CN116457931A - 高温双极静电卡盘 - Google Patents

Abstract

示例性支撑组件可包括限定基板支撑表面的静电卡盘主体。基板支撑组件可包括与静电卡盘主体耦接的支撑杆。基板支撑组件可包括嵌入静电卡盘主体内的加热器。基板支撑组件可包括在加热器与基板支撑表面之间嵌入静电卡盘主体内的第一双极电极。第一双极电极可包括至少两个分离的网格区段，其中每个网格区段由圆扇形表征。基板支撑组件可包括在加热器与基板支撑表面之间嵌入静电卡盘主体内的第二双极电极。第二双极电极可包括穿过第一双极电极的至少两个分离的网格区段延伸的连续网格。

Description

高温双极静电卡盘

相关申请的交叉引用

本申请要求标题为“HIGH TEMPERATURE BIPOLAR ELECTROSTATIC CHUCK(高温双极静电卡盘)”的于2020年10月21日提交的美国专利申请第17/076,649号的权益和优先权，此专利申请的全部内容通过引用方式并入本文中。

技术领域

本技术关于用于半导体制造的部件和设备。更具体地，本技术关于基板支撑组件和其他半导体处理设备。

背景技术

集成电路可能由在基板表面上产生复杂图案化的材料层的处理来制成。在基板上产生图案化材料需要用于形成和移除材料的受控方法。发生这些处理的温度可直接影响最终产品。经常利用在处理期间支撑基板的组件控制和维持基板温度。位于内部的加热装置可在支撑件内产生热量，并且热量可以以传导方式传递到基板。基板支撑件也可在一些技术中用于产生基板水平的等离子体，以及将基板静电夹持到支撑件。在基板附近产生的等离子体可导致部件的轰击，以及在腔室的不利区域中的寄生等离子体形成。条件也可导致在基板支撑电极之间的放电。此外，将基座用于热量产生和等离子体产生两者可导致干扰效应。

由于各种操作处理可利用增加的温度以及基板水平的等离子体形成，因此基板支撑件的构成材料可暴露于影响组件的电气操作的温度。因此，存在对可以用于产生高质量装置和结构的经改良***和方法的需要。本技术解决了这些和其他需要。

发明内容

示例性支撑组件可包括限定基板支撑表面的静电卡盘主体。基板支撑组件可包括与静电卡盘主体耦接的支撑杆。基板支撑组件可包括嵌入静电卡盘主体内的加热器。基板支撑组件可包括在加热器与基板支撑表面之间嵌入静电卡盘主体内的第一双极电极。第一双极电极可包括至少两个分离的网格区段，其中每个网格区段由圆扇形表征。基板支撑组件可包括在加热器与基板支撑表面之间嵌入静电卡盘主体内的第二双极电极。第二双极电极可包括穿过第一双极电极的至少两个分离的网格区段延伸的连续网格。

在一些实施例中，第二双极电极可以是或包括由第一双极电极的至少两个分离的网格区段之间的网桥耦接的两个网格区段。第二双极电极的两个网格区段可由圆扇形表征。组件可包括与第一双极电极和第二双极电极两者耦接的RF电源供应器或可变电容器。第一双极电极的至少两个分离的网格区段可包括用间隙彼此分离的四个网格区段。第二双极电极可包括绕着第一双极电极的四个网格区段延伸的环形网格。环形网格可包括穿过第一双极电极的分离的网格区段之间的间隙延伸的网桥。组件可包括与第一双极电极耦接的第一RF电源供应器或可变电容器。组件可包括与第二双极电极耦接的第二RF电源供应器或可变电容器。组件可包括与第一双极电极耦接的第一DC电源供应器。组件可包括与第二双极电极耦接的第二DC电源供应器。组件可包括从第一双极电极和第二双极电极径向向外定位并且绕着第一双极电极及第二双极电极延伸的第三电极。组件可包括与第三电极耦接的第三RF电源供应器或可变电容器。多个引线可在静电卡盘主体内延伸以将第三电极与第三RF电源供应器或可变电容器耦接。静电卡盘主体可以是或包括陶瓷材料。陶瓷材料可以是或包括氮化铝。

本技术的一些实施例可涵盖基板支撑组件。组件可包括限定基板支撑表面的静电卡盘主体。组件可包括与静电卡盘主体耦接的支撑杆。组件可包括在基板支撑表面下面嵌入静电卡盘主体内的第一双极电极。第一双极电极可包括由间隙分离的至少两个网格区段。组件可包括在基板支撑表面下面嵌入静电卡盘主体内的第二双极电极。第二双极电极可穿过第一双极电极的至少两个网格区段之间的间隙延伸。

在一些实施例中，第一双极电极的每个网格区段可由圆扇形表征。第二双极电极可包括绕着第一双极电极的至少两个网格区段延伸的环形网格。环形网格可包括穿过第一双极电极的至少两个网格区段之间的间隙延伸的网桥。组件可包括与第一双极电极耦接的第一RF电源供应器或可变电容器。组件可包括与第二双极电极耦接的第二RF电源供应器或可变电容器。组件可包括从第一双极电极及第二双极电极径向向外定位并且绕着第一双极电极及第二双极电极延伸的第三电极。组件可包括与第三电极耦接的第三RF电源供应器或可变电容器。组件可包括与第一双极电极耦接的第一DC电源供应器。组件可包括与第二双极电极耦接的第二DC电源供应器。

