[发明专利]静电吸盘、下电极组件及等离子体处理装置

说明书

本发明公开了一种用于等离子体处理装置的静电吸盘，该静电吸盘包括：多个区域，所述多个区域中的第一区域包括朝向所述静电吸盘的中心突出的突出部；第一通气孔，所述第一通气孔设置在所述突出部中。

技术领域

本发明涉及半导体处理装置的领域，特别地涉及静电吸盘、下电极组件及等离子体处理装置。

背景技术

静电吸盘(ESC)是等离子体刻蚀装置(尤其是反应离子刻蚀(RIE)装置)中最关键的组件之一。静电吸盘通过静电力吸附固定放置在其上的待处理晶圆，并且可以通过下方的基座调节待处理晶圆的温度。随着半导体技术的进步和刻蚀应用的多样性对静电吸盘提出了更多苛刻要求，例如要求更好的晶圆温度均匀性和更好的中心到边缘温度调节功能。此外，应用环境的多样性需要静电吸盘在更大的温度范围、更高的功率、更高的电压、更大的射频频率范围内工作。这极大地增加了静电吸盘组件(即下电极组件)中各个部分的机械应力、热应力、化学应力和电性应力。如果对这些应力处理不当，可能会损坏静电吸盘。当静电吸盘损坏时，通常会成为等离子处理装置的主要故障。结合所有这些因素对静电吸盘的设计和制造提出了严峻的挑战。

发明内容

第一方面，本发明提供了一种用于等离子体处理装置的静电吸盘，所述静电吸盘包括：多个区域，所述多个区域中的第一区域包括朝向所述静电吸盘的中心突出的突出部；第一通气孔，所述第一通气孔设置在所述突出部中。

第二方面，本发明提供了一种用于等离子体处理装置的下电极组件，包括：上述的静电吸盘，用于承载放置在其上的基片；基座，设置在所述静电吸盘的下方；结合层，设置在所述静电吸盘和所述基座之间，以结合所述静电吸盘和所述基座。

第三方面，本发明提供了一种等离子体处理装置，包括：反应腔，上述的下电极组件，所述下电极组件设置在所述反应腔内，待处理基片承载在所述下电极组件上，供气装置，向所述反应腔提供反应气体以产生等离子体处理基片。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于等离子体处理装置的下电极组件的示意图。

图2示出了根据一个实施例的在半导体处理过程中的硅片温度分布图。

图3示出了根据一个实施例的静电吸盘的上表面的例示图案的俯视图。

图4示出了根据另一个实施例的静电吸盘的上表面的例示图案的俯视图。

图5a-图5b示出了静电吸盘上表面突出台部的示意图。

图6示出了根据另一个实施例的静电吸盘的上表面的例示图案的俯视图。

图7示出了根据一个实施例的电容耦合等离子体(CCP)刻蚀设备的结构示意图

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

在等离子体处理基片过程中需要保持基片上良好的温度均匀性。处理工艺中还希望考虑调整基片中心和边缘之间温度的能力，以补偿由处理腔内的其他处理过程或硬件条件所引起的不均匀性。现有多种方法来提高温度均匀性和可调性。一种方法是在基座中构造多个冷却液通道。一种替代方法是在静电吸盘表面上构造多个区域。下面简述一些影响基片温度均匀性的因素以及相应的手段。

为了控制刻蚀过程中要处理的基片的温度，可以通过两种主要机制从基片中导走热量：

(1)在基片被静电吸盘吸附的情况下，热量通过固体-固体接触从基片传递到静电吸盘。基片背面和静电吸盘顶面之间的物理接触促进了热传导。影响此热传导的因素有：