TWI540639B - Plasma processing chamber and its abutment - Google Patents

Description

等離子體處理腔室及其基台

本創作涉及半導體製造領域，尤其涉及一種等離子體處理腔室及其基台。

等離子體處理腔室利用真空反應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。真空反應室的工作原理是在真空反應室中通入含有適當刻蝕劑源氣體的反應氣體，然後再對該真空反應室進行射頻能量輸入，以啟動反應氣體，來激發和維持等離子體，以便分別刻蝕基片表面上的材料層或在基片表面上澱積材料層，進而對半導體基片和等離子平板進行加工。

所述等離子體處理腔室包括一腔體，腔體下部設置有一基台，基臺上放置有基片。基台中依次設置有加熱裝置和若干冷卻液通道，其中，加熱裝置設置于臨近於基片的基台之中，用於對基片進行加熱，冷卻液通道設置於所述加熱裝置下方，用於將基片進行冷卻。加熱裝置和若干冷卻液通道共同組成了基片和基台的溫度調節系統。

然而，在現有技術中，通常在加熱裝置和冷卻液通道之間還設置有冷卻氣體通道。冷卻氣體通道中通入氦氣，對基片進行降溫或去夾持等。冷卻系統在製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一步地影 響基片的溫度調節均一性，甚至造成基片制程的不均一。

因此，基台和腔室的設置都應解決上述缺陷。

針對背景技術中的上述問題，本創作提出了一種等離子體處理腔室及其基台。

本創作第一方面提供了一種用於等離子體處理腔室的基台，其中基片被夾持於所述基台中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道，所述基台包括第一絕緣層，所述第一絕緣層中內嵌有夾持電極，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嵌有加熱裝置，其中，所述第二絕緣層以下設置有散熱層，在所述散熱層以下設置有粘接層，所述粘結層中間區域較邊緣區域厚，在所述粘接層的邊緣區域下方設置有補償層。

進一步地，所述粘結層的中間區域占所述粘結層橫向面積達60%以上。

進一步地，所述補償層在垂直方向上和所述粘結層的中間區域有重疊。

進一步地，所述補償層距離所述粘結層的邊緣區域的距離取值範圍為5mm~10mm。

進一步地，所述散熱層的材料為陶瓷或金屬。

進一步地，所述散熱層的厚度取值範圍為1mm~5mm。

進一步地，所述粘結層的邊緣區域的寬度取值範圍為1mm~3mm。

進一步地，所述粘結層的材料為矽膠。

進一步地，所述粘結層的中間區域的厚度取值範圍為1mm~6mm。

進一步地，所述補償層是中空的或者填充有矽膠。

進一步地，所述補償層位於所述若干冷卻液通道之上。

本創作第二方面提供了一種等離子體處理腔室，其特徵在於，所述等離子體處理腔室包括本創作第一方面提供的基台。

本創作能夠提供均一的熱平衡系統，保證靜電夾盤和基片的溫度均一性。

100‧‧‧基台

101‧‧‧第一絕緣層

102‧‧‧結合層

103‧‧‧第二絕緣層

104‧‧‧散熱層

105‧‧‧中間區域

106‧‧‧邊緣區域

107‧‧‧補償層

108‧‧‧基體

109‧‧‧冷卻液通道

110‧‧‧加熱裝置

圖1，本創作的一個具體實施例的等離子體處理腔室基台的結構示意圖。

以下結合附圖，對本創作的具體實施方式進行說明。

圖1，為本創作的一個具體實施例的等離子體處理腔室基台的結構示意圖。其中，所述等離子體處理腔室典型地為等離子體刻蝕機台，下文就以等離子體刻蝕機台為例進行說明。但是，本領域技術人員應當理解，本創作不限於此，所述等離子體處理腔室還包括CVD機台等。其中，任何能夠應用于本創作的等離子體處理腔室都應涵蓋在本創作的保護範圍之內。

如圖1所示，刻蝕機台包括一基台100，其位於刻蝕機台的腔室下方，基台100的基體108是由鋁製成的。基片被夾持於所述基台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。所述基台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之間設置有結合層102。所述第二絕緣層103以下設置有散熱層104，在所述散熱層以下設置有粘接層。所述粘結層包括中間區域105和邊緣區域106，其中，中間區域105較邊緣區域106厚，在所述粘接層的邊緣區域106下方設置有補償層107。