本技术的一些实施例可涵盖基板支撑组件。组件可包括限定基板支撑表面的静电卡盘主体。组件可包括与静电卡盘主体耦接的支撑杆。组件可包括在基板支撑表面下面嵌入静电卡盘主体内的第一双极电极。第一双极电极可包括由间隙分离的至少两个网格区段。组件可包括在基板支撑表面下面嵌入静电卡盘内的第二双极电极。组件可包括从第一双极电极和第二双极电极径向向外定位并且绕着第一双极电极和第二双极电极延伸的第三电极。

这种技术可提供优于常规***和技术的数个益处。例如，本技术的实施例可提供基板支撑件，该基板支撑件可允许在等离子体处理期间径向调谐，并且在高温操作期间可维持可持续。此外，基板支撑件可维持双极夹持，同时支持RF调变。结合下文描述和附图更详细描述这些和其他实施例，连同众多其优点和特征。

附图说明

对所公开技术的性质和优点的进一步理解可通过参考说明书的剩余部分和附图来实现。

图1图示了根据本技术的一些实施例的示例性处理***的俯视平面图。

图2图示了根据本技术的一些实施例的示例性等离子体***的示意性横截面图。

图3图示了根据本技术的一些实施例的示例性基板支撑组件的示意性横截面部分视图。

图4A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性俯视图。

图4B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性横截面部分视图。

图4C图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性横截面部分视图。

图5A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性俯视图。

图5B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性横截面部分视图。

图6A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性俯视图。

图6B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置的示意性横截面部分视图。

包括了若干附图作为示意图。将理解附图是出于说明目的，并且除非特别声明为按比例，否则不认为该附图是按比例的。此外，提供附图作为示意图以辅助理解，并且与现实表示相比可能不包括所有方面或信息，并且出于说明目的可包括夸张的材料。

在附图中，类似部件和/或特征可具有相同的附图标记。另外，相同类型的各个部件可通过附图标记之后跟有在类似部件之间进行区分的字母来进行区分。若在本说明书中仅使用第一附图标记，则本说明适用于具有相同第一附图标记的类似部件的任何一个，而与字母无关。

具体实施方式

等离子体增强沉积处理可激发一种或多种组成前驱物以促进基板上的膜形成。可在导致基板上的应力的条件下产生这些形成的膜。静电卡盘可用于产生抵靠基板的夹紧作用以克服弯曲应力。然而，随着半导体处理继续增加精确度并且减小组件大小，夹持可能具有处理问题。此外，许多这些膜可在相对高温下产生，此进一步影响腔室的部件。例如，一些沉积活动可在高于500℃或更高的温度下发生，此可影响腔室部件(诸如静电卡盘的材料)的电阻率。随着材料的电阻率减小，电流泄漏可增加并且导致产生电弧，这可能损坏基板和腔室部件。

许多常规的技术使用单极或半圆电极双极静电卡盘，这可导致许多这些处理问题。尽管卡盘可提供夹持力以在处理期间稳定基板，但卡盘可能以其他方式受限制，并且可继续导致处理的问题。例如，单极卡盘可导致基板移动，这可以通过将卡盘从处理腔室内的中心位置偏移来影响处理均匀性。单极卡盘利用在处理期间产生的等离子体来在基板上产生静电力。当将基板安置在支撑件上并且最初接合单极卡盘时，晶片可相对于夹持电极的DC电源电气浮动，因为圆盘主体可以是绝缘的。当产生等离子体时，等离子体可使基板接地，这可有效完成电路并且在基板与卡盘主体之间产生静电力。然而，该初始产生可导致基板移动，这可在处理期间影响均匀性。

常规的双极卡盘可包括两个半圆电极，这可能通过以正电力耦接一个电极并且以负电力耦接一个电极来克服单极卡盘的问题。尽管基板将仍由净中性电荷表征，可将基板卡紧到基板支撑件。然而，随着处理温度升高，通过卡盘主体的泄漏可增加，这可增加在两个电极之间的DC放电的可能性。两种卡盘的附加问题是它们可能在等离子体调谐方面的附加功能性中受限。

本技术利用具有双极夹持能力的基板支撑组件克服了这些挑战，并且附加地提供等离子体的径向调谐能力。基板上的径向不均匀性可由通过腔室的流动的多个问题导致。尽管一些腔室部件可经修改为适应某些均匀性问题，但一旦实施部件，该部件可仅限于那个精确的适应。通过利用静电卡盘中的电极提供径向RF调谐，本技术可允许处理区域等离子体产生的中心高和边缘高调变。此外，通过调节这些电极所供应或汲取的电力，可以针对呈现不均匀性的任何特定处理来调谐调节程度。

尽管剩余公开内容将常规地指出利用所公开技术的具体沉积处理，但将容易理解***和方法能够等效地应用于其他沉积、蚀刻、和清洁腔室，以及如在所描述的腔室中发生的处理。由此，技术不应当被认为被限制为仅仅与这些具体蚀刻处理或腔室一起使用。本公开将论述根据本技术的实施例的可包括基座的一种可能的***和腔室，然后描述根据本技术的实施例的对此***的附加变化和调节。

