一種等離子體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體處理腔室及其基臺，其中基片被夾持于所述基臺中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道，所述基臺包括第一絕緣層，所述第一絕緣層中內(nèi)嵌有夾持電極，在所述第一絕緣層以下包括一第二絕緣層，所述第二絕緣層中內(nèi)嵌有加熱裝置，其中，所述第二絕緣層以下設(shè)置有散熱層，在所述散熱層以下設(shè)置有粘接層，所述粘結(jié)層中間區(qū)域較邊緣區(qū)域厚，在所述粘接層的邊緣區(qū)域下方設(shè)置有補(bǔ)償層。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】
一種等離子體處理腔室及其基臺

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

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體處理腔室利用真空反應(yīng)室的工作原理進(jìn)行半導(dǎo)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(dāng)刻蝕劑源氣體的反應(yīng)氣體，然后再對該真空反應(yīng)室進(jìn)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(jìn)而對半導(dǎo)體基片和等離子平板進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行降溫或去夾持等。冷卻系統(tǒng)在制造過程中會有尺寸上的微小差異，例如若干冷卻氣體通道的寬度不同或者加熱裝置的厚度不均，這樣的微小差異會進(jìn)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體處理腔室及其基臺。
[0007]本發(fā)明第一方面提供了一種用于等離子體處理腔室的基臺，其中基片被夾持于所述基臺中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道，所述基臺包括第一絕緣層，所述第一絕緣層中內(nèi)嵌有夾持電極，在所述第一絕緣層以下包括一第二絕緣層，所述第二絕緣層中內(nèi)嵌有加熱裝置，其中，所述第二絕緣層以下設(shè)置有散熱層，在所述散熱層以下設(shè)置有粘接層，所述粘結(jié)層中間區(qū)域較邊緣區(qū)域厚，在所述粘接層的邊緣區(qū)域下方設(shè)置有補(bǔ)償層。
[0008]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域占所述粘結(jié)層橫向面積達(dá)60%以上。
[0009]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層在垂直方向上和所述粘結(jié)層的中間區(qū)域有重疊。
[0010]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層距離所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域的距離取值范圍為5mm?1mm0
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述散熱層的材料為陶瓷或金屬。
[0012]進(jìn)一步地,所述散熱層的厚度取值范圍為Imm?5mm。
[0013]進(jìn)一步地,所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域的寬度取值范圍為Imm?3mm。
[0014]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的材料為硅膠。
[0015]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域的厚度取值范圍為Imm?6_。
[0016]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層是中空的或者填充有硅膠。
[0017]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層位于所述若干冷卻液通道之上。
[0018]本發(fā)明第二方面提供了一種等離子體處理腔室，其特征在于，所述等離子體處理腔室包括本發(fā)明第一方面提供的基臺。
[0019]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】
[0020]圖1本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的等離子體處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0022]圖1本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的等離子體處理腔室基臺的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，所述等離子體處理腔室典型地為等離子體刻蝕機(jī)臺，下文就以等離子體刻蝕機(jī)臺為例進(jìn)行說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于此，所述等離子體處理腔室還包括CVD機(jī)臺等。其中，任何能夠應(yīng)用于本發(fā)明的等離子體處理腔室都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0023]如圖1所示，刻蝕機(jī)臺包括一基臺100，其位于刻蝕機(jī)臺的腔室下方，基臺100的基體108是由鋁制成的?；粖A持于所述基臺100中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道109。所述基臺100包括第一絕緣層101，其材料典型地為陶瓷。所述第一絕緣層101中內(nèi)嵌有夾持電極，在所述第一絕緣層101以下包括一第二絕緣層103，所述第二絕緣層103中內(nèi)嵌有加熱裝置110，其中，所述加熱裝置110為加熱電阻絲或者金屬。在所述第一絕緣層和第二絕緣層103之間設(shè)置有結(jié)合層102。所述第二絕緣層103以下設(shè)置有散熱層104，在所述散熱層以下設(shè)置有粘接層。所述粘結(jié)層包括中間區(qū)域105和邊緣區(qū)域106，其中，中間區(qū)域105較邊緣區(qū)域106厚，在所述粘接層的邊緣區(qū)域106下方設(shè)置有補(bǔ)償層107。
