[发明专利]用于静电卡盘表面的径向向外的垫设计

说明书

于此披露静电卡盘组件和具有所述静电卡盘组件的处理腔室。在一个实施方式中，提供一种静电卡盘组件，静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。

本申请是申请日为2016年1月6日申请的申请号为201680004654.9，并且发明名称为“用于静电卡盘表面的径向向外的垫设计”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

于此披露的实施方式大体涉及静电卡盘(electrostatic chuck)；更具体地，于此披露的实施方式大体涉及用于静电卡盘表面的图案。

背景技术

静电卡盘在用于各种应用(诸如物理气相沉积(PVD)、蚀刻或化学气相沉积)的处理腔室中的基板处理期间被广泛地用于保持基板(诸如半导体基板)。静电卡盘通常包括嵌入单块卡盘主体内的一个或更多个电极，单块卡盘主体包括跨越可产生静电夹持场的介电的或半导电的陶瓷材料。例如，半导电的陶瓷材料(诸如氮化铝、氮化硼或掺杂有金属氧化物的氧化铝)可被用以产生Johnsen-Rahbek或非库仑静电夹持场。

于处理期间跨越基板的表面所施加的夹持力的变化可导致非期望的基板变形，且可导致在基板与静电卡盘之间的界面上的颗粒的产生和沉积。这些颗粒可与通过影响夹持力的大小而干扰静电卡盘的操作。当基板被随后移动到静电卡盘和从静电卡盘移动时，这些沉积的颗粒也可刮伤或凿伤基板并最终导致基板的破裂及磨损静电卡盘的表面。

此外，当在沉积工艺期间背侧气体被引入时，传统的静电卡盘可能经历温度的突然激增(spike)。在基板和静电卡盘之间的非均匀的或过多的热传送也可导致损坏基板和/或卡盘。例如，被过度夹持的(chucked)基板可能导致过大的面积接触或在基板和卡盘表面之间的过度集中的接触面积。在接触面积处发生的热传送可能超过基板和/或卡盘的物理限制，导致裂痕或破裂，且可能产生并沉积颗粒在卡盘表面上，此可能导致进一步的损坏或磨损。

因此，存在对减少损坏基板和/或卡盘的更好的静电卡盘的需求。

发明内容

于此披露静电卡盘组件和具有所述静电卡盘组件的处理腔室。在一个实施方式中，提供了静电卡盘组件，静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构(elongated feature)。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。

在另一个实施方式中，提供了处理腔室，处理腔室包括设置在处理腔室的处理容积中的静电卡盘组件。静电卡盘组件包括具有外边缘的主体，外边缘连接前侧表面和背侧表面。主体具有设置在主体中的夹持电极。晶片间隔掩模形成在主体的前侧表面上。晶片间隔掩模具有多个细长特征结构。细长特征结构具有从中心到外边缘径向对齐的长轴。晶片间隔掩模具有限定在细长特征结构之间的多个径向对齐的气体通道。

附图说明

可通过参照实施方式(一些实施方式描述于附图中)来详细理解本发明的上述特征以及以上简要概述的有关本发明更具体的描述。然而，应注意附图仅图示本发明的典型实施方式，因此不被视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效的实施方式。

图1是物理气相沉积(PVD)腔室的示意性截面侧视图，示例性的静电卡盘可在该物理气相沉积(PVD)腔室内被操作。

图2是图1中所示的静电卡盘组件的示意性截面细节图。

图3是在静电卡盘组件的前侧表面上的晶片间隔掩模的示意性截面细节图。

图4示出具有最小接触面积特征结构的布置的静电卡盘组件的顶表面的顶视图。