图1图示了根据实施例的沉积、蚀刻、烘烤、和固化腔室的处理***100的一个实施例的俯视平面图。在附图中，一对前开式晶片盒102供应各种大小的基板，这些基板由机器人臂104接收并且在放置到基板处理腔室108a-f中的一个中之前放置到低压固持区域106中，基板处理腔室108a-f定位在串行区段109a-c中。第二机器人臂110可用于将基板晶片从固持区域106运输到基板处理腔室108a-f并且返回。每个基板处理腔室108a-f可以经装备以执行多个基板处理操作，包括形成本文描述的半导体材料的堆叠以及等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积、蚀刻、预清洁、除气、定向、或包括退火、灰化等的其他基板处理。

基板处理腔室108a-f可包括用于在基板上沉积、退火、固化和/或蚀刻介电膜或其他膜的一个或多个***部件。在一种构造中，两对处理腔室(例如，108c-d和108e-f)可用于在基板上沉积介电材料，并且第三对处理腔室(例如，108a-b)可用于蚀刻沉积的电介质。在另一构造中，所有三对腔室(例如，108a-f)可经构造为在基板上沉积交替介电膜的堆叠。所描述的任何一个或多个处理可在与不同实施例中示出的制造***分离的腔室中执行。将了解，由***100考虑了用于介电膜的沉积、蚀刻、退火、和固化腔室的附加构造。

图2图示了根据本技术的实施例的示例性等离子体***200的示意性横截面图。等离子体***200可示出一对处理腔室108，该处理腔室108可适配在上文描述的一个或多个串行区段109中，并且可包括根据本技术的实施例的基板支撑组件。等离子体***200通常可包括腔室主体202，该腔室主体202具有限定一对处理区域220A和220B的侧壁212、底壁216、和内部侧壁201。处理区域220A-220B中的每一者可类似地构造，且可包括相同的部件。

例如，处理区域220B(其部件也可包括在处理区域220A中)可包括穿过在等离子体***200中的底壁216中形成的通道222设置在处理区域中的基座228。基座228可提供适于在基座(诸如主体部分)的暴露表面上支撑基板229的加热器。基座228可包括加热组件232，例如，电阻式加热组件，该加热组件232可将基板温度加热并控制在期望的处理温度。也可通过远程加热组件(诸如灯组件、或任何其他加热装置)加热基座228。

基座228的主体可通过凸缘233耦接到杆226。杆226可将基座228与电插座或电力箱203电气耦接。电力箱203可包括驱动***，该驱动***控制处理区域220B内的基座228的高度和移动。杆226也可包括电力接口以将电力提供到基座228。电力箱203也可包括用于电力和温度指示器的接口，诸如热电耦界面。杆226可包括适于与电力箱203可拆卸地耦接的基底组件238。圆周环235图示为在电力箱203上方。在一些实施例中，圆周环235可以是适配为机械停止件或平台的肩部，该机械停止件或平台经构造为在基底组件238与电力箱203的上表面之间提供机械接口。

可通过在处理区域220B的底壁216中形成的通道224而包括棒230并且棒230可用于定位穿过基座228的主体设置的基板升举销261。基板升举销261可选择性地将基板229与基座隔开以促进与机器人的交换基板229，该机器人用于将基板229通过基板传送端口260传送进出处理区域220B。

腔室盖204可与腔室主体202的顶部耦接。盖204可容纳与其耦接的一个或多个前驱物分配***208。前驱物分配***208可包括前驱物入口通道240，该前驱物入口通道240可将反应物和清洁前驱物穿过双通道喷头218递送到处理区域220B中。双通道喷头218可包括环形底板248，该环形底板248具有设置在面板246中间的阻隔板244。射频(“RF”)源265可与双通道喷头218耦接，该射频源可以为双通道喷头218供电以促进在双通道喷头218的面板246与基座228之间产生等离子体区域。在一些实施例中，RF源可与腔室主体202的其他部分(诸如基座228)耦接以促进等离子体产生。介电隔离器258可设置在盖204与双通道喷头218之间以防止将RF电力传导至盖204。遮蔽环206可设置在接合基座228的基座228的周边上。

可选的冷却通道247可在气体分配***208的环形底板248中形成以在操作期间冷却环形底板248。热传递流体(诸如水、乙二醇、气体等等)可穿过冷却通道247循环，使得底板248可维持在预定义的温度。衬垫组件227可在处理区域220B中紧靠腔室主体202的侧壁201、212设置以防止将侧壁201、212暴露于处理区域220B内的处理环境。衬垫组件227可包括圆周泵送空腔225，该圆周泵送空腔225可耦接到经构造为排放来自处理区域220B的气体和副产物并且控制处理区域220B内的压力的泵送***264。多个排放端口231可形成在衬垫组件227上。排放端口231可经构造为允许气体以促进***200内的处理的方式从处理区域220B流动到圆周泵送空腔225。

