技術(shù)領(lǐng)域

本文所述的實(shí)現(xiàn)方式總體上關(guān)于半導(dǎo)體制造，并且更特定地關(guān)于靜電夾盤(pán)以及使用該靜電夾盤(pán)的方法。

背景技術(shù)：

隨著器件圖案的特征尺寸變得更小，對(duì)這些特征的臨界尺寸(critical dimension；CD)的要求成為對(duì)于穩(wěn)定且可重現(xiàn)的器件性能的更重要的準(zhǔn)則。由于腔室的不對(duì)稱性(諸如，腔室和基板溫度、流導(dǎo)和RF場(chǎng))，跨處理腔室內(nèi)經(jīng)處理的基板的可允許的CD變化難以達(dá)成。

在利用靜電夾盤(pán)的工藝中，由于在基板下方的夾盤(pán)的非均質(zhì)構(gòu)造，跨基板的表面的蝕刻的均勻性具有挑戰(zhàn)性。例如，靜電夾盤(pán)中的一些區(qū)域具有氣孔，而其他區(qū)域則具有從所述氣孔側(cè)向偏離的升舉銷孔。又一些其他區(qū)域具有夾緊電極，而其他區(qū)域則具有從夾緊電極側(cè)向偏離的加熱器電極。夾盤(pán)的非均質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致射頻(radio frequency；RF)場(chǎng)的不均勻性，此不均勻性直接影響跨基板表面的蝕刻。

靜電夾盤(pán)的結(jié)構(gòu)可能在側(cè)向上且在方位角上變化，這使夾盤(pán)與基板之間的RF場(chǎng)的均勻性復(fù)雜化且難以獲得，從而導(dǎo)致跨夾盤(pán)表面的RF場(chǎng)中的局部變化性?；诘入x子體的工藝可能對(duì)于至靜電夾盤(pán)的小局部RF耦接變化非常敏感。由此，局部射頻耦接變化導(dǎo)致沿基板的表面的處理結(jié)果的不均勻性。

因此，存在對(duì)改進(jìn)的靜電夾盤(pán)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文所述的實(shí)現(xiàn)方式提供一種像素化ESC，該像素化ESC允許對(duì)對(duì)ESC與置于該ESC上的基板之間的RF耦接進(jìn)行側(cè)向調(diào)諧和方位角調(diào)諧。在一個(gè)實(shí)施例中，像素化靜電夾盤(pán)(pixelated electrostatic chuck；ESC)可包括：電介質(zhì)體，具有工件支撐表面，所述工件支撐表面配置成在其上接受基板；一個(gè)或多個(gè)夾緊電極，安置于像素化ESC中；以及多個(gè)像素電極。多個(gè)像素電極可在浮動(dòng)狀態(tài)與接地狀態(tài)之間切換，具有對(duì)地的可變電容，或者既可在浮動(dòng)狀態(tài)與接地狀態(tài)之間切換，又具有對(duì)地的可變電容。像素電極和夾緊電極形成電路，該電路可操作以將基板靜電地夾緊至工件支撐表面。

在另一實(shí)施例中，提供一種處理腔室。所述處理腔室包括腔室主體，該腔室主體中安置有像素化靜電夾盤(pán)(ESC)。像素化ESC可如上所述那樣配置。

在又一實(shí)施例中，提供一種用于處理基板的方法，該方法包括：向形成于像素化靜電夾盤(pán)中的主夾緊電極施加功率；將側(cè)向分布在像素化靜電夾盤(pán)內(nèi)的多個(gè)像素電極中的一個(gè)或多個(gè)選擇性地耦接到地面以將基板緊固至像素化靜電夾盤(pán)；以及在像素化靜電夾盤(pán)上處理基板。

附圖說(shuō)明

因此，為了可詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可通過(guò)參考實(shí)現(xiàn)方式對(duì)上文中簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明進(jìn)行更特定的描述，這些實(shí)現(xiàn)方式中的一些在附圖中示出。然而，將注意的是，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)現(xiàn)方式，因此附圖將不被視作限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可承認(rèn)其他同樣有效的實(shí)現(xiàn)方式。

圖1是處理腔室的示意性橫剖面?zhèn)纫晥D，該處理腔室中具有像素化靜電夾盤(pán)的一個(gè)實(shí)施例；

圖2是詳細(xì)說(shuō)明像素化靜電夾盤(pán)和基板支撐組件的多個(gè)部分的部分示意性橫剖面?zhèn)纫晥D；

圖3是示出在像素化靜電夾盤(pán)中的可調(diào)電容器和電極的布局的部分平面頂視圖；

圖4是沿圖3的剖面線A-A截取的橫剖面視圖，這些圖示出電容器在像素化靜電夾盤(pán)中的簡(jiǎn)化布線示意圖；

圖5是示出RF可變電容器的部分布線示意圖；以及

圖6是利用像素化靜電夾盤(pán)處理基板的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

為了便于理解，已在可能的情況下使用完全相同的附圖標(biāo)記指定諸圖所共有的完全相同的元件。構(gòu)想了在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中公開(kāi)的元件可有利地用于其他實(shí)現(xiàn)方式而無(wú)需特定的陳述。

