[发明专利]确定静电卡盘的目标台面结构的方法

说明书

本申请是申请号为200680044702.3，申请日为2006年11月1日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“确定静电卡盘的目标台面结构的方法”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

随着半导体技术的发展，在晶片处理和处理设备中，减小的晶体管尺寸要求比以往更高程度的精确性、重复性以及清洁度。现存多种类型的设备用于半导体处理，包括涉及等离子使用的应用，如等离子蚀刻、等离子增强化学气相沉积(PECVD)以及抗蚀剂剥离。这些工艺要求的设备类型包括设在等离子室中的组件，并且必须连续地以及正确地运行。为了具有成本效益，这样的组件必须经常经受数以百计或者千计的晶片循环，同时保持它们的功能性和清洁度。这样的组件，静电卡盘，用于在处理过程中将半导体晶片或者其他工件保持在固定位置。该静电卡盘提供比采用机械夹紧的卡盘更一致的夹紧，并且能够在真空卡盘不能使用的真空室中运行。然而，在夹紧方面的变化会导致在晶片内不期望的处理变化。

发明内容

提供一种通过配置卡盘绝缘层的台面(mesa)结构的分布(areal)密度来改变静电卡盘的热传导系数分布的方法。在给定点的热传递能够通过使用热通量探针来测量。该探针设在该卡盘的绝缘表面上并且在单个测量中覆盖多个台面。纵贯该卡盘表面的多个测量提供了热传导系数分布，由该分布确定目标台面分布密度。使用该目标分布密度，可对该卡盘的台面结构的一个或多个位置进行机械修正。将局部测量区域内的台面的接触面积减小足以改变局部台面分布密度的量而得到需要的台面分布密度。这可使用已知的可控的材料去除技术来完成，如在X-Y工作台上的激光加工或者喷砂处理。

还提供一种通过调整或者初始制造卡盘绝缘层的台面结构的高度来改变静电卡盘的电容分布的方法。可通过使用电容探针来确定目标台面高度。该探针设置在该卡盘的绝缘表面上并且在单个测量位置覆盖多个台面。可进行纵贯该卡盘表面的多个测量，以提供电容分布，由该分布确定目标台面高度。使用该目标高度，在每个测量位置产生机械制造或者修正。这可以使用任何已知的用于可控的材料去除的技术来完成。此外，可以平化在不同高度区域之间的过渡。

附图说明

图1描述了具有台面的示例性静电卡盘剖面的示意图，显示出导电基底和绝缘层；

图2描述了图1的卡盘的平面视图，显示出台面结构和连续的边缘区域；

图3显示出示例性的热通量探针，包括加热器模块、机械施力部件、HFT和硅片；

图4显示出设置在图1的静电卡盘上的图3的热通量探针以及热流。

具体实施方式

用于如硅晶片的半导体基片的等离子处理包括等离子蚀刻室，其用于半导体器件制造工艺中，以蚀刻如半导体、金属和电介质的材料。等离子处理设备的组件包括静电卡盘，其用来在处理期间将半导体晶片或其它工件保持在静止的位置。静电卡盘(ESC)提供比机械卡盘更一致的夹紧以及对晶片表面更好的利用，并且能够在真空卡盘不能使用的真空室中运行。通常，静电卡盘包括在导电体上的电绝缘层，导电体与一个或多个电极电连接，卡盘电压施加在该电极上。通过库仑引力将晶片保持在靠着绝缘层的位置。卡盘的形状包括传统的通常用在等离子蚀刻系统中的圆盘，并且该卡盘通过多种结构(如通过使用悬臂)支撑在该室中。该绝缘层可具有凹槽、台面、开口、凹入区域等特征。

因为在处理结果(如晶片一致性)方面的要求增加，晶片卡盘需展现出更高的性能。例如，在关键蚀刻应用中的处理控制问题要求改进的纵贯晶片的温度和电容控制。在一些蚀刻工艺中横向尺寸的精确度的误差会对温度的敏感可高达+/-1nm/℃。所以，对1-2nm的横向特征所期望的控制要求小于1℃的温度均一性和可重复性。某些类型的静电卡盘包括多个组件的部件，每个引入一些误差。例如，可调静电卡盘是包括ESC陶瓷、与铝板的粘合剂、薄膜加热器、与基板的粘合剂以及基板自身的复合结构。该结构每个组件对均一性的偏差会促成更大的整体的偏差。对应用于可能包括多个组件的静电卡盘的制造工艺中的自然变化的补偿是有好处的。