CN104167344B - 一种等离子体处理腔室及其基台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子体处理腔室及其基台，其中基片被夹持于所述基台中的静电卡盘之上，所述静电卡盘下方还包括若干冷却液通道，所述基台包括第一绝缘层，所述第一绝缘层中内嵌有夹持电极，在所述第一绝缘层以下包括一第二绝缘层，所述第二绝缘层中内嵌有加热装置，其中，所述第二绝缘层以下设置有散热层，在所述散热层以下设置有粘接层，所述粘结层中间区域较边缘区域厚，在所述粘接层的边缘区域下方设置有补偿层。本发明能够提供均一的热平衡系统，保证静电夹盘和基片的温度均一性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子体处理腔室及其基台。
背景技术
等离子体处理腔室利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。
所述等离子体处理腔室包括一腔体，腔体下部设置有一基台，基台上放置有基片。基台中依次设置有加热装置和若干冷却液通道，其中，加热装置设置于临近于基片的基台之中，用于对基片进行加热，冷却液通道设置于所述加热装置下方，用于将基片进行冷却。加热装置和若干冷却液通道共同组成了基片和基台的温度调节系统。
然而，在现有技术中，通常在加热装置和冷却液通道之间还设置有冷却气体通道。冷却气体通道中通入氦气，对基片进行降温或去夹持等。冷却系统在制造过程中会有尺寸上的微小差异，例如若干冷却气体通道的宽度不同或者加热装置的厚度不均，这样的微小差异会进一步地影响基片的温度调节均一性，甚至造成基片制程的不均一。
因此，基台和腔室的设置都应解决上述缺陷。
发明内容
针对背景技术中的上述问题，本发明提出了一种等离子体处理腔室及其基台。
本发明第一方面提供了一种用于等离子体处理腔室的基台，其中基片被夹持于所述基台中的静电卡盘之上，所述静电卡盘下方还包括若干冷却液通道，所述基台包括第一绝缘层，所述第一绝缘层中内嵌有夹持电极，在所述第一绝缘层以下包括一第二绝缘层，所述第二绝缘层中内嵌有加热装置，其中，所述第二绝缘层以下设置有散热层，在所述散热层以下设置有粘接层，所述粘结层中间区域较边缘区域厚，在所述粘接层的边缘区域下方设置有补偿层。
进一步地，所述粘结层的中间区域占所述粘结层横向面积达60%以上。
进一步地，所述补偿层在垂直方向上和所述粘结层的中间区域有重叠。
进一步地，所述补偿层距离所述粘结层的边缘区域的距离取值范围为5mm～10mm。
进一步地，所述散热层的材料为陶瓷或金属。
进一步地，所述散热层的厚度取值范围为1mm～5mm。
进一步地，所述粘结层的边缘区域的宽度取值范围为1mm～3mm。
进一步地，所述粘结层的材料为硅胶。
进一步地，所述粘结层的中间区域的厚度取值范围为1mm～6mm。
进一步地，所述补偿层是中空的或者填充有硅胶。
进一步地，所述补偿层位于所述若干冷却液通道之上。
本发明第二方面提供了一种等离子体处理腔室，其特征在于，所述等离子体处理腔室包括本发明第一方面提供的基台。
本发明能够提供均一的热平衡系统，保证静电夹盘和基片的温度均一性。
附图说明
图1本发明的一个具体实施例的等离子体处理腔室基台的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
图1本发明的一个具体实施例的等离子体处理腔室基台的结构示意图。其中，所述等离子体处理腔室典型地为等离子体刻蚀机台，下文就以等离子体刻蚀机台为例进行说明。但是，本领域技术人员应当理解，本发明不限于此，所述等离子体处理腔室还包括CVD机台等。其中，任何能够应用于本发明的等离子体处理腔室都应涵盖在本发明的保护范围之内。
如图1所示，刻蚀机台包括一基台100，其位于刻蚀机台的腔室下方，基台100的基体108是由铝制成的。基片被夹持于所述基台100中的静电卡盘之上，所述静电卡盘下方还包括若干冷却液通道109。所述基台100包括第一绝缘层101，其材料典型地为陶瓷。所述第一绝缘层101中内嵌有夹持电极，在所述第一绝缘层101以下包括一第二绝缘层103，所述第二绝缘层103中内嵌有加热装置110，其中，所述加热装置110为加热电阻丝或者金属。在所述第一绝缘层和第二绝缘层103之间设置有结合层102。所述第二绝缘层103以下设置有散热层104，在所述散热层以下设置有粘接层。所述粘结层包括中间区域105和边缘区域106，其中，中间区域105较边缘区域106厚，在所述粘接层的边缘区域106下方设置有补偿层107。