图3图示了根据本技术的一些实施例的示例性半导体处理腔室300的示意性横截面部分视图。图3可包括上文关于图2论述的一个或多个部件，并且可示出关于那个腔室的进一步细节。腔室300可用于执行半导体处理操作，包括沉积如先前描述的介电材料的堆叠。腔室300可示出半导体处理***的处理区域的部分视图，并且可能不包括所有部件，诸如先前描述的附加的盖堆叠部件，将理解在腔室300的一些实施例中包含该盖堆叠部件。

如所提及，图3可示出处理腔室300的一部分。腔室300可包括喷头305，以及基板支撑组件310。喷头305和基板支撑件310连同腔室侧壁315一起可限定其中可产生等离子体的基板处理区域320。基板支撑组件可包括静电卡盘主体325，该静电卡盘主体325可包括嵌入或设置在主体内的一或多个部件。在一些实施例中包含在顶部圆盘内的部件可不暴露于处理材料，并且可完全保持在卡盘主体325内。静电卡盘主体325可限定基板支撑表面327，并且可由厚度和长度或直径表征，这取决于卡盘主体的具体几何形状。在一些实施例中，卡盘主体可以是椭圆形，并且可由从中心轴穿过卡盘主体的一个或多个径向尺寸表征。将理解，顶部圆盘可以是任何几何形状，并且当论述径向尺寸时，它们可限定从卡盘主体的中心位置的任何长度。

静电卡盘主体325可与杆330耦接，该杆330可支撑卡盘主体并且可包括用于递送和接收电气和/或流体管线的通道，该管线可与卡盘主体325的内部部件耦接。卡盘主体325可包括相关联的通道或部件以作为静电卡盘操作，尽管在一些实施例中，组件可作为用于真空卡盘的部件、或任何其他类型的夹持***操作或包括用于真空卡盘的部件、或任何其他类型的夹持***。杆330可与卡盘主体的与基板支撑表面相对的第二表面上的卡盘主体耦接。静电卡盘主体325可包括第一双极电极335a，该第一双极电极335a可靠近基板支撑表面嵌入卡盘主体内。电极335a可与DC电源340a电气耦接。电源340a可经构造为将能量或电压提供到导电的卡盘电极335a。这可***作以在半导体处理腔室300的处理区域320内形成前驱物的等离子体，尽管可类似地保持其他等离子体操作。例如，电极335a也可以是夹持网格，该夹持网格作为用于电容等离子体***的电气接地操作，该电容等离子体***包括与喷头305电气耦接的RF源307。例如，电极335a可作为来自RF源307的RF电力的接地路径操作，同时也作为到基板的电偏压操作以提供将基板静电卡紧到基板支撑表面。电源340a可包括滤波器、电源供应器、或经构造为提供夹持电压的多个其他电气部件。

静电卡盘主体也可包括第二双极电极335b，该第二双极电极335b也可靠近基板支撑表面嵌入卡盘主体内。电极335b可与DC电源340b电气耦接。电源340b可经构造为将能量或电压提供到导电的卡盘电极335b。根据一些实施例的关于双极卡盘的附加电气部件和细节将在下文进一步描述，并且任何设计可利用处理腔室300实现。例如，如将在下文进一步解释，可包含附加的关于等离子体的电源供应器或部件。

在操作中，基板可至少部分与静电卡盘主体的基板支撑表面接触，这可产生接触间隙，并且可实质上在基座的表面与基板之间产生电容效应。电压可施加到接触间隙，这可产生静电力用于夹持。电源供应器340a和340b可提供电荷，该电荷从电极迁移到其可累积的基板支撑表面，并且可产生具有与基板处的相反电荷的库伦引力的电荷层，并且可抵靠卡盘主体的基板支撑表面静电固持基板。此电荷迁移可基于在用于Johnsen-Rahbek型卡盘的电介质内的有限电阻通过电流穿过卡盘主体的介电材料流动而发生，这可在本技术的一些实施例中使用。

卡盘主体325也可限定基板支撑表面内的凹陷区域345，该凹陷区域345可提供其中可设置基板的凹陷凹穴。凹陷区域345可在顶部圆盘的内部区域处形成，并且可经构造为接收基板用于处理。凹陷区域345可涵盖如所示出的静电卡盘主体的中心区域，并且其大小可经调节为容纳任何种类的基板大小。基板可安置在凹陷区域内，并且由可涵盖基板的外部区域347包含在内。在一些实施例中，外部区域347的高度可使得基板与外部区域347处的基板支撑表面的表面高度齐平或凹陷到在外部区域347处的基板支撑表面的表面高度下方。凹陷表面可在处理期间控制边缘效应，这在一些实施例中可改进跨基板的沉积均匀性。在一些实施例中，边缘环可绕着顶部圆盘的周边设置，并且可至少部分限定其内可安置基板的凹陷。在一些实施例中，卡盘主体的表面可以是基本上平坦的，并且边缘环可完全限定其内可安置基板的凹陷。