具體實(shí)施方式

隨著半導(dǎo)體工業(yè)正在將電子特征尺寸縮小至亞納米水平，蝕刻速率和臨界尺寸均勻性要求同樣縮至接近原子尺寸的埃水平。在這種情況下，基板溫度必須非常均勻(例如對(duì)于小于20納米的節(jié)點(diǎn)，小于約0.5℃)或能以使用非常精細(xì)的分辨率來(lái)調(diào)諧以定制跨基板的工藝均勻性。然而，對(duì)于小于10納米的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)而言，即使低至0.25℃或更低的溫度均勻性也不足以維持工藝均勻性。影響工藝均勻性的一個(gè)因素是在靜電夾盤(pán)的圓盤(pán)內(nèi)的夾緊電極的電介質(zhì)深度。電介質(zhì)深度是圓盤(pán)的頂部與包括夾緊電極的高電壓柵格之間的距離。圓盤(pán)的基板支撐表面地形與電介質(zhì)深度都顯著地影響基板對(duì)ESC的RF耦接。對(duì)基板的較強(qiáng)的射頻(RF)耦接可增加蝕刻速率，反之亦然。由此，跨ESC側(cè)向地控制工件對(duì)地的局部電容是重要的工藝控制參數(shù)，在本文中公開(kāi)的本發(fā)明的所述工藝控制參數(shù)已經(jīng)證實(shí)為有效的工藝控制屬性，以用于定制對(duì)使用ESC執(zhí)行的工藝的側(cè)向和/或方位角蝕刻速率均勻性和/或CD控制。

本文所述的實(shí)現(xiàn)方式提供像素化靜電夾盤(pán)(ESC)，該像素化ESC允許對(duì)像素化ESC與諸如基板之類的工件的RF耦接進(jìn)行局部調(diào)諧、側(cè)向調(diào)諧以及方位角調(diào)諧，進(jìn)而允許對(duì)像素化ESC上的基板與地面的側(cè)向RF耦接進(jìn)行側(cè)向調(diào)諧和方位角調(diào)諧。此外，針對(duì)基板與地面的耦接而對(duì)像素化ESC中的電容的局部變化的控制通過(guò)消除(或在一些情況下誘發(fā))受RF耦接影響的工藝變化，來(lái)大幅增強(qiáng)在該像素化ESC上執(zhí)行的工藝。由此，像素化ESC允許對(duì)在跨基板的幾乎任何位置之間的埃水平蝕刻速率和臨界尺寸(CD)均勻性進(jìn)行控制。本文還描述對(duì)在像素化ESC上處理的基板的RF耦接進(jìn)行調(diào)諧的方法。盡管在下文中描述了像素化ESC處于蝕刻處理腔室中，但像素化ESC可用于其他類型的等離子體處理腔室中，所述腔室諸如物理氣相沉積腔室、化學(xué)氣相沉積腔室、離子注入腔室等，以及期望跨ESC的基板支撐表面的RF分布進(jìn)行方位角調(diào)諧、側(cè)向調(diào)諧和/或局部調(diào)諧中的至少一個(gè)調(diào)諧所在的其他系統(tǒng)。還構(gòu)想到像素化電極也可用于控制其他表面(包括不用于半導(dǎo)體處理的那些表面)的RF偏置或耦接。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，像素化ESC允許在真空工藝(諸如，蝕刻、沉積、注入，等等)期間通過(guò)利用像素電極來(lái)補(bǔ)償腔室不均勻性(諸如，溫度、流導(dǎo)、電場(chǎng)、等離子體密度，等等)對(duì)邊緣處或跨基板的其他位置處的臨界尺寸(CD)變化進(jìn)行校正。此外，一些實(shí)施例已證實(shí)將基板對(duì)地的電容控制到自約20pF至約數(shù)百pF范圍中的任一電容的能力。

圖1是示例性蝕刻處理腔室100的示意性橫剖面視圖，該蝕刻處理腔室100具有像素化ESC132。如上文所討論，像素化ESC132可用于其他處理腔室中，例如等離子體處理腔室、退火腔室、物理氣相沉積腔室、化學(xué)氣相沉積腔室，以及離子注入腔室等等，以及期望有控制將表面或工件(諸如，基板)耦接至地面的RF分布的能力的其他系統(tǒng)中。對(duì)跨表面(即像素化ESC132的基板支撐表面)的許多離散區(qū)域的RF耦接進(jìn)行獨(dú)立控制和局部控制有益地允許RF分布的側(cè)向調(diào)諧和/或方位角調(diào)諧以及局部RF不平度(諸如，高或低RF耦接)的減小RF，所述RF不平度可影響蝕刻處理腔室100中的局部工藝結(jié)果。

處理腔室100包括接地腔室主體102。腔室主體102包括壁104、底部106，以及蓋108，上述各項(xiàng)圍成內(nèi)部體積124?；逯谓M件126安置于內(nèi)部體積124中。像素化ESC132安置于基板支撐組件126上并且在處理期間在其上支撐基板134。

處理腔室100的壁104包括開(kāi)口(未示出)，能以機(jī)器人方式將基板134經(jīng)由該開(kāi)口移送進(jìn)出內(nèi)部容積124。泵送口110形成在腔室主體102的壁104或底部106中的一個(gè)中并且流體地連接至泵送系統(tǒng)(未示出)。泵送系統(tǒng)用以在處理腔室100的內(nèi)部體積124內(nèi)維持真空環(huán)境，同時(shí)移除處理副產(chǎn)物。

