[发明专利]具有双嵌入式电极的基板支撑件

说明书

在本文中描述的实施例总体而言涉及等离子体辅助处理腔室或等离子体增强处理腔室。更具体地，在本文中的实施例涉及被配置为向基板提供脉冲DC电压的静电吸盘(ESC)基板支撑件，和在等离子体辅助半导体制造工艺或等离子体增强半导体制造工艺期间使用脉冲DC电压偏压基板的方法。

背景技术

技术领域

在本文中描述的实施例总体而言涉及用于半导体制造的处理腔室，具体地，涉及具有基板支撑组件的处理腔室以及偏压基板的方法，所述基板支撑组件被配置为偏压设置在其上的基板。

对相关技术的描述

可靠地产生高深宽比特征是半导体器件的下一代超大规模集成电路(VLSI)和极大规模集成电路(ULSI)的关键技术挑战之一。形成高深宽比特征的一种方法使用等离子体辅助蚀刻工艺以在基板的材料层(诸如介电层)中形成高深宽比开口。在典型的等离子体辅助蚀刻工艺中，在处理腔室中形成等离子体，并且来自等离子体的离子朝向基板和在基板上的掩模中形成的开口加速，以在掩模表面下方的材料层中形成开口。通常，通过将400kHz至2MHz的范围中的低频RF功率耦合到基板从而将离子朝向基板加速，从而在基板上产生偏压电压。然而，将RF功率耦合到基板不会相对于等离子体向基板施加单电压。在常用配置中，在基板和等离子体之间的电位差以RF功率的频率从接近零值振荡到最大负值。缺少单电位(所述单电位将离子从等离子体加速到基板)导致在基板表面处和在基板的材料层中形成的开口(特征)中的大范围的离子能量。另外，由RF偏压产生的不同离子轨迹相对于基板表面而产生离子的大角度分布。当蚀刻高深宽比特征的开口时，大范围的离子能量是不期望的，因为离子没有以足够高的能量到达特征的底部，以维持期望的蚀刻速率。相对于基板表面的离子的大角度分布是不期望的，因为其导致特征轮廓的变形，诸如在特征的垂直侧壁中的颈缩和弯曲。

因此，本领域中存在有能够在等离子体辅助蚀刻工艺期间在基板的材料表面处提供具有窄角度分布的窄范围的高能量离子的需求。

发明内容

本公开内容总体而言涉及等离子体辅助处理腔室或等离子体增强处理腔室。更具体地，在本文中的实施例涉及被配置为在等离子体辅助半导体制造工艺或等离子体增强半导体制造工艺期间向基板提供脉冲DC电压的静电吸盘(ESC)基板支撑件以及偏压基板的方法。

在一个实施例中，提供了一种基板支撑组件。基板支撑组件包括基板支撑件，基板支撑件包括：第一介电层，所述第一介电层用于支撑基板，设置在第二介电层上；第一电极，所述第一电极设置在第一介电层和第二介电层之间，用于通过第一介电层的电容而将脉冲DC功率电容耦合至基板；以及第二电极，所述第二电极用于通过在基板和第二电极之间提供电位而将基板电夹持到基板支撑件，其中第二电极与第一电极电隔离。在一个实施例中，偏压电极和ESC电极在基板支撑件中彼此平面地设置。在另一个实施例中，偏压电极比ESC电极更靠近基板支撑表面。在另一实施例中，偏压电极包括：平面部分；多个导电特征，所述多个导电特征在平面部分和基板支撑表面之间；以及多个连接器，所述多个连接器将平面部分电耦合到多个导电特征。偏压电极的平面部分和多个导电特征都经由与其耦合的电容而向基板提供脉冲DC偏压。在这个实施例中，多个连接器比ESC电极更靠近基板支撑表面。

在另一个实施例中，提供了一种用脉冲DC电压偏压基板的方法。所述方法包括以下步骤：使处理气体流到处理腔室中；从处理气体形成等离子体；以及通过在基板和设置在基板支撑件中的第一电极之间提供电位而将基板电夹持到设置在处理腔室中的基板支撑件。在本文中，基板支撑件包括第一介电层和第二介电层。所述方法进一步包括：通过第一介电层的电容而将提供到第二电极的脉冲DC功率电容耦合到基板，其中第二电极的至少一部分设置在第一介电层和第二介电层之间。