本發(fā)明的實施方式大體而言涉及半導(dǎo)體處理和制造。在半導(dǎo)體處理中，等離子體工藝往往通過從處理腔室中抽空氣體而在真空中執(zhí)行。在此類工藝中，基板被放置在布置在處理腔室的工作臺上的靜電卡盤(electrostatic?chuck,esc)上。靜電卡盤包括布置在介電構(gòu)件(例如，介電層)之間的導(dǎo)電片型夾持電極。先前技術(shù)氦氣是半導(dǎo)體處理中常用的背面氣體。然而，氦氣價格昂貴并且在使用此種氣體時增加了處理基板的成本。此外，當(dāng)靜電卡盤的夾持電壓增加時，當(dāng)使用氦時由于其小原子大小，合力會導(dǎo)致額外的真空泄漏。因此，處理腔室在氦用作背面氣體時可能會經(jīng)歷壓力和真空不穩(wěn)定性。因此，需要改進半導(dǎo)體處理操作期間的背面氣體工藝的裝置和方法。在半導(dǎo)體處理中，等離子體工藝往往通過從處理腔室中抽空氣體而在真空中執(zhí)行。在此類工藝中，基板被放置在布置在處理腔室的工作臺上的靜電卡盤(esc)上。靜電卡盤包括布置在介電構(gòu)件(例如，介電層)之間的導(dǎo)電片型夾持電極。當(dāng)執(zhí)行等離子體工藝時，將來自直流電壓源的電壓從電壓源施加到夾持電極，使得基板通過從電壓施加產(chǎn)生的庫侖或johnson-rahbek力“夾持”到靜電卡盤的表面。在等離子體工藝完成之后，施加到靜電卡盤的夾持電極的電壓通常被關(guān)閉或設(shè)置為低值以補償留在晶圓上的任何殘余電荷，使得基板可以從靜電卡盤去夾持。在一些情況下，為了使基板去夾持，執(zhí)行放電工藝，該放電工藝涉及將惰性氣體引入到處理腔室中以將處理腔室內(nèi)的壓力維持在預(yù)定壓力水平；施加相對于在等離子體工藝期間施加到靜電卡盤的電壓相反極性的電壓，然后關(guān)閉或設(shè)置到低值以補償在電壓施加期間在晶圓上剩下的任何殘余電荷，使得靜電卡盤和基板的電荷可以放電。然后，將支撐銷升起，使得基板可以被提升并從靜電卡盤去夾持。在“夾持”基板的工藝期間，當(dāng)向夾持電極施加高電壓以將基板夾持到esc時，由于突然施加電壓而在基板上產(chǎn)生的力可能相當(dāng)高。此外，當(dāng)基板的溫度平衡以匹配靜電卡盤的表面溫度時，基板和靜電卡盤的表面之間的熱膨脹系數(shù)(coefficient?of?thermalexpansion,cte)不匹配導(dǎo)致基板的背面與靜電卡盤的表面之間的相對運動。兩個部件之間的相對運動繼而引起相對滑動運動，該相對滑動運動繼而被發(fā)現(xiàn)會在基板的背面上產(chǎn)生顆粒，和/或造成對基板的背面表面的劃痕和損壞。因此，需要改進的方法來減少當(dāng)從esc對基板進行夾持和去夾持時對基板的有害效應(yīng)。
背景技術(shù)：
0、背景
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在一個實施方式中，基板支撐組件包括在基板支撐組件內(nèi)的多孔栓塞。該多孔栓塞包括具有第一體積和軸向長度的第一圓柱形區(qū)段、具有第二體積和軸向長度的第二圓柱形區(qū)段。該第一圓柱形區(qū)段具有比第二圓柱形區(qū)段更大的體積。第一圓柱形區(qū)段和第二圓柱形區(qū)段具有在約2與約12之間的體積比。第一圓柱形區(qū)段軸向長度和第二圓柱形區(qū)段軸向長度具有在約2與約10之間的長度比。
2、在另一實施方式中，處理腔室包括包圍處理體積的一或多個壁以及設(shè)置在處理體積中的基板支撐組件?；逯谓M件包括設(shè)置在絕緣板上方的靜電卡盤和設(shè)置在絕緣板內(nèi)的多孔栓塞。該多孔栓塞包含具有孔隙率的材料；第一圓柱形區(qū)段，該第一圓柱形區(qū)段具有第一體積、第一直徑和第一軸向長度；以及第二圓柱形區(qū)段，該第二圓柱形區(qū)段具有小于第一體積的第二體積、小于第一直徑的第二直徑，以及小于第一軸向長度的第二軸向長度。
3、在另一實施方式中，多孔栓塞包括具有均勻孔隙率的交聯(lián)聚苯乙烯材料；第一圓柱形區(qū)段，該第一圓柱形區(qū)段具有第一體積、第一直徑和第一軸向長度；以及第二圓柱形區(qū)段，該第二圓柱形區(qū)段具有小于第一體積的第二體積、小于第一直徑的第二直徑、以及小于第一軸向長度的第二軸向長度。第一圓柱形區(qū)段的體積與第二圓柱形區(qū)段的體積之間的體積比在約2與約12之間。第一圓柱形區(qū)段設(shè)置在第二圓柱形區(qū)段與處理體積之間。第一軸向長度與第二軸向長度之間的長度比在約2與約10之間。
4、在另一實施方式中，提供了一種將基板夾持到靜電卡盤(esc)的表面的方法。該方法包括在夾持時間間隔期間向esc中的夾持電極施加第一電壓；在夾持時間間隔期間向基板的背面供應(yīng)處于第一壓力的惰性氣體；在夾持時間間隔之后向夾持電極施加第二電壓，該第二電壓高于該第一電壓；以及在夾持時間間隔之后向基板的背面供應(yīng)處于第二壓力的惰性氣體，該第二壓力高于惰性氣體的該第一壓力。
5、在另一實施方式中，提供了一種將基板從靜電卡盤(esc)的表面上去夾持的方法。該方法包括：降低基板的下表面處的背面氣體壓力；在降低該壓力之后將施加到esc中的夾持電極的電壓降低到去夾持電壓；升高基板溫度達去夾持間隔；在去夾持間隔之后降低背面氣體壓力并且降低去夾持電壓。
6、在另一實施方式中，提供了一種基板處理腔室。該腔室包括與低溫冷凍器流體連通的靜電卡盤(esc)以及控制器。該控制器包括中央處理單元(central?processing?unit,cpu)、支持電路和非暫時性計算機可讀取介質(zhì)。該計算機可讀取介質(zhì)包括用于夾持基板的指令。當(dāng)被執(zhí)行時，該等指令使得將第一電壓施加到esc中的夾持電極達第一時間間隔；將第一壓力的惰性氣體施加到基板的背面達第一時間間隔；在第一時間間隔后，將第二電壓施加到夾持電極達第二時間間隔，該第二電壓高于該第一電壓；以及將第二壓力的惰性氣體施加到基板的背面達第二時間間隔，該惰性氣體的第二量低于惰性氣體的第一量。