氣體面板112通過(guò)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣端口114將工藝氣體和/或其他氣體提供至處理腔室100的內(nèi)部容積124，該進(jìn)氣端口114穿過(guò)腔室主體102的蓋108或壁104中的至少一個(gè)而形成。由氣體面板112提供的工藝氣體在內(nèi)部體積124內(nèi)被激勵(lì)以形成等離子體122，該等離子體122用以處理安置在像素化ESC132上的基板134。可由感性耦接至處理氣體的RF功率來(lái)激勵(lì)此工藝氣體，該RF功率來(lái)自定位在腔室主體102外部的等離子體施加器120。在圖1中示出的實(shí)施例中，等離子體施加器120是經(jīng)由匹配電路118耦接至RF功率源116的一對(duì)共軸線圈或容性耦接等離子體(capacitively coupled plasma；CCP)腔室。

控制器148耦接至處理腔室100以控制處理腔室100的操作和基板134的處理。控制器148可以是任何形式的通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè)，該處理系統(tǒng)可在工業(yè)設(shè)定中使用以用于控制多種子處理器和子控制器?？傮w上，控制器148包括與存儲(chǔ)器174和輸入/輸出(I/O)電路176通信的中央處理單元(CPU)172及其他常見(jiàn)部件。由控制器148的CPU執(zhí)行的軟件命令使處理腔室：例如將蝕刻劑氣體混合物(即處理氣體)引入內(nèi)部體積124，通過(guò)施加來(lái)自等離子體施加器120的RF功率由處理氣體形成等離子體122，以及蝕刻存在于基板134上的材料的層。

基板支撐組件126總體上至少包括基板支撐件。在圖1的實(shí)施例中，基板支撐件為ESC并且在下文中描述為像素化ESC132?；逯谓M件126可附加地包括加熱器組件170。基板支撐組件126也可包括冷卻基座130?；蛘?，冷卻基座可與基板支撐組件126分離。基板支撐組件126可以可移除地耦接至支撐臺(tái)125。支撐臺(tái)125安裝至腔室主體102并且可包括臺(tái)基座128。支撐臺(tái)125可任選地包括設(shè)施盤(pán)180?？芍芷谛缘貙⒒逯谓M件126從支撐臺(tái)125移除以允許對(duì)基板支撐組件126的一個(gè)或多個(gè)部件進(jìn)行整修。

設(shè)施盤(pán)180配置成容納多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置成升高和降低多個(gè)升舉銷。此外，設(shè)施盤(pán)180還配置成容納來(lái)自像素化ESC132和冷卻基座130的多個(gè)流體連接。設(shè)施盤(pán)180還配置成容納來(lái)自像素化ESC132和加熱器組件170的多個(gè)電連接。許多連接可在基板支撐組件126外部或內(nèi)部運(yùn)行，而設(shè)施盤(pán)180為這些連接提供至相應(yīng)終點(diǎn)的接口。

溫度受控的冷卻基座130耦接至熱傳遞流體源144。熱傳遞流體源144提供諸如液體、氣體或其組合的熱傳遞流體，該熱傳遞流體循環(huán)通過(guò)安置于冷卻基座130中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管160。流經(jīng)相鄰導(dǎo)管160的流體可被隔離以允許對(duì)在像素化ESC132與冷卻基座130的不同區(qū)域之間的熱傳遞進(jìn)行局部控制，這輔助控制基板134的側(cè)向溫度分布。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，流體分配器可流體地耦接在熱傳遞流體源144的出口與溫度受控的冷卻基座130之間。流體分配器操作以控制經(jīng)提供至導(dǎo)管160的熱傳遞流體的量。流體分配器可安置在處理腔室100的外部、基板支撐組件126內(nèi)、臺(tái)基座128內(nèi)或其他適合的位置。

加熱器組件170可包括嵌入在主體152中的一個(gè)或多個(gè)主電阻式加熱器154和任選的多個(gè)二級(jí)加熱器(未示出)。主電阻式加熱器154可被提供以將基板支撐組件126的溫度升高至用于執(zhí)行腔室工藝的溫度。二級(jí)加熱器(當(dāng)存在時(shí))可對(duì)由主電阻式加熱器154產(chǎn)生的像素化ESC132的溫度分布提供幾攝氏度的局部化調(diào)整。由此，主電阻式加熱器154在全局化的大尺度上操作，而二級(jí)加熱器則在局部化的小尺度上操作。主電阻式加熱器154經(jīng)由RF濾波器184耦接至主加熱器功率源156。功率源156可向主電阻式加熱器154提供500瓦特或更高的功率?？刂破?48可控制主加熱器功率源156的操作，該主加熱器功率源156的操作一般被設(shè)定為加熱基板134。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，主電阻式加熱器154包括多個(gè)側(cè)向分開(kāi)的加熱區(qū)，其中控制器148使主電阻式加熱器154的一個(gè)區(qū)能夠相對(duì)于位于其他區(qū)中一個(gè)或多個(gè)區(qū)中的主電阻式加熱器154優(yōu)先被加熱。例如，主電阻式加熱器154可同心地布置在多個(gè)分開(kāi)的加熱區(qū)中以實(shí)現(xiàn)邊緣至中心溫度控制。

或者，一個(gè)或多個(gè)主電阻式加熱器154和/或二級(jí)加熱器可形成在像素化ESC132中。在主電阻式加熱器154和二級(jí)加熱器都形成在像素化ESC132中的那些實(shí)施例中，基板支撐組件126可被形成為不具有加熱器組件170并且像素化ESC132可直接安置于冷卻基座130上。