其中，所述散熱層104用於平衡等離子體處理腔室溫度調節系統的溫度均一性。基台100中依次設置有加熱裝置110和若干冷卻液通道109，其中，加熱裝置110設置于臨近於基片的基台之中，用於對基片進行加熱，冷卻液通道109設置於所述加熱裝置110下方，用於將基片進行冷卻。加熱裝置110和若干冷卻液通道109共同組成了基片和基台100的溫度調節系統。如圖1所示，散熱層104位於加熱裝置110和若干冷卻液通道109之中，能夠起到溫度緩衝的作用，從而調節了溫度的均一性。

其中，所述粘接層用於粘接上下材料層，還能夠對系統的溫度造成影響。具體地，粘結層典型地為矽膠，能夠粘接上下材料層。但是，矽膠的質地較軟，長期置於腔室內部複雜的制程環境中容易變形甚至脫落從而對腔室內部造成污染。因此，本創作提供的粘結層包括中間區域105和邊緣區域106，其中，中間區域105較邊緣區域106厚，因此整體上矽膠被“鎖”在基台中，避免了因上下材料層的長時間擠壓而變形甚至脫落出基台。

此外，粘結層由於是矽膠形成的，其熱阻較大，會對基台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，粘結層邊緣區域106和中間區域105的厚度差不可忽略，為了不對系統溫度造成影響，又放置矽膠變形脫落，本創作還在所述粘接層的邊緣區域106下方設置有補償層107。因此，補償層107和邊緣區域106疊加以後產生的效果等同於中間區域105對系統溫度的影響，這就保證了系統溫度的均一性。

進一步地，所述粘結層的中間區域105占所述粘結層橫向面積達60%以上。

進一步地，所述補償層107在垂直方向上和所述粘結層的中間區域105有重疊。

進一步地，所述補償層107距離所述粘結層的邊緣區域106的距離取值範圍為5mm~10mm。

進一步地，所述補償層位於所述若干冷卻液通道之上。

進一步地，所述散熱層104的材料為陶瓷或金屬。

進一步地，所述散熱層104的厚度取值範圍為1mm~5mm。

進一步地，所述粘結層的邊緣區域106的寬度取值範圍為1mm~3mm。

進一步地，所述粘結層的材料為矽膠。

進一步地，所述粘結層的中間區域105的厚度取值範圍為1mm~6mm。

進一步地，所述補償層107是中空的或者填充有矽膠。

本創作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台100。

儘管本創作的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本創作的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本創作的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本創作的保護範圍應由所附的權利要求來限定。

100‧‧‧基台

101‧‧‧第一絕緣層

102‧‧‧結合層

103‧‧‧第二絕緣層

104‧‧‧散熱層

105‧‧‧中間區域

106‧‧‧邊緣區域

107‧‧‧補償層

108‧‧‧基體

109‧‧‧冷卻液通道

110‧‧‧加熱裝置

Claims (11)

1. 一種用於等離子體處理腔室的基台，其中基片被夾持於所述基台中的靜電卡盤之上，所述靜電卡盤下方還包括若干冷卻液通道，所述基台包括第一絕緣層，所述第一絕緣層中內嵌有夾持電極，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嵌有加熱裝置，其特徵在於：所述第二絕緣層以下設置有散熱層，在所述散熱層以下設置有粘接層，所述粘結層中間區域較邊緣區域厚，在所述粘接層的邊緣區域下方設置有補償層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述粘結層的中間區域占所述粘結層橫向面積達60%以上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述補償層在垂直方向上和所述粘結層的中間區域有重疊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述補償層距離所述粘結層的邊緣區域的距離取值範圍為5mm~10mm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述散熱層的材料為陶瓷或金屬。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述散熱層的厚度取值範圍為1mm~5mm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述粘結層的邊緣區域的寬度取值範圍為1mm~3mm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述粘結層的材料為矽膠。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述粘結層的中間區域的厚度取值範圍為1mm~6mm。
10. 如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台，其中，所述補償層是中空的或者填充有矽膠。
11. 一種如申請專利範圍第1項所述之用於等離子體處理腔室的基台之等離子體處理腔室，其中，所述等離子體處理腔室包括如申請專利範圍第1至10項其中任一項所述的基台。