[发明专利]用于半导体处理中的静电卡盘

说明书

一种半导体衬底处理装置包括：具有处理区域的真空室，半导体衬底能在所述处理区域中被处理；工艺气体源，其与所述真空室流体连通，以将工艺气体供给到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从所述工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块。所述衬底基座模块包括由陶瓷材料制成的台板，所述台板具有构造成在处理期间支撑在其上的半导体衬底的上表面；轴，其由陶瓷材料制成；以及嵌入所述台板中的共面电极，所述电极包括外部RF电极和内部静电夹持电极，所述外部RF电极包括环形电极和从所述环形电极延伸到所述台板的中心部分的径向延伸的导线，其中所述台板的所述陶瓷材料和所述电极包括在单个烧结步骤中制成的整体。

技术领域

本发明涉及用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，并且可以发现在可操作以沉积薄膜的等离子体增强化学气相沉积处理装置中的特定用途。

背景技术

半导体衬底处理装置用于通过包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、脉冲沉积层(PDL)、等离子体增强脉冲沉积层(PEPDL)处理和抗蚀剂去除的技术处理半导体衬底。半导体衬底处理装置的一种类型是包括含有上电极和下电极的反应室的等离子体处理装置，其中在电极之间施加射频(RF)功率，以将工艺气体激励成用于处理反应室中的半导体衬底的等离子体。

发明内容

本文公开了一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：包括处理区域的真空室，半导体衬底能在所述处理区域中被处理；工艺气体源，其与所述真空室流体连通，以将工艺气体供给到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从所述工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块，所述衬底基座模块包括由陶瓷材料制成的台板，所述台板具有构造成在处理期间支撑在其上的半导体衬底的上表面；轴，其由陶瓷材料制成，所述轴具有支撑所述台板的上轴凸缘；以及嵌入所述台板中的共面电极，所述电极包括外部RF电极和内部静电夹持电极，所述外部RF电极包括环形电极和从所述环形电极延伸到所述台板的中心部分的至少一个径向延伸的导线，其中所述台板的所述陶瓷材料和所述电极包括在单个烧结步骤中制成的整体。

根据一实施方案，所述台板包括在所述环形电极的内部的第一D形静电夹持电极和第二D形静电夹持电极，所述径向延伸的导线对角地延伸跨越所述台板并在相隔180°的两个位置处连接到所述环形电极，其中所述第一D形电极和所述第二D形电极在所述径向延伸的导线的相对侧上。所述台板包括位于所述台板的中心的第一端子，径向偏离所述第一端子的第二端子，以及径向偏离所述第一端子的第三端子，所述第一端子电连接到所述环形电极的所述径向延伸的导线，所述第二端子电连接到所述第一D形电极，并且所述第三端子电连接到所述第二D形电极。所述第一端子、所述第二端子和所述第三端子轴向延伸穿过所述台板中的开口，并且所述第二端子和所述第三端子沿着穿过所述第一端子的位置的对角线对齐。

在另一布置中，所述台板可以包括在所述环形电极的内部的第一、第二、第三和第四静电夹持电极，所述至少一个径向延伸的馈送条包括对角地延伸跨过所述台板的两个馈送条，所述馈送条中的每一个在相隔180°的两个位置处连接到所述环形电极，所述馈送条在所述台板的中心相交，其中所述第一、第二、第三和第四静电夹持电极位于对角地延伸的所述馈送条之间。

所述台板可以由任何合适的陶瓷材料制成，并且所述电极可以由任何合适的导电材料制成。例如所述台板可以由氮化铝制成，并且所述电极可以由钨制成。所述台板可以包括构造成容纳升降销的三个通孔，并且所述台板的直径可以至少为300mm。

在所述静电夹持电极是D形电极的实施方案中，所述环形电极可以通过围绕所述第一D形电极延伸的第一连续陶瓷材料壁和围绕所述第二D形电极延伸的第二连续陶瓷材料壁与所述D形电极分开。所述第一陶瓷材料壁和所述第二陶瓷材料壁可以具有相同的宽度，其中所述第一陶瓷材料壁和所述第二陶瓷材料壁的所述宽度小于所述径向延伸的导线的宽度。