[实用新型]适合于蚀刻高纵横比结构的衬底支座

说明书

技术领域

【0001】本实用新型的实施方式一般涉及在半导体衬底等中蚀刻高纵横比结构的真空处理室。更具体地，本实用新型一般涉及适合于真空处理室中使用的蚀刻高纵横比结构的衬底支座。

背景技术

【0002】更快、更大功率集成电路(IC)器件对于IC制造技术的要求引入了新的挑战，包括需要蚀刻高纵横比结构，诸如在如半导体晶片的衬底上的沟槽或通孔。例如，在一些动态随机存储器应用中使用的深沟槽存储结构需要蚀刻进入半导体衬底的深的高纵横比沟槽。一般在反应离子蚀刻(RIE)工艺中利用氧化硅掩模执行深的硅酮沟槽蚀刻。

【0003】在蚀刻高纵横比结构中已经显示出鲁棒(robust)性能的一种传统系统是CENTURA HART^TM蚀刻系统，可从位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料有限公司获得。HART^TM蚀刻系统利用磁增强反应离子刻蚀技术(MERIE)反应器能够蚀刻具有纵横比达到70∶1的沟槽，同时保持从中心到边缘百分之5的沟槽深度的均匀性。然而，为了能够制造具有亚90nm临界尺寸的集成电路，电路设计者已经提出要求要在甚至更高纵横比的情况下改善均匀沟槽的均匀性。这样，可期待改进蚀刻性能以使实现下一代器件成为可能。

【0004】因此，需要一种用于蚀刻高纵横比特征的改进装置。

实用新型内容

【0005】本实用新型的实施方式提供一种诸如处理室的装置，其适合于蚀刻高纵横比结构。其他的实施方式包括在处理室中使用的衬底支座。本说明书中所描述的衬底支座有益地促进了静电卡盘和位于其上的衬底的温度分布控制，由此实现对具有高纵横比的特征的更精确的蚀刻。在一些实施例中，衬底支座具有至少两个独立可控的和横向间隔开的温度控制区。在其它实施例中，通过控制设置在衬底支座中的插入物(insert)的数目、形状、尺寸、位置和传热系数，增强了温度分布控制。

【0006】在一个实施方式中，衬底支座包括静电卡盘，该静电卡盘包括由上壁、中壁和下壁限定的具有外部直径的主体。中壁的高度小于下壁的高度且大于上壁的高度。卡盘也包括嵌入其中的箝位电极。

【0007】在另一个实施方式中，适合用于半导体处理室中的衬底支座包括静电卡盘、基座和与基座耦合且部分伸入静电卡盘的主体的升降销导引组件(lift pin guide assembly)。

【0008】在另一个实施例中，一种适合用于半导体处理室中的衬底支座包括：静电卡盘，基座，和连接到所述基座且部分地延伸入所述主体的升降销导引组件。该静电卡盘包括：具有在阶梯状外壁上限定的具有上凸缘和下凸缘的陶瓷主体，所述上凸缘比所述下凸缘短；和嵌入所述主体中的箝位电极。

【0009】在另一个实施例中，一种适合用于半导体处理室中的衬底支座包括：静电卡盘，基座，和连接到所述基座且部分地延伸入所述主体的升降销导引组件。所述静电卡盘包括：具有在阶梯状外壁上限定的具有上凸缘和下凸缘的陶瓷主体，所述上凸缘比所述下凸缘短；嵌入所述主体中的箝位电极；设置在所述主体中的电阻加热器；设置在所述主体中的第一温度传感器；以及设置在所述主体中的第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述第一温度传感器的径向向内侧。所述基座包括：在其中形成的至少两个隔离的冷却管道，所述冷却管道中适合流动传热流体；以及嵌入在所述基座中的绝热体，其在每个隔离的冷却管道之间。所述升降销导引组件包括：导引装置，其具有与所述主体的下表面中的凹槽啮合的上凸起和下凸起；以及保持装置，其连接到所述基座，且具有围绕所述下凸起的至少一部分延伸的套筒；以及夹在所述导引装置和所述保持装置之间的弹性元。

附图说明

【0010】为了能够详细地理解本实用新型的上述特征的方式，更具体地描述上诉简要概括的本实用新型，可参考实施方式进行，这些实施方式中的一些在附图中进行说明。然而，应该注意，附图仅说明本实用新型的一般实施方式，而不能被认为是限制它的范围，因为本实用新型可以包括其它等效的实施方式。

【0011】图1是本实用新型的处理室的一个实施方式的剖面图；

【0012】图2是喷头的一个实施方式的剖面图；

【0013】图3是图2的喷头的塞的一个实施方式的透视图；

【0014】图4是图2的喷头的剖面图；

【0015】图5是图2的喷头的另一个横截面图；

【0016】图6是沿着图5的剖切线6-6剖开的喷头的部分剖面图；

【0017】图7是喷头的另一个实施方式的剖面图；