處理腔室100中的基板134的表面的溫度可受到由泵對(duì)工藝氣體的抽空、狹縫閥門(mén)、等離子體122以及其他因素的影響。冷卻基座130、一個(gè)或多個(gè)主電阻式加熱器154以及二級(jí)加熱器全都有助于控制基板134的表面溫度。

像素化ESC132具有安裝表面131和與安裝表面131相對(duì)的工件表面133。像素化ESC132的工件表面133可包括氣道(未示出)以用于將背側(cè)熱傳遞氣體提供至限定在基板134與像素化ESC132的工件表面133之間的間隙空間。像素化ESC132還可包括升舉銷孔以用于容納升舉銷(兩者都未示出)，所述升舉銷用于將基板134升高至像素化ESC132的工件表面133上方以便于以機(jī)器人方式移送進(jìn)和移送出處理腔室100。

像素化ESC132一般包括電介質(zhì)體150，該電介質(zhì)體150中嵌入有一個(gè)或多個(gè)夾緊電極136。電介質(zhì)體150中還可嵌入有一個(gè)或多個(gè)像素電極140。像素電極140可與夾緊電極136共面。像素電極140可與夾緊電極136散布，例如像素電極140可以以柵格或極性陣列的方式布置(該柵格或極性陣列散布在形成于單個(gè)夾緊電極136中的孔徑內(nèi))，或可在多個(gè)夾緊電極136之間散布。

使用MEMS技術(shù)可直接將像素電極140和夾緊電極136集成到圓盤(pán)228中。每一個(gè)像素電極140可通過(guò)夾緊電極136而與相鄰像素電極140隔開(kāi)。像素電極140和夾緊電極136可通過(guò)電鍍、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷、物理氣相沉積、沖壓、金屬絲網(wǎng)或其他適合的方式形成。

往回參見(jiàn)電介質(zhì)體150，電介質(zhì)體150可具有配置成在直徑上與基板相同或略大于基板的平盤(pán)形式。或者，電介質(zhì)體150可具有其他形式，諸如，矩形、正方形或其他平面形式。電介質(zhì)體150可由陶瓷材料(諸如，AlN或Al₂O₃)制成。當(dāng)由陶瓷材料制成時(shí)，電介質(zhì)體150可被稱作圓盤(pán)(在圖2中示為圓盤(pán)228)?；蛘撸娊橘|(zhì)體150可由聚合物制成，諸如聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚芳醚酮，等等。當(dāng)由聚合物制成時(shí)，電介質(zhì)體150可被稱作彎曲疊層。

像素化ESC132的主體150可由兩層個(gè)或更多個(gè)層形成，這些層在壓力下經(jīng)加熱以形成單塊主體150。例如，主體152可由聚酰亞胺層形成，并且像素電極140和夾緊電極136在這些聚酰亞胺層之上或之間。在一些實(shí)施例中，主電阻式加熱器154也可形成在聚酰亞胺層之上或之間?；蛘?，像素化ESC132可由陶瓷材料形成。像素化ESC132可經(jīng)燒結(jié)并且可包含嵌入其中的一個(gè)或多個(gè)夾緊電極136和像素電極140。

夾緊電極136可配置為雙極性電極，或其他適合的布置。夾緊電極136經(jīng)由RF濾波器182耦接至夾緊功率源138，該夾緊功率源138提供RF或DC電功率以將基板134靜電地固定至像素化ESC132的上表面。RF濾波器182防止用于在處理腔室100內(nèi)形成等離子體122的RF功率損害電氣設(shè)備或在腔室外部造成電氣危害。在一個(gè)實(shí)施例中，夾緊功率源138向一個(gè)或多個(gè)夾緊電極136提供高電壓。

多個(gè)像素電極140可安置在像素化ESC132中并且緊鄰?qiáng)A緊電極136。像素電極140經(jīng)由電引線146、經(jīng)過(guò)像素電容器(圖4和圖5中示出)耦接至地面142。像素電容器可配置成具有固定的或可變的電容，其中每一個(gè)像素電容器的值被選擇成獨(dú)立地且局部地控制跨像素化ESC132的許多離散區(qū)域的RF耦接，以使得能夠?qū)迮cESC132之間的功率耦接進(jìn)行局部調(diào)諧、側(cè)向調(diào)諧和/或方位角調(diào)諧，進(jìn)而能夠在蝕刻處理腔室100中調(diào)諧局部、側(cè)向和/或方位角工藝結(jié)果。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，像素電容器可以是可變電容器，該可變電容器的電容能以機(jī)械方式或電子方式改變。像素控制器210可用于控制像素電容器的電容。像素電容器的電容的改變可用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)像素電極140來(lái)影響夾緊電極136通過(guò)基板134而至地面142之間的功率的耦接的親和性(affinity)，由此將基板134靜電地夾緊至像素化ESC132。