1.一種基板支撐組件，所述基板支撐組件包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述多孔栓塞進一步包括作為粒度大小的函數(shù)的孔隙率，所述粒度大小在約50μm與約200μm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述第一軸向長度在0.9”與1.1”之間。
4.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述第一圓柱形區(qū)段進一步包括第一直徑，并且所述第二圓柱形區(qū)段進一步包括第二直徑，所述第二直徑小于所述第一直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的基板支撐組件，其中所述第一直徑與所述第二直徑之間的比率在約1與約1.4之間。
6.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述第一圓柱形區(qū)段進一步包括第一橫截面積，并且所述第二圓柱形區(qū)段進一步包括第二橫截面積，所述第二橫截面積小于所述第一橫截面積。
7.如權(quán)利要求6所述的基板支撐組件，其中所述第一橫截面與所述第二橫截面之間的比率在約1與約2之間。
8.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述第一軸向長度與所述第二軸向長度之間的長度比在約2與約10之間。
9.如權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中所述第一體積與所述第二體積之間的體積比在約2與約12之間。
10.一種處理腔室，所述處理腔室包括：
11.如權(quán)利要求10所述的處理腔室，其中所述孔隙率是粒度大小的函數(shù)，所述粒度大小在約50μm與約200μm之間。
12.如權(quán)利要求11所述的處理腔室，其中所述多孔栓塞被配置為允許惰性氣體流動。
13.如權(quán)利要求12所述的處理腔室，其中所述惰性氣體是低于約-40℃的氬氣。
14.如權(quán)利要求10所述的處理腔室，其中所述基板支撐組件進一步包括設(shè)施板，所述設(shè)施板設(shè)置在所述處理體積與絕緣體板之間，所述多孔栓塞設(shè)置在所述絕緣體板內(nèi)。
15.如權(quán)利要求10所述的處理腔室，其中所述材料是交聯(lián)聚苯乙烯。
16.如權(quán)利要求10所述的處理腔室，其中所述材料具有在約2與約3之間的介電常數(shù)。
17.如權(quán)利要求10所述的處理腔室，其中：
18.一種多孔栓塞，所述多孔栓塞包括：
19.如權(quán)利要求18所述的多孔栓塞，其中所述第一直徑與所述第二直徑之間的比率在約1與約1.4之間。
20.如權(quán)利要求18所述的多孔栓塞，其中所述孔隙率是粒度大小的函數(shù)，所述粒度大小在約50μm與約200μm之間。
21.一種將基板夾持到處理腔室中的靜電卡盤(esc)的表面的方法，所述方法包括：
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述惰性氣體是氬氣。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，所述方法進一步包括：在施加所述第二電壓之前，均衡基板溫度和esc溫度，使得所述基板溫度和所述esc溫度相差小于約50℃，其中所述基板溫度在所述夾持時間間隔期間降低。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一電壓在約700v與約900v之間。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第二電壓在約1900v與約2100v之間。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述夾持時間間隔在約20秒與約30秒之間。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，所述方法進一步包括：在所述夾持時間間隔期間將所述基板冷卻到第一溫度。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，所述方法進一步包括：在所述夾持時間間隔期間均衡基板溫度和esc溫度。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述esc處于低于所述基板的所述溫度的溫度下。
30.一種將基板從處理腔室中的靜電卡盤(esc)的表面去夾持的方法，所述方法包括：
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述esc的esc溫度維持在低于-10℃的溫度。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述去夾持間隔在約10秒與約40秒之間。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中將所述所施加的電壓降低到去夾持電壓包括：將所述所施加的電壓從在約1900v與約2100v之間降低到在約700v與約900v之間。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中均衡基板溫度包括：在所述去夾持間隔期間升高所述基板溫度。
35.一種基板處理腔室，所述基板處理腔室包括：
36.如權(quán)利要求35所述的基板處理腔室，其中所述指令進一步導(dǎo)致：
37.如權(quán)利要求36所述的基板處理腔室，其中所述惰性氣體是氬氣。
38.如權(quán)利要求35所述的基板處理腔室，其中所述第一電壓在約700v與約900v之間。
39.如權(quán)利要求35所述的基板處理腔室，其中所述第一時間間隔在約20秒與約40秒之間。
40.如權(quán)利要求35所述的基板處理腔室，其中所述第二時間間隔大于兩秒。