。附图并非按比例绘制并且可以出于清晰性的目的加以简化。应预见到，一个实施方式的元素和特征可有益地并入其他实施方式而无需进一步的叙述。