像素電容器與電阻器、電感器及憶阻器(memristor)都屬于用于電子設(shè)備中的“被動(dòng)部件”群組，這些被動(dòng)部件用于傳輸夾持功率，同時(shí)允許對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行可調(diào)諧控制。像素電容器可具有固定電容值，和/或具有可變電容器，所述可變電容器具有可變(修整器(trimmer))或可調(diào)整的(可調(diào)諧的)電容值。像素電容器可以是電容可由像素控制器210控制的數(shù)字調(diào)諧電容器，諸如集成電路(IC)可變電容器。像素電容器的電容值可被配置成調(diào)諧RF信號(hào)以控制蝕刻處理腔室100中的蝕刻速率。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，像素電容器可被制造為固態(tài)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(field-effect transistor；FET)開(kāi)關(guān)。像素電容器可以是微型機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanical system；MEMS)、基于鈦酸鍶鋇(barium strontium titanate；BST)的器件、基于絕緣體上硅(silicon-on-insulator；SOI)的器件/基于藍(lán)寶石上硅(silicon-on-sapphire；SOS)的器件、基于鐵電體的器件，或其他適合的器件技術(shù)。MEMS器件是高度線性的，因此適合于天線孔徑調(diào)諧、動(dòng)態(tài)阻抗匹配、功率放大器負(fù)載匹配，以及可調(diào)濾波器。BST器件通過(guò)向該等器件施加高壓來(lái)改變電容。調(diào)諧準(zhǔn)確度僅受限于產(chǎn)生高壓的D-A(直流-交流)轉(zhuǎn)換器電路的準(zhǔn)確度。在需求嚴(yán)格的應(yīng)用中，BST器件具有在變化的溫度上的優(yōu)良穩(wěn)定性和線性。SOI/SOS調(diào)諧器件使用以二進(jìn)制加權(quán)值布置的金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal；MIM)覆層以獲取不同電容值。SOI/SOS開(kāi)關(guān)具有高度線性并且十分適合于不存在高電壓的低功率應(yīng)用。高電壓耐受性要求串聯(lián)的多個(gè)FET器件，這增加串聯(lián)電阻并且降低質(zhì)量因子。在一個(gè)實(shí)施例中，像素電極140是數(shù)字調(diào)諧的可變MEMS器件。

基于等離子體的工藝可能對(duì)ESC的小局部RF(RF)耦接變化非常敏感。像素化ESC132允許控制表面電容，以便對(duì)跨基板134的側(cè)向剖面的離散位置處的蝕刻速率提供埃水平CD控制。

圖2是示出基板支撐組件126的多個(gè)部分的部分橫剖面示意圖。圖2中包括像素化ESC132、加熱器組件170、冷卻基座130以及設(shè)施盤(pán)180的部分。

加熱器組件170可以是任選的并且具有絕緣區(qū)域264。絕緣區(qū)域264可保護(hù)加熱器組件170不接觸電引線146，所述電引線146通過(guò)像素電容器和像素控制器210而將像素電極140連接至地面142。在主電阻式加熱器154位于像素化ESC132中的實(shí)施例中，基板支撐組件126中可不存在加熱器組件170。

可利用結(jié)合劑244將加熱器組件170可耦接至像素化ESC132的安裝表面131。結(jié)合劑244可以是粘合劑，諸如，丙烯酸基粘合劑、環(huán)氧樹(shù)脂、硅基粘合劑、基于氯丁橡膠的粘合劑，或其他適合的粘合劑。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)合劑244是環(huán)氧樹(shù)脂。結(jié)合劑244可具有選自從0.01至200W/mK的范圍中的熱傳導(dǎo)系數(shù)，且在一個(gè)示例性實(shí)施例中，具有選自從0.1至10W/mK的范圍中的熱傳導(dǎo)系數(shù)。包括結(jié)合劑244的粘合劑材料可附加地包括至少一種熱傳導(dǎo)陶瓷填充物，例如氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)，及二硼化鈦(TiB₂)，等等。當(dāng)整修像素化ESC132或加熱器組件170時(shí)，可去除結(jié)合劑244。在其他實(shí)施例中，像素化ESC132利用緊固件或夾具(未示出)可移除地耦接至加熱器組件170。

像素化ESC132的主體150一般可以是平面形式的圓柱形，但還能以其他幾何形狀來(lái)形成。主體150可以是陶瓷并且可燒結(jié)至圖2中示出的圓盤(pán)228內(nèi)。圓盤(pán)228具有工件表面133以在其上支撐基板134。此外，主體150可包括面對(duì)加熱器組件170的安裝表面131。

圓盤(pán)228的安置在電極136、140與基板134的頂表面之間的部分形成電介質(zhì)226，該電介質(zhì)226用于將功率容性地耦接至基板134。由電介質(zhì)226的較厚深度或圓盤(pán)228的較平的地形而導(dǎo)致的耦接至基板134的較多功率可能降低蝕刻速率，反之亦然。由于甚至低至0.25℃的溫度均勻性也不足以維持良好的側(cè)向蝕刻均勻性，功率至基板134的耦接在形成小于10納米的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)時(shí)具有十分重要的作用。由此，已發(fā)現(xiàn)在側(cè)向地跨像素化ESC 132的離散位置處對(duì)基板134與像素化ESC 132之間的功率耦接的獨(dú)立控制允許在像素化ESC132中與像素電極140以及該像素電極140周圍的夾緊電極136中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)位置處獨(dú)立地控制蝕刻速率。

取決于ESC設(shè)計(jì)和所用的材料，常規(guī)ESC在基板與夾緊電極之間的離散位置處可具有不同的電容。例如，完全平坦的晶片與完全平坦的常規(guī)ESC之間的電容可以是約220pF?？紤]到圓盤(pán)表面平坦度和粗糙度以及其他因素(諸如，電介質(zhì)深度、夾緊電極與ESC表面的距離和圓盤(pán)的材料，以及其他因素)中的變化，ESCESC的一個(gè)區(qū)域中電容相比其他區(qū)域可能高得多。例如，一些常規(guī)ESC跨基板支撐表面可具有約數(shù)千皮(pico)法拉第的電容變化。