在一些实施例中，静电卡盘主体325和/或杆330可以是绝缘或介电材料。例如，氧化物、氮化物、碳化物、以及其他材料可用于形成部件。示例性材料可包括陶瓷，包括氧化铝、氮化铝、碳化硅、碳化钨、以及任何其他金属或过渡金属氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、或钛酸盐，以及这些材料和其他绝缘或介电材料的组合。不同等级的陶瓷材料可用于提供经构造为在特定温度范围下操作的复合物，并且因此在一些实施例中不同陶瓷等级的类似材料可用于顶部圆盘和杆。掺杂剂也可被包含在一些实施例中来调节电气性质。示例性掺杂剂材料可包括钇、镁、硅、铁、钙、铬、钠、镍、铜、锌、或已知整合在陶瓷或介电材料内的任何数量的其他元素。

静电卡盘主体325也可包括在卡盘主体内含有的嵌入加热器350。在实施例中，加热器350可包括电阻式加热器或流体加热器。在一些实施例中，电极335可作为加热器操作，但通过去耦接这些操作，可提供更多独立控制，并且可提供扩展的加热器覆盖度，同时限制用于等离子体形成的区域。加热器350可包括与卡盘主体材料结合或耦接的聚合物加热器，但导电组件可嵌入静电卡盘主体内并且经构造为接收电流(诸如AC电流)以加热顶部圆盘。电流可通过与上文论述的DC电力类似的通道通过杆330递送。加热器350可与电源供应器365耦接，该电源供应器365可将电流提供到电阻式加热组件以促进相关联的卡盘主体和/或基板的加热。在实施例中加热器350可包括多个加热器，并且每个加热器可与卡盘主体的区域相关联，并且因此示例性卡盘主体可包括与加热器类似数量或更大数量的区域。在一些实施例中夹持网格电极335可定位在加热器350与基板支撑表面327之间，并且如将在下文进一步描述，在一些实施例中在卡盘主体内的电极与基板支撑表面之间可维持一距离。

加热器350可以能够调节跨静电卡盘主体325的温度，以及搁置在基板支撑表面327上的基板。加热器可具有操作温度的范围以将卡盘主体和/或基板加热到高于或约100℃，并且加热器可经构造为加热到高于或约125℃、高于或约150℃、高于或约175℃、高于或约200℃、高于或约250℃、高于或约300℃、高于或约350℃、高于或约400℃、高于或约450℃、高于或约500℃、高于或约550℃、高于或约600℃、高于或约650℃、高于或约700℃、高于或约750℃、高于或约800℃、高于或约850℃、高于或约900℃、高于或约950℃、高于或约1000℃、或更高。加热器也可经构造为在这些所述数量的任何两者之间涵盖的任何范围、或在这些范围的任一者内涵盖的较小范围中操作。在一些实施例中，在沉积操作期间，卡盘加热器可操作以将基板温度维持到高于至少500℃。

图4A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置400的示意性俯视图。布置400中的电极可以是先前描述的电极中的任一者，诸如可包括在基板支撑组件310、或任何其他数量的基座或卡盘中。电极可作为如上文论述的静电卡盘操作，并且如将在下文进一步描述。如所示出，电极布置400可包括第一双极电极405、和第二双极电极410。电极可嵌入如上文描述的圆盘或卡盘主体(诸如包括氮化铝的陶瓷)中，并且可由如上文针对任何基板支撑件论述的特征、构造、或特性的任一者表征。

第一双极电极405和第二双极电极410可各自包括网格材料，该网格材料可以是跨静电卡盘内的两个电极基本上共面的。如所示出，网格材料可分离为多个区段。例如，第一双极电极405可包括至少两个分离的网格区段406。每个网格区段可由任何数量的形状或几何形状表征，诸如如所示出的圆扇区，以及矩形、或任何其他形状，例如，该形状或几何形状可至少部分由基板几何形状确定。尽管扇形形状实质上是四分之一圆形的，将理解在本技术的实施例中可利用任何小扇区或大扇区形状。网格区段406可以是不连续的，并且在一些实施例中，可不沿着网格材料的平面彼此接触。如所图示，一个或多个间隙408可绕着第一双极电极405的每个网格区段406形成，并且每个网格区段可在卡盘主体内与第一双极电极或第二双极电极的任何其他网格区段隔离。尽管示出了两个此种网格区段，在一些实施例中，第一双极电极405可包括大于或约2个区段、大于或约3个区段、大于或约4个区段、大于或约5个区段、大于或约6个区段、大于或约7个区段、大于或约8个区段、或更大。然而，随着网格区段的数量增加，间隙区域的量可类似地增加，这可减少在没有网格延伸的区域中的夹持。因此，在一些实施例中，网格可包括少于或约8个区段、少于或约6个区段、或更少。电极引线可在每个网格区段处(诸如在位置409处)与第一双极电极耦接，在一些实施例中，该网格区段可以是沿着网格的任何位置。

第二双极电极410可以是或包括可穿过第一双极电极405的至少两个分离的网格区段延伸的如所示出的连续网格区段。例如，如所示出，第二双极电极410可穿过如图所示的第一双极电极的区段之间的间隙408延伸。至少一个电极引线可在沿着电极的位置413处与第二双极电极耦接。第二双极电极410可由如上文提及的任何形状或几何形状表征，并且可由与第一双极电极405的形状对应或容纳第一双极电极405的形状的形状表征。例如，在第一双极电极区段是如所示出的圆扇形的情况下，第二双极电极410也可由至少两个网格区段表征，该网格区段也可以是圆扇形的。第二双极电极410的区段可与网桥412部分耦接，该网桥412部分穿过如所示出的第一双极电极区段之间的间隙延伸。

