一種等離子處理腔室及其基臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種等離子處理腔室及其基臺，其中，所述基臺包括一靜電卡盤，基片被夾持于所述靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道和冷卻氣體通道，其中，所述冷卻氣體通道設(shè)置于所述冷卻液通道的下方。本發(fā)明能夠提供均一的熱平衡系統(tǒng)，保證靜電夾盤和基片的溫度均一性。
【專利說明】一種等離子處理腔室及其基臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子處理腔室及其基臺。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子處理腔室利用真空反應(yīng)室的工作原理進行半導體基片和等離子平板的基片的加工。真空反應(yīng)室的工作原理是在真空反應(yīng)室中通入含有適當刻蝕劑源氣體的反應(yīng)氣體，然后再對該真空反應(yīng)室進行射頻能量輸入，以激活反應(yīng)氣體，來激發(fā)和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上淀積材料層，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。
[0003]所述等離子體處理腔室包括一腔體，腔體下部設(shè)置有一基臺，基臺上放置有基片?；_中依次設(shè)置有加熱裝置和若干冷卻液通道，其中，加熱裝置設(shè)置于臨近于基片的基臺之中，用于對基片進行加熱，冷卻液通道設(shè)置于所述加熱裝置下方，用于將基片進行冷卻。加熱裝置和若干冷卻液通道共同組成了基片和基臺的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在加熱裝置和冷卻液通道之間還設(shè)置有冷卻氣體通道。冷卻氣體通道中通入氦氣，對基片進行降溫或去夾持等。在加熱裝置和冷卻液通道之間具有均勻的介質(zhì)，但是一旦在中間嵌入冷卻氣體通道就會造成介質(zhì)的不均一，其會進一步地影響基片的溫度調(diào)節(jié)均一性，甚至造成基片制程的不均一。
[0005]因此，基臺和腔室的設(shè)置都應(yīng)解決上述缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對【背景技術(shù)】中的上述問題，本發(fā)明提出了一種等離子處理腔室及其基臺。
[0007]本發(fā)明第一方面提供了一種用于等離子處理腔室的基臺，其中，所述基臺包括一靜電卡盤，基片被夾持于所述靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道和冷卻氣體通道，所述冷卻氣體通道設(shè)置于所述冷卻液通道的下方。
[0008]進一步地，所述冷卻氣體通道距離所述冷卻液通道的距離的取值范圍為大于1mm。
[0009]進一步地，所述冷卻氣體通道的橫截面面積的取值范圍大于1_2。
[0010]進一步地，所述冷卻氣體通道為一環(huán)形通道，其還連接有氣體供應(yīng)裝置，在氣體供應(yīng)裝置前方還包括一控制裝置。
[0011 ] 進一步地，所述控制裝置包括一閥門，其通過開關(guān)來控制氣體供應(yīng)裝置的供氣。
[0012]進一步地，所述冷卻氣體通道中通入的是氦氣。
[0013]進一步地，所述冷卻氣體通道的橫截面形狀包括圓形、多邊形、橢圓形、梯形、三角形。
[0014]進一步地，所述冷卻液通道還連接有一冷卻液循環(huán)裝置，用于向所述冷卻液通道提供冷卻液體并從該冷卻液通道中回收冷卻液。
[0015]進一步地，所述冷卻液通道距離基片的距離的取值范圍為大于5mm。
[0016]本發(fā)明第二方面提供了一種等離子處理腔室，其特征在于，所述等離子處理腔室包括本發(fā)明第一方面所述的基臺。
[0017]本發(fā)明能夠提供均一的熱平衡系統(tǒng)，保證靜電夾盤和基片的溫度均一性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的等離子處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的一個具體實施例的等離子處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的等離子處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述等離子體處理腔室包括一腔體(未示出)，腔體下部設(shè)置有一基臺100，基臺中設(shè)置有靜電夾盤，其通過靜電電極102產(chǎn)生的靜電吸力夾持住放在基臺100上的基片W，?；_100中依次設(shè)置有加熱裝置104和若干冷卻液通道108，其中，加熱裝置104設(shè)置于臨近于基片W的基臺100之中，用于對基片W進行加熱，冷卻液通道108設(shè)置于所述加熱裝置104下方，用于將基片W進行冷卻。加熱裝置104和若干冷卻液通道108共同組成了基片W和基臺100的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0022]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在加熱裝置104和冷卻液通道108之間還設(shè)置有冷卻氣體通道106。冷卻氣體106通道中通入冷卻氣體，對基片W進行降溫或去夾持等?；_100是由絕緣材料制成的，因此在加熱裝置104和冷卻液通道108之間本來具有均勻的介質(zhì)，但是一旦在中間嵌入冷卻氣體通道106就會造成介質(zhì)的不均一。而基片W具有一定的面積，如圖1所示，基片W的邊緣區(qū)域以下由于存在冷卻氣體通道106，則其對應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)肯定與基片W的邊緣區(qū)域以外區(qū)域的的介質(zhì)條件不同，兩者之間存在不均一性，因此基片W的溫度調(diào)節(jié)程度也由此不一樣。因此，基片W的溫度不均一，也會造成基片制程的不均一。