本文所述的像素化ESC132的實(shí)施例允許通過(guò)將跨像素化ESC132的基板支撐表面的局部電容變化控制為低于10％而允許將蝕刻速率均勻性控制在約之內(nèi)。例如，跨像素化ESC132的基板支撐表面的局部電容變化可被控制在約20pF至約數(shù)百皮法拉第之間。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)充分地縮緊電介質(zhì)226的深度容限來(lái)控制跨像素化ESC 132的基板支撐表面的局部電容變化以便獲得小于10％的電容變化。例如，如果另外的5％與摻雜變化有關(guān)，則可將電介質(zhì)226的深度容限縮緊至小于約5％，從而獲得小于10％的電容變化。

附加于或替代于除縮緊電介質(zhì)226的深度容限可通過(guò)充分改進(jìn)圓盤(pán)228的表面的平坦度和地形均勻性來(lái)控制跨像素畫(huà)ESC 132的基板支撐表面的局部電容變化。例如，圓盤(pán)228的平坦度的容限可小于約10μm。附加于或替代于改進(jìn)圓盤(pán)228的平坦度，圓盤(pán)228的表面粗糙度變化可小于約10μm。

附加于或替代于改進(jìn)電介質(zhì)226和圓盤(pán)228的物理屬性(即深度容限、平坦度、粗糙度，等等)中的一者或更多者，可通過(guò)為耦接至各個(gè)像素電極140的每一個(gè)像素電容器選擇適當(dāng)?shù)碾娙輥?lái)控制跨像素化ESC132的基板支撐表面的局部電容變化。通過(guò)為耦接至各個(gè)像素電極140的每一個(gè)像素電容器選擇適當(dāng)?shù)碾娙?，可補(bǔ)償電介質(zhì)226和圓盤(pán)228的物理屬性的變化或處理環(huán)境中的變化以獲得期望的處理結(jié)果，諸如將蝕刻速率均勻性維持在約內(nèi)。

像素控制器210可用于為耦接至各個(gè)像素電極140的每一個(gè)像素電容器選擇適當(dāng)?shù)碾娙?。例如，像素控制?10可利用由像素控制器210產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)控制每一個(gè)像素電容器的電容。

使用可獨(dú)立控制的像素電容器來(lái)平滑化或校正像素化ESC132的功率耦接分布能夠?qū)⒖缁?34的局部RF均勻性控制到非常小的容限?？缁?34的局部RF均勻性使得在處理基板134時(shí)允許精確處理和CD控制。此外，像素電極140的小尺寸和高密度使得能夠在基板上不影響像素化ESC 132的相鄰區(qū)域的功率耦接的情況下，允許通過(guò)基板134而在單個(gè)像素電極140與相鄰?qiáng)A緊電極136之間進(jìn)行的功率耦接進(jìn)行離散的局部控制，ESC耦接由此允許對(duì)功率耦接的局部控制。具有多個(gè)像素電極140的基板支撐組件126已經(jīng)被證實(shí)具有如下能力：將在該基板支撐組件126上處理的基板134的電容均勻性控制到小于約10％，從而控制蝕刻均勻性的工藝偏差向下控制到約

圖3是沿圖2中的剖面線A-A截取的像素化ESC132的部分橫剖面頂視平面圖。ESC像素電極140和夾緊電極136在像素化ESC 132中的布局借助示例而提供并且以可選的方式排列。沿圖2中穿過(guò)像素化ESC132的剖面線A-A的平面來(lái)安置像素電極140。示出的像素電極140和夾緊電極136的數(shù)量?jī)H為了說(shuō)明并且任何數(shù)量的實(shí)施例可具有大幅地更多(或更少)的像素電極140和夾緊電極136。此外，夾緊電極136可以是獨(dú)立可偏置區(qū)段的形式，可作為多個(gè)共同偏置的區(qū)段，或其他配置?？缦袼鼗疎SC132的工件支撐表面的局部電容可由像素電容器來(lái)控制以提供蝕刻速率的埃水平控制。

諸如圖2中示出的像素控制器210的像素控制器可控制每一個(gè)像素電容器。在一個(gè)實(shí)施例中，像素電容器和用于將像素電容器耦接至選定像素電極140的開(kāi)關(guān)安置于像素控制器210中。像素控制器210可將單個(gè)像素電極140耦接至電容器，該電容器具有與相鄰像素電極140相同或不同的電容。在其他實(shí)施例中，像素控制器210可將一組相鄰像素電極140耦接至具有相同電容的電容器(該電容可與相鄰組的像素電極140的電容相同或不同)，由此限定可獨(dú)立于其他區(qū)而受控的像素化ESC132中的一部分或一區(qū)。像素控制器210可耦接多個(gè)像素電極140，這些像素電極140經(jīng)群組化以限定內(nèi)楔、周邊群組、餅狀區(qū)域，或其他期望的幾何形狀配置，包括不毗鄰的配置。由此，通過(guò)控制每一個(gè)像素電極140的局部電容，可在沿像素化ESC132的表面的獨(dú)立位置處精確地控制RF耦接，這使得能夠更精確地控制基板處理結(jié)果。盡管針對(duì)像素電極140示出的圖案布置為小單元的柵格，但該圖案可替代地具有更大和/或更小的單元，延伸至邊緣，或處于其他布置。