其中，所述散热层104用于平衡等离子体处理腔室温度调节系统的温度均一性。基台100中依次设置有加热装置110和若干冷却液通道109，其中，加热装置110设置于临近于基片的基台之中，用于对基片进行加热，冷却液通道109设置于所述加热装置110下方，用于将基片进行冷却。加热装置110和若干冷却液通道109共同组成了基片和基台100的温度调节系统。如图1所示，散热层104位于加热装置110和若干冷却液通道109之中，能够起到温度缓冲的作用，从而调节了温度的均一性。
其中，所述粘接层用于粘接上下材料层，还能够对系统的温度造成影响。具体地，粘结层典型地为硅胶，能够粘接上下材料层。但是，硅胶的质地较软，长期置于腔室内部复杂的制程环境中容易变形甚至脱落从而对腔室内部造成污染。因此，本发明提供的粘结层包括中间区域105和边缘区域106，其中，中间区域105较边缘区域106厚，因此整体上硅胶被“锁”在基台中，避免了因上下材料层的长时间挤压而变形甚至脱落出基台。
此外，粘结层由于是硅胶形成的，其热阻较大，会对基台100和基片的温度造成不可忽略的影响，且其厚度越大基片的温度越高。因此，粘结层边缘区域106和中间区域105的厚度差不可忽略，为了不对系统温度造成影响，又放置硅胶变形脱落，本发明还在所述粘接层的边缘区域106下方设置有补偿层107。因此，补偿层107和边缘区域106叠加以后产生的效果等同于中间区域105对系统温度的影响，这就保证了系统温度的均一性。
进一步地，所述粘结层的中间区域105占所述粘结层横向面积达60%以上。
进一步地，所述补偿层107在垂直方向上和所述粘结层的中间区域105有重叠。
进一步地，所述补偿层107距离所述粘结层的边缘区域106的距离取值范围为5mm～10mm。
进一步地，所述补偿层位于所述若干冷却液通道之上。
进一步地，所述散热层104的材料为陶瓷或金属。
进一步地，所述散热层104的厚度取值范围为1mm～5mm。
进一步地，所述粘结层的边缘区域106的宽度取值范围为1mm～3mm。
进一步地，所述粘结层的材料为硅胶。
进一步地，所述粘结层的中间区域105的厚度取值范围为1mm～6mm。
进一步地，所述补偿层107是中空的或者填充有硅胶。
本发明还提供了一种等离子体处理腔室，其中，所述等离子体处理腔室包括前文所述的基台100。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种用于等离子体处理腔室的基台，其中基片被夹持于所述基台中的静电卡盘之上，所述静电卡盘下方还包括若干冷却液通道，所述基台包括第一绝缘层，所述第一绝缘层中内嵌有夹持电极，在所述第一绝缘层以下包括一第二绝缘层，所述第二绝缘层中内嵌有加热装置，其特征在于：所述第二绝缘层以下设置有散热层，在所述散热层以下设置有粘结层，所述粘结层中间区域较边缘区域厚，在所述粘结层的边缘区域下方设置有补偿层。
2.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述粘结层的中间区域占所述粘结层横向面积达60％以上。
3.根据权利要求2所述的基台，其特征在于，所述补偿层在垂直方向上和所述粘结层的中间区域有重叠。
4.根据权利要求3所述的基台，其特征在于，所述补偿层距离所述粘结层的边缘区域的距离取值范围为5mm～10mm。
5.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述散热层的材料为陶瓷或金属。
6.根据权利要求5所述的基台，其特征在于，所述散热层的厚度取值范围为1mm～5mm。
7.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述粘结层的边缘区域的宽度取值范围为1mm～3mm。
8.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述粘结层的材料为硅胶。
9.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述粘结层的中间区域的厚度取值范围为1mm～6mm。
10.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述补偿层是中空的或者填充有硅胶。
11.根据权利要求1所述的基台，其特征在于，所述补偿层位于所述若干冷却液通道之上。
12.一种等离子体处理腔室，其特征在于，所述等离子体处理腔室包括权利要求1至11任一项所述的基台。
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