[0023]圖2是本發(fā)明的一個具體實施例的等離子處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明提供了一種用于等離子處理腔室的基臺200，其中，所述基臺200包括一靜電卡盤，基片W被夾持于所述靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道206和冷卻氣體通道208。其中，所述冷卻氣體通道208設(shè)置于所述冷卻液通道206的下方。
[0024]進一步地，所述冷卻氣體通道208距離所述冷卻液通道206的距離的取值范圍為大于1mm。
[0025]進一步地，所述冷卻氣體通道208的橫截面面積的取值范圍為大于1mm2。
[0026]進一步地，所述冷卻氣體通道208為一環(huán)形通道，其還連接有氣體供應(yīng)裝置(未示出)。所述氣體供應(yīng)裝置用于往冷卻氣體通道208供應(yīng)冷卻氣體。進一步地，在氣體供應(yīng)裝置前方還包括一控制裝置。典型地，所述控制裝置包括一閥門(未示出)，其通過開關(guān)來控制氣體供應(yīng)裝置204的供氣。
[0027]典型地，所述冷卻氣體通道208中通入的是氦氣。
[0028]可選地，所述冷卻氣體通道208的橫截面形狀包括圓形、多邊形、橢圓形、梯形、三角形。此處不視為對本發(fā)明的限制，而僅是示例的意思表示，冷卻氣體通道208的橫截面可為任何圖形。
[0029]進一步地，所述冷卻液通道206還連接有一冷卻液循環(huán)裝置(未示出)，用于向所述冷卻液通道206提供冷卻液體并從該冷卻液通道中回收冷卻液。
[0030]進一步地，所述冷卻液通道206距離基片W的距離的取值范圍為大于5mm。
[0031]本發(fā)明第二方面還提供了一種等離子處理腔室，其中，所述等離子處理腔室包括前文所述的基臺200。
[0032]因此，在等離子處理腔室中，從制程區(qū)域(位于基臺上方)的等離子體、基臺加熱裝置204或者兩者一并所帶來的熱量從基盤傳遞至冷卻液通道206，從而建立起了熱平衡，其能夠維持靜電夾盤于一個特定溫度。熱量傳遞途徑?jīng)Q定了有多少溫度能過被建立起來。對于一個需要在短時間內(nèi)達到溫度均一性的靜電夾盤來說，其每個區(qū)域所對應(yīng)的熱傳遞途徑都需要保持一致，以保證熱傳導的一致性。本發(fā)明能夠保持熱傳導的一致性。
[0033]假設(shè)需要將溫度從冷卻液通道到靜電夾盤頂部升高至T，T=q/G，其中，q是單位面積上的功率密度，G是從冷卻液通道206到靜電夾盤頂部的熱傳導系數(shù)。參見圖1，將基片邊緣區(qū)域?qū)?yīng)的基臺看做第一區(qū)域，將基臺其他區(qū)域看做第二區(qū)域，由于現(xiàn)有技術(shù)的等離子處理腔室的基片W和冷卻液通道108之間還設(shè)置有冷卻氣體通道106，第一區(qū)域的熱傳導途徑受到了影響，因此第一區(qū)域的熱傳導系數(shù)Gl小于第二區(qū)域的熱傳導系數(shù)G2，因此Tl必然大于T2，由此會影響靜電夾盤甚至基片W的溫度均一性。
[0034]然而，在本發(fā)明中，由于冷卻氣體通道208被移至冷卻液體通道206，其被轉(zhuǎn)移到了熱傳導途徑/系統(tǒng)之外，其并不再會影響到靜電夾盤的溫度均一性。靜電夾盤中的所有熱傳導途徑都具有同樣的熱傳導系數(shù)G2，其能夠建立起均一的熱平衡系統(tǒng)，也不再會影響到基片制程的均一性。
[0035]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子處理腔室的基臺，其中，所述基臺包括一靜電卡盤，基片被夾持于所述靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道和冷卻氣體通道，其特征在于:所述冷卻氣體通道設(shè)置于所述冷卻液通道的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻氣體通道距離所述冷卻液通道的距離的取值范圍為大于1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻氣體通道的橫截面面積的取值范圍為大于1mm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻氣體通道為一環(huán)形通道，其還連接有氣體供應(yīng)裝置，在氣體供應(yīng)裝置前方還包括一控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基臺，其特征在于，所述控制裝置包括一閥門，其通過開關(guān)來控制氣體供應(yīng)裝置的供氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻氣體通道中通入的是氦氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻氣體通道的橫截面形狀包括圓形、多邊形、橢圓形、梯形、三角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻液通道還連接有一冷卻液循環(huán)裝置，用于向所述冷卻液通道提供冷卻液體并從該冷卻液通道中回收冷卻液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述冷卻液通道距離基片的距離的取值范圍為大于5mm。
10.一種等離子處理腔室，其特征在于，所述等離子處理腔室包括權(quán)利要求1至9任一項所述的基臺。
【文檔編號】H01J37/32GK104078300SQ201310105805
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】左濤濤, 吳狄, 徐朝陽, 彭帆 申請人:中微半導體設(shè)備(上海)有限公司