像素電極140的數(shù)量可基板上等于夾緊電極136的數(shù)量?；蛘撸袼仉姌O140的數(shù)量可大幅超過(guò)或小于夾緊電極136的數(shù)量。跨基板支撐組件126而定位的像素電極140的數(shù)量可容易地超過(guò)數(shù)百個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每一個(gè)夾緊電極136，存在對(duì)應(yīng)的像素電極140。在替代實(shí)施例中，對(duì)于一個(gè)或多個(gè)夾緊電極，存在對(duì)應(yīng)的像素電極140的群組。

能以高效地生成基板與地面之間期望的RF耦接分布的圖案來(lái)配置像素電極140。該圖案可以是圍繞中點(diǎn)而對(duì)稱的柵格(如圖所示)或其他適合的圖案，所述其他適合的圖案在孔中且圍繞孔為升舉銷或其他機(jī)械連接、流體連接或電連接和端口(未示出)提供空隙。

圖4是沿圖3的B-B剖面線截取的像素化ESC132的橫剖面視圖。圖4示出耦接至像素化ESC 132中的像素電極140的電容器的簡(jiǎn)化示例性布線示意圖ESC。圖4中的像素化ESC132示出在其中形成的像素電極140和夾緊電極136。像素電極140耦接至例如駐留在電容器組410中的一個(gè)或多個(gè)電容器440。電容器組410可安置在像素控制器210中或其他適合的位置。電容器440可具有固定的或可變的電容。在電容是可變的實(shí)施例中，可響應(yīng)于來(lái)自像素控制器210的信號(hào)來(lái)選擇電容器440的電容。

像素控制器210可具有控制器412以用于斷開(kāi)和/或閉合各電路，這些電路經(jīng)由電引線141而選擇性地將電容器440耦接至相應(yīng)的像素電極140。當(dāng)像素控制器210的電路處于閉合位置時(shí)，像素電極140經(jīng)由電容器440中的至少一個(gè)耦接至地面142。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器412可經(jīng)由電引線141F將像素電極140F和電容器440F連接至地面142，而其他電容器440中的一個(gè)或多個(gè)則相對(duì)于地面142是浮動(dòng)的(因?yàn)槟切╇娐诽幱跀嚅_(kāi)狀態(tài))。在此配置中，像素化ESC132中位于像素電極140F局部的區(qū)域可比例如像素化ESC132中位于電極140G具有的區(qū)域具有更強(qiáng)的RF耦接?？刂破?12可控制像素電極140F和電容器440F接至地面142或相對(duì)于地面處于浮動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間或占空比?？刂破?12可附加地相對(duì)于像素電極140F或其他像素電極140控制其他像素電極140和電容器440接至地面142或相對(duì)于地面處于浮動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間或占空比。以此方式，可隨著時(shí)間的推移來(lái)控制跨像素化ESC132的基板支撐表面的每一個(gè)位置處的相對(duì)電容，由此允許對(duì)局部RF耦接進(jìn)行控制，并且因此能夠按需定制局部處理結(jié)果。

在另一實(shí)施例中，附加于或替代于控制像素電極140與地面之間的相對(duì)連接的占空比和持續(xù)時(shí)間，控制器412也可程序化地改變每一個(gè)電容器440的電容，以使得可控制跨像素化ESC132的基板支撐表面的每一個(gè)位置處的相對(duì)電容。像素電極140的數(shù)量和密度有助于將跨基板134的RF耦接的均勻性控制至非常小的容限的能力。由此，相對(duì)與另一個(gè)像素電極140在每一個(gè)像素電極140與地面之間的電容的單獨(dú)控制允許對(duì)在基板134與像素化ESC132之間的特定位置處對(duì)RF耦接的局部和側(cè)向控制，這進(jìn)而允許在處理基板134時(shí)的精確的工藝和CD控制。

圖5示出用于將像素電極140耦接至地面142的針對(duì)可變電容器500的部分布線示意圖的一個(gè)實(shí)施例，。可變電容器500可例如通過(guò)替換圖4中示出的電容器440而用于像素電極140中任一個(gè)與地面142之間的上述像素控制器210中?？勺冸娙萜?00可包括可變電容器505和固定電容器570的混合，這兩個(gè)電容器經(jīng)由去耦電阻器506耦接至薄膜晶體管(TFT)508?？勺冸娙萜?00一般用作電壓受控的可變電容器(變?nèi)萜?varactor))，并且可將MEMS控制元件用作可變電容器505?？勺冸娙萜?00包括分支510、520、530、540、550、560，這些分支各自包括至少一個(gè)可變電容器505和至少一個(gè)固定電容器570。

當(dāng)可變電容器505配置為MEMS控制元件時(shí)，可變電容器505為二進(jìn)制(開(kāi)/關(guān))受控的，即可切換的?？勺冸娙萜?05可向可變電容器500提供約0pF至約3.4pF之間的電容。每一個(gè)固定電容器570可向可變電容器500提供約0.5pF至約74pF之間的總電容。此外，安置在TFT 508與電容器505、570之間的去耦電阻器506可單獨(dú)提供約5歐姆的電阻。