[0024]其中，所述散熱層104用于平衡等離子體處理腔室溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的溫度均一性?；_100中依次設(shè)置有加熱裝置110和若干冷卻液通道109，其中，加熱裝置110設(shè)置于臨近于基片的基臺之中，用于對基片進(jìn)行加熱，冷卻液通道109設(shè)置于所述加熱裝置110下方，用于將基片進(jìn)行冷卻。加熱裝置110和若干冷卻液通道109共同組成了基片和基臺100的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如圖1所示，散熱層104位于加熱裝置110和若干冷卻液通道109之中，能夠起到溫度緩沖的作用，從而調(diào)節(jié)了溫度的均一性。
[0025]其中，所述粘接層用于粘接上下材料層，還能夠?qū)ο到y(tǒng)的溫度造成影響。具體地，粘結(jié)層典型地為硅膠，能夠粘接上下材料層。但是，硅膠的質(zhì)地較軟，長期置于腔室內(nèi)部復(fù)雜的制程環(huán)境中容易變形甚至脫落從而對腔室內(nèi)部造成污染。因此，本發(fā)明提供的粘結(jié)層包括中間區(qū)域105和邊緣區(qū)域106，其中，中間區(qū)域105較邊緣區(qū)域106厚，因此整體上硅膠被“鎖”在基臺中，避免了因上下材料層的長時間擠壓而變形甚至脫落出基臺。
[0026]此外，粘結(jié)層由于是硅膠形成的，其熱阻較大，會對基臺100和基片的溫度造成不可忽略的影響，且其厚度越大基片的溫度越高。因此，粘結(jié)層邊緣區(qū)域106和中間區(qū)域105的厚度差不可忽略，為了不對系統(tǒng)溫度造成影響，又放置硅膠變形脫落，本發(fā)明還在所述粘接層的邊緣區(qū)域106下方設(shè)置有補(bǔ)償層107。因此，補(bǔ)償層107和邊緣區(qū)域106疊加以后產(chǎn)生的效果等同于中間區(qū)域105對系統(tǒng)溫度的影響，這就保證了系統(tǒng)溫度的均一性。
[0027]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域105占所述粘結(jié)層橫向面積達(dá)60%以上。
[0028]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層107在垂直方向上和所述粘結(jié)層的中間區(qū)域105有重疊。
[0029]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層107距離所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域106的距離取值范圍為5mm ?1mm0
[0030]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層位于所述若干冷卻液通道之上。
[0031]進(jìn)一步地，所述散熱層104的材料為陶瓷或金屬。
[0032]進(jìn)一步地,所述散熱層104的厚度取值范圍為Imm?5mm。
[0033]進(jìn)一步地,所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域106的寬度取值范圍為Imm?3mm。
[0034]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的材料為硅膠。
[0035]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域105的厚度取值范圍為Imm?6mm。
[0036]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償層107是中空的或者填充有硅膠。
[0037]本發(fā)明還提供了一種等離子體處理腔室，其中，所述等離子體處理腔室包括前文所述的基臺100。
[0038]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)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(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子體處理腔室的基臺，其中基片被夾持于所述基臺中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道，所述基臺包括第一絕緣層，所述第一絕緣層中內(nèi)嵌有夾持電極，在所述第一絕緣層以下包括一第二絕緣層，所述第二絕緣層中內(nèi)嵌有加熱裝置，其特征在于:所述第二絕緣層以下設(shè)置有散熱層，在所述散熱層以下設(shè)置有粘接層，所述粘結(jié)層中間區(qū)域較邊緣區(qū)域厚，在所述粘接層的邊緣區(qū)域下方設(shè)置有補(bǔ)償層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域占所述粘結(jié)層橫向面積達(dá)60%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基臺，其特征在于，所述補(bǔ)償層在垂直方向上和所述粘結(jié)層的中間區(qū)域有重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基臺，其特征在于，所述補(bǔ)償層距離所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域的距離取值范圍為5mm?10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述散熱層的材料為陶瓷或金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基臺，其特征在于，所述散熱層的厚度取值范圍為Imm?5mm ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述粘結(jié)層的邊緣區(qū)域的寬度取值范圍為 Imm ?3mm η
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述粘結(jié)層的材料為硅膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述粘結(jié)層的中間區(qū)域的厚度取值范圍為 Imm ?6mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述補(bǔ)償層是中空的或者填充有硅膠。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基臺，其特征在于，所述補(bǔ)償層位于所述若干冷卻液通道之上。
12.—種等離子體處理腔室，其特征在于，所述等離子體處理腔室包括權(quán)利要求1至11所述的基臺。
【文檔編號】H01L21/687GK104167344SQ201310183299
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】左濤濤, 倪圖強(qiáng) 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司