如所示出，在一些实施例中，布置400可包括第三电极415，该第三电极415可位于或定位于从第一双极电极及第二双极电极径向向外，并且可绕着如所示出的双极电极延伸。在一些实施例中，第三电极可例如包括在外部区域347下面，或可以以其他方式绕着基板支撑件的边缘区域。电极引线可在如所示出的一或多个位置417处与第三电极耦接。尽管示出了四个此种引线位置，在实施例中可提供任何数量的引线以确保到电极的均匀递送。可以在图4B中看到，电极中的每一者可与一或多个电源供应器耦接。图4B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置400的示意性横截面部分视图。如所图示，布置400可包括第一双极电极405和第二双极电极410，其中横截面可示出穿过网格的网桥412部分的第二双极电极410。在一些实施例中，布置也可包括第三电极415。

每个电极可与如先前描述的一或多个电源供应器耦接，并且图4B示出了示例性耦接布置，尽管将理解，可使用任何数量的电极耦接构造。例如，第一双极电极区段可与第一DC电源供应器420耦接，并且第二双极电极可与第二DC电源供应器425耦接。任一电源供应器可以正压或负压布置操作，该布置可例如在处理期间切换，以及在任一方向上增加或减小以提供静电夹持。一个或多个RF电源供应器也可包含在一些实施例中。例如，第一RF电源供应器430可与第三电极415耦接，并且第二RF电源供应器430可与第一双极电极和第二双极电极耦接。尽管分离的RF电源供应器可与双极电极的每一者耦接，如下文将描述，在一些实施例中，可基于电极的构造使用单个电源供应器。

在操作中，通过包括与第三电极耦接的分离的RF电源供应器，处理等离子体可经调谐为影响正执行的处理。例如，在所示出的自底向上的RF电力馈送构造中，通过增加到卡盘的边缘的RF电力，可将增加的电流递送到边缘处的等离子体，这可增加等离子体特性。在沉积操作期间，例如，着可增加边缘沉积，这可补偿中心高沉积处理以增加处理的径向均匀性。取决于不均匀的程度，可增加或减小递送的功率以产生更均匀的处理。以此方式，产生可确保足够夹持的双极构造的同时，基板支撑件也可用于在多个区域处利用RF控制提供附加的处理调谐。此外，如所示出，电极引线可在不同垂直平面处穿过卡盘主体横向延伸，这可限制泄漏和干扰。

尽管附图示出底部RF电力馈送构造，将理解，在本公开全文中示出的构造的任一者可在实施例中类似地利用顶部RF电力馈送产生，诸如基于RF源307。例如，图4C图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置400的示意性横截面部分视图，并且可示出电极的相同构造，但利用顶部RF电力馈送控制。例如，不利用如图4B所示的RF电源供应器，在一些实施例中，可变电容器可用于控制穿过各个电极区段的电流分割。例如，替代增加来自电源供应器的电力以将电力添加到等离子体，在一些实施例中，控制方案可利用可变电容器并且可增加电容，这可增加穿过等离子体到那个区域中的相关联电极的电流流动。这可类似地增加相关联的区域中的等离子体密度并且增加该区域中的沉积或蚀刻。

本技术可类似地涵盖其他双极卡盘构造，该构造可以包含在如先前描述的基板支撑件的任一者内。图5A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置500的示意性俯视图。布置500可包括布置400的特征或特性中的任一者，并且可包含在其中可使用双极夹持的任何基板支撑件(包括先前描述的任何基板支撑件)中。例如，布置500可包括第一双极电极505和第二双极电极510。第一双极电极505可包括至少两个分离的网格区段506，并且在所示出的示例性实施例中可包括四个网格区段506，尽管将理解，可包括如先前论述的任何数量的网格区段。第一双极电极505的每个网格区段506可由间隙508彼此分离。网格区段506中的每一者可与如将在下文论述的单个电源供应器电气耦接，并且任何数量的电极引线可用于耦接位置509处的独立区段，该位置可以是沿着网格的任何位置。

第二双极电极510可包括绕着第一双极电极的网格区段延伸的环形网格。此外，第二双极电极510可包括穿过第一双极电极的分离的网格区段之间的间隙延伸的网桥512。这种构造可提供如上文描述的RF调谐的能力，以及来自两个双极电极的静电夹持。在一些实施例中，这可改进边缘区域夹持。例如，一些半导体处理可包括处理进入的晶片，该晶片由在基板的边缘区域处增加的晶片弯曲表征。确保在外边缘处的完全卡紧可确保基板在处理期间维持基本上平坦，这另外可增加处理不均匀性或对基板的损坏。因为第二双极电极510可延伸到或经过正处理的半导体基板的边缘，可利用包括绕着第一双极电极延伸的第二双极电极的这种设计提供足够卡紧。