沿包括可變電容器500的一個(gè)或多個(gè)分支510、520、530、540、550、560，能以可選擇的二進(jìn)制加權(quán)電容來(lái)配置可變電容器500的電容。TFT 508可用于選擇分支510、520、530、540、550、560中的哪一個(gè)或哪些為浮動(dòng)的，以及分支510、520、530、540、550、560中的哪一個(gè)或哪些將像素電極140耦接至地面142。

每一個(gè)分支510、520、530、540、550、560的總電容是兩組電容器(即可變電容器505與固定電容器570)的組合。每一個(gè)分支510、520、530、540、550、560可具有相同范圍的電容或不同的電容。例如，分支560可配置最大總電容，分支550配置第二大總電容，以此類推，分支510具有最小總電容。分支560可由六個(gè)可切換的可變電容器505構(gòu)成，每一個(gè)可切換的可變電容器具有設(shè)定為約3.4pF的電容(總電容為約20.4pF)，且每一個(gè)可切換的可變電容器與固定電容器576并聯(lián)布置，該固定電容器576具有約74pF的電容。這對(duì)于分支560產(chǎn)生16pF的總電容。分支550、540、530、520、510以類似方式建構(gòu)并且可分別具有8pF、4pF、2pF、1pF和0.5pF的總電容。具有小于3.4pF的總電容的分支530、520、510可使用與單個(gè)固定電容器570并聯(lián)或串聯(lián)的單個(gè)MEMS可變電容器505。固定電容器570可配置成將分支530、520、510的總電容降低至期望值。例如，最小分支510可具有與大約0.6pF的固定電容器570并聯(lián)的單個(gè)可變電容器505。由此，當(dāng)可變電容器505被激勵(lì)(即接通)時(shí)，最小分支510可具有0.5pF的有效電容。因此，通過(guò)選擇性地接通/關(guān)閉多個(gè)分支510、520、530、540、550、560中的可變電容器505，可獲得約0.5pF至約31.5pF之間的總電容。

或者，固定電容器576可與諸如MEMS可變電容器505的RF MEMS電容器單元串聯(lián)。一個(gè)或多個(gè)直列式電容器可與像素電極140串聯(lián)連接。在該種配置中，與電容器576、505并聯(lián)置放的配置中的電壓相比，電容器576、505可經(jīng)受更高的電壓。由此，諸如MEMS可變電容器505的RFMEMS電容器單元的串聯(lián)配置可配置成用于處理高電壓。

圖6是用于利用像素化靜電夾盤(pán)(諸如上述像素化靜電夾盤(pán)等等)處理基板的方法600的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法600通過(guò)向形成于像素化靜電夾盤(pán)中的主電極施加功率而開(kāi)始于框602。主電極可以是單個(gè)電極，或分段到多個(gè)區(qū)中。主電極在像素化ESC中的區(qū)可以是可獨(dú)立控制的。

在框604處，選擇性地將側(cè)向分布在像素化ESC內(nèi)的多個(gè)像素電極中的一個(gè)或多個(gè)耦接至地面，從而有效地將該基板夾緊至ESC的表面?？上鄬?duì)于安置在像素畫(huà)靜電夾盤(pán)內(nèi)的其他像素電極來(lái)控制對(duì)每一個(gè)像素電極與地面的耦接的持續(xù)時(shí)間和/或占空比，從而控制對(duì)安置在ESC上的基板的RF耦接。在一些實(shí)施例中，可跨像素化ESC順序掃描每一個(gè)像素電極至地面的耦接。在其他實(shí)施例中，任選地附加于每一個(gè)像素電極至地面的耦接的持續(xù)時(shí)間和/或占空比可相對(duì)于安置在像素化靜電夾盤(pán)內(nèi)的其他像素電極的接地路徑可控地選擇單個(gè)像素電極至地面之間的電容。通過(guò)定制像素電極與地面之間的局部電容，可實(shí)現(xiàn)對(duì)跨基板的處理結(jié)果的局部調(diào)諧、側(cè)向調(diào)諧，和/或方位角調(diào)諧。

在框606處，可在像素化ESC上處理基板。例如，可在真空腔室中(例如使用等離子體工藝)來(lái)處理基板。真空工藝(任選地可在等離子體存在于處理腔室的情況下執(zhí)行的真空工藝)可以是蝕刻、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、離子注入、等離子體處理、退火、氧化物去除、減排(abatement)或其他等離子體工藝之一。構(gòu)想在用于其他應(yīng)用的其他環(huán)境(例如在大氣條件下)，可在像素化靜電夾盤(pán)的RF受控的表面上處理工件。在一個(gè)實(shí)施例中，像素化靜電夾盤(pán)上的基板經(jīng)蝕刻以形成亞10納米(sub 10nm)的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

任選地，在框606處中，可響應(yīng)于工藝條件的變化或工藝配方的變化而改變?cè)谙袼鼗o電夾盤(pán)內(nèi)側(cè)向分布的多個(gè)像素電極中的一個(gè)或多個(gè)與地面之間的耦接。例如，可響應(yīng)于工藝條件的變化或工藝配方的變化，利用來(lái)自像素控制器210的命令來(lái)改變像素電極中的一個(gè)或多個(gè)與地面之間的電容。在另一個(gè)示例中，可響應(yīng)于工藝條件的變化或工藝配方的變化而利用來(lái)自像素控制器210的命令在浮動(dòng)與接地之間切換像素電極中的一個(gè)或多個(gè)。

盡管前述內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式，但可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他和進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)方式而不背離本發(fā)明的基本范圍，且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定。