[发明专利]用于无损衬底处理的静电吸盘

说明书

本公开的实施方式涉及一种用于在处理腔室中使用来制造半导体器件的改进的静电吸盘。在一个实施方式中，一种处理腔室包括：腔室主体，所述腔室主体具有限定在其中的处理容积；以及静电吸盘，所述静电吸盘设置在所述处理容积内。所述静电吸盘包括：支撑表面，所述支撑表面上具有多个台面；一个或多个电极，所述一个或多个电极设置在所述静电吸盘内；以及陈化层，所述陈化层沉积在所述支撑表面上、在所述多个台面上方。所述支撑表面由含铝材料制成。所述一个或多个电极被配置为形成静电电荷以将衬底静电地固定到所述支撑表面。所述陈化层被配置为当衬底静电地固定到所述支撑表面时向所述衬底提供缓冲支撑。

背景

领域

本公开的实施方式总体上涉及一种衬底支撑件以及一种在半导体器件制造中使用该衬底支撑件的方法。

相关技术描述

静电吸盘通常用于例如在将膜层沉积在衬底上、对在衬底上的膜层进行蚀刻、将离子注入到衬底中以及其他工艺期间将半导体衬底保持在衬底支撑件上。静电吸盘通过在衬底与静电吸盘之间产生吸引力来将衬底吸附到其上。吸附电压被施加到静电吸盘中的一个或多个电极以在衬底和电极中引起相反极性的电荷。相反电荷将衬底和静电吸盘拉在一起，由此将衬底固定在适当位置。

移动计算和数据中心的不断增长的需求继续推动对更高容量、更高性能的NAND闪存技术的需要。随着平面NAND技术接近其实际规模极限，NAND闪存存储器已经从平面配置转变到竖直配置(V-NAND)。在这种竖直配置中，存储器装置以显著地更高的存储器单元密度形成在衬底上。在三维(3D)半导体芯片的制造中，通常利用阶梯状结构来使得能够形成多个互连结构，由此实现高密度的竖直晶体管器件。

这些下一代装置的一个期望是实现更高的吞吐量以及来自每个处理的存储器装置衬底的更好的器件良率和性能。下一代NAND和DRAM装置将利用更大数量的堆叠的氧化物、氮化物和/或多晶硅化物层。由于这些不同材料彼此堆叠，因此它们的不同的热膨胀系数可能导致衬底在300mm衬底上翘曲或弓弯大约300μm或更多。在衬底处理期间没有足够的阻尼力来使弓弯衬底变平的情况下，难以在衬底上维持均匀温度，并且因此难以在衬底上实现均匀工艺结果。为了吸附弓弯衬底，要求较大的吸附力。然而，由于较大的吸附力，衬底可能因为在吸附期间和之后在与静电吸盘的接触衬底的部分直接接触的位置处的热膨胀而发生损坏。

因此，需要的是一种用于在衬底处理期间固定衬底而不会造成背面损坏的改进的静电吸盘。

发明内容

在一个实施方式中，一种处理腔室包括：腔室主体，所述腔室主体具有限定在内的处理容积；以及静电吸盘，所述静电吸盘设置在所述处理容积内。所述静电吸盘包括：支撑表面，所述支撑表面上定位有多个台面；以及一个或多个电极，所述一个或多个电极设置在所述静电吸盘内。陈化(seasoning)层沉积在所述支撑表面上，包括沉积在所述多个台面上方，并且掺杂有碳。

在另一个实施方式中，一种处理腔室包括：腔室主体，所述腔室主体具有限定在内的处理容积；以及静电吸盘，所述静电吸盘设置在所述处理容积内。所述静电吸盘包括具有在约1E+6ohm-cm与约1E+10ohm-cm之间的电阻率的材料。

在又一个实施方式中，公开了一种在静电吸盘上形成陈化层的方法。所述方法包括：将处理容积加热到高于500摄氏度的温度；在一定时间间隔内将一种或多种前驱物气体引入到所述处理容积中；用所述一种或多种前驱物气体来在所述处理容积内激发等离子体；通过利用所述等离子体的化学气相沉积工艺在所述静电吸盘上沉积所述陈化层；以及使用含碳前驱物气体向所述陈化层中掺杂碳以在在3与12之间调谐所述陈化层的介电常数。

附图说明

为了能够详细地理解本公开的上述特征的方式，可以参考实施方式来提供以上简要地概述的本公开的更特定的描述，其中一些示例在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了示例性实施方式，并且因此不应视为对范围的限制，并且可以允许其他等效实施方式。