此外，具有绕着第一双极电极延伸的环形双极电极的构造也可促进RF的径向调谐。图5B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置500的示意性横截面部分视图，并且可包括如上文描述的任何特征、特性、或部件，并且可包括在其他位置描述的任何基板支撑件中。如在横截面中图示，第二双极电极510可绕着第一双极电极505延伸，并且包括在第一双极电极505的网格区段之间延伸的网桥512。类似于如上文描述的，第一DC电源供应器520可与第一双极电极505耦接，并且第二DC电源供应器525可与第二双极电极耦接。此外，第一RF电源供应器530可与第一双极电极505耦接，并且第二RF电源供应器535可与第二双极电极510耦接。因为第二双极电极可绕着第一双极电极505延伸，通过操作如上文论述的各个RF电源供应器，等离子体的径向调谐可在内部和外部区域中执行，并且调谐可在处理操作之前执行，或在任何处理期间原位执行。如上文提及，也可利用如先前论述的顶部RF电力馈送的可变电容器产生图5B的构造，并且本领域技术人员对此容易了解。

图6A图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置600的示意性俯视图。布置600可包括布置400或布置500的特征或特性中的任何特征或特性，并且可被包含在其中可使用双极夹持的任何基板支撑件(包括先前描述的任何基板支撑件)中。例如，布置600可包括第一双极电极605和第二双极电极610。第一双极电极605可包括至少两个分离的网格区段606，并且在所示出的示例性实施例中可包括四个网格区段606，尽管将理解，可包括如先前论述的任何数量的网格区段。第一双极电极605的每个网格区段606可由间隙608彼此分离。如将在下文论述的，网格区段606中的每一者可与单个电源供应器电气耦接，并且任何数量的电极引线可用于耦接位置609处的各个区段，该位置609可以是沿着网格的任何位置。

第二双极电极610可包括绕着第一双极电极的网格区段延伸的环形网格。此外，第二双极电极610可包括穿过第一双极电极的分离的网格区段之间的间隙延伸的网桥612。第三电极615也可包括在一些实施例中，并且可位于从第一双极电极及第二双极电极径向向外或从第一双极电极及第二双极电极径向向外定位，并且可绕着如所示出的双极电极延伸。在一些实施例中，第三电极可被包括在外部区域347下面，如上文描述，或可以其他方式绕着基板支撑件的边缘区域。电极引线可在如所示出的一个或多个位置617处与第三电极耦接。尽管示出了四个这种引线位置，但可在如先前描述的实施例中提供任何数量的引线。

这种构造可提供如上文描述的较大的RF调谐能力，以及来自两个双极电极的静电夹持。在一些实施例中，这可通过提供可独立地控制的三个径向同心区域来改进边缘区域夹持。与常规技术相比，此构造可提供改进的夹持以及改进的径向RF调谐。

如上文提及，可通过基于电极位置利用三个分离的径向区域的构造提供附加的径向调谐量。图6B图示了根据本技术的一些实施例的用于示例性基板支撑组件的电极布置600的示意性横截面部分视图，并且可包括如上文描述的任何特征、特性、或部件，并且可包括在其他位置描述的任何基板支撑件中。如在横截面中图示，第二双极电极610可绕着第一双极电极605延伸，并且包括在第一双极电极605的网格区段之间延伸的网桥612。第三电极615可从第二双极电极610径向向外定位。类似于如上文描述的，第一DC电源供应器620可与第一双极电极605耦接，并且第二DC电源供应器625可与第二双极电极耦接。此外，第一RF电源供应器630可与第三电极615耦接，第二RF电源供应器635可与第一双极电极605耦接，并且第三RF电源供应器640可与第二双极电极610耦接。

因为第二双极电极可绕着第一双极电极605延伸，并且第三电极可绕着第二双极电极615延伸，通过操作如上文论述的各个RF电源供应器，等离子体的径向调谐可在内部区域、中间区域、和外部区域中执行，并且调谐可在处理操作之前执行，或者在任何处理期间原位执行。再次如上文提及，构造可利用底部RF电力馈送或顶部RF电力馈送，该底部RF电力馈送或顶部RF电力馈送利用如先前在图4C中描述的可变电容器。通过利用根据本技术的实施例的双极构造，可确保一致的基板放置，同时额外提供处理控制，从而提供所产生的等离子体的径向调谐。

在前述描述中，出于解释的目的，已经阐述数个细节以便提供对本技术的各个实施例的理解。然而，、对于本领域技术人员将显而易见，可在没有这些细节中的一些细节的情况下或具有额外细节的情况下实践某些实施例。

在已公开若干实施例的情况下，本领域技术人员将认识到可使用各种修改、替代构造、和等效物而不脱离实施例的精神。此外，尚未描述多种熟知的处理和元素，以便避免不必要地混淆本技术。由此，以上描述不应当被认为限制技术的范围。

在提供值的范围的情况下，将理解除非上下文另外明确指出，也具体地公开每个中介值，到在那个范围的上限与下限之间的下限单位的最小分数。涵盖在任何提及值或在所提及范围中未提及的中介值与在所提及范围中的任何其他提及值或中介值之间的任何较窄范围。那些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围中，并且每个范围(其中任一限值、无一限值、或两个限值包括在较小范围中)也涵盖在技术内，受到在所提及范围中任何具体排除的限制。在所提及范围包括一个或两个限值的情况下，排除那些包括的限值的任一个或两个的范围也包括在内。

如在本文和随附权利要求中使用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”、和“该(the)”包括复数引用。因此，例如，对“一加热器”的引用包括多个此种加热器，并且对“该突出部”的应用包括对一个或多个突出部以及本领域技术人员已知的其等效物等等。

此外，当在此说明书及以下权利要求中使用时，词语“包含(comprise(s))”、“包含(comprising)”、“含有(contain(s))”、“含有(containing)”、“包括(include(s))”、和“包括(including)”旨在规定存在所提及的特征、整数、部件、或操作，但它们不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、部件、操作等或群组。

Claims (20)

1.一种基板支撑组件，包含：

静电卡盘主体，限定基板支撑表面；

支撑杆，与所述静电卡盘主体耦接；

加热器，嵌入所述静电卡盘主体内；

第一双极电极，在所述加热器与所述基板支撑表面之间嵌入所述静电卡盘主体内，其中所述第一双极电极包含至少两个分离的网格区段，每个网格区段由圆扇形表征；以及

第二双极电极，在所述加热器与所述基板支撑表面之间嵌入所述静电卡盘主体内，其中所述第二双极电极包含穿过所述第一双极电极的所述至少两个分离的网格区段延伸的连续网格。

2.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述第二双极电极包含所述第一双极电极的所述至少两个分离的网格区段之间的网桥耦接的两个网格区段，并且其中所述第二双极电极的所述两个网格区段由圆扇形表征。

3.如权利要求2所述的基板支撑组件，进一步包含：

RF电源供应器或可变电容器，与所述第一双极电极和所述第二双极电极两者耦接。

4.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述第一双极电极的所述至少两个分离的网格区段包括利用间隙彼此分离的四个网格区段。

5.如权利要求4所述的基板支撑组件，其中所述第二双极电极包含绕着所述第一双极电极的所述四个网格区段延伸的环形网格，其中所述环形网格包括穿过所述第一双极电极的所述分离的网格区段之间的所述间隙延伸的网桥。

6.如权利要求5所述的基板支撑组件，进一步包含：

第一RF电源供应器或可变电容器，与所述第一双极电极耦接；以及

第二RF电源供应器或可变电容器，与所述第二双极电极耦接。

7.如权利要求6所述的基板支撑组件，进一步包含：

第一DC电源供应器，与所述第一双极电极耦接；以及

第二DC电源供应器，与所述第二双极电极耦接。

8.如权利要求6所述的基板支撑组件，进一步包含：

第三电极，从所述第一双极电极和所述第二双极电极径向向外定位并且绕着所述第一双极电极和所述第二双极电极延伸。

9.如权利要求8所述的基板支撑组件，进一步包含：

第三RF电源供应器或可变电容器，与所述第三电极耦接。

10.如权利要求9所述的基板支撑组件，其中在所述静电卡盘主体内延伸的多个引线将所述第三电极与所述第三RF电源供应器或可变电容器耦接。

11.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述静电卡盘主体包含陶瓷材料。

12.如权利要求11所述的基板支撑组件，其中所述陶瓷材料包含氮化铝。

13.一种基板支撑组件，包含：

静电卡盘主体，限定基板支撑表面；

支撑杆，与所述静电卡盘主体耦接；

第一双极电极，在所述基板支撑表面下面嵌入所述静电卡盘主体内，其中所述第一双极电极包含由间隙分离的至少两个网格区段；以及

第二双极电极，在所述基板支撑表面下面嵌入所述静电卡盘主体内，其中所述第二双极电极穿过所述第一双极电极的所述至少两个网格区段之间的所述间隙延伸。

14.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述第一双极电极的每个网格区段由圆扇形表征。

15.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述第二双极电极包含绕着所述第一双极电极的所述至少两个网格区段延伸的环形网格，其中所述环形网格包括穿过所述第一双极电极的所述至少两个网格区段之间的所述间隙延伸的网桥。

16.如权利要求15所述的基板支撑组件，进一步包含：

第一RF电源供应器或可变电容器，与所述第一双极电极耦接；以及

第二RF电源供应器或可变电容器，与所述第二双极电极耦接。

17.如权利要求16所述的基板支撑组件，进一步包含：

第三电极，从所述第一双极电极和所述第二双极电极径向向外定位并且绕着所述第一双极电极和所述第二双极电极延伸。

18.如权利要求17所述的基板支撑组件，进一步包含：

第三RF电源供应器或可变电容器，与所述第三电极耦接。

19.如权利要求13所述的基板支撑组件，进一步包含：

第一DC电源供应器，与所述第一双极电极耦接；以及

第二DC电源供应器，与所述第二双极电极耦接。

20.一种基板支撑组件，包含：

静电卡盘主体，限定基板支撑表面；

支撑杆，与所述静电卡盘主体耦接；

第一双极电极，在所述基板支撑表面下面嵌入所述静电卡盘主体内，其中所述第一双极电极包含由间隙分离的至少两个网格区段；

第二双极电极，在基板支撑表面下面嵌入静电卡盘内；以及

第三电极，从所述第一双极电极和所述第二双极电极径向向外定位并且绕着所述第一双极电极和所述第二双极电极延伸。