TWI830398B - 基座、基座的製造方法及等離子體處理設備 - Google Patents

基座、基座的製造方法及等離子體處理設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI830398B
TWI830398B TW111136015A TW111136015A TWI830398B TW I830398 B TWI830398 B TW I830398B TW 111136015 A TW111136015 A TW 111136015A TW 111136015 A TW111136015 A TW 111136015A TW I830398 B TWI830398 B TW I830398B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
base
substrate
heating
disk
metal
Prior art date
Application number
TW111136015A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202326903A (zh
Inventor
張海龍
姜勇
龐云玲
Original Assignee
大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 filed Critical 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司
Publication of TW202326903A publication Critical patent/TW202326903A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI830398B publication Critical patent/TWI830398B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明公開了一種基座、基座的製造方法及等離子體處理設備，所述基座包括：基座圓盤，其上設有用於放置待處理基片的基片放置面；加熱組件，位於基座圓盤內部，用於加熱待處理的所基片；冷卻組件，位於基座圓盤內部且位於加熱組件下方，用於冷卻待處理的基片；基座軸，位於基座圓盤中心，用於支撑基座圓盤；基座圓盤和基座軸由第一金屬一體鑄造成型，本發明提高了對基片加熱的均勻性。

Description

基座、基座的製造方法及等離子體處理設備
本發明涉及半導體處理設備技術領域，特別涉及一種基座、基座的製造方法及等離子體處理設備。
隨著積體電路製造技術的快速發展，需要在微觀加工的通道尺寸越來越小(小於14nm)，此時在半導體CVD製程中，需要得到更加純淨的晶圓(基片)或前道工序的通道表面，且因通道尺寸小，則必須保證均勻厚度的膜層去除或製備，否則，造成晶圓加工的不良率會升高。在半導體晶圓加工中，晶圓表面溫度一個關鍵的製程參數，此時，需要對晶圓加熱需要非常好的溫度控制，實現極佳的溫度均勻性，以提高加工效率，減少不良特性。而習知技術中對晶圓的加熱存在以下不足：
(1)加熱基座採用分層成型，不同的片狀組件之間設置水平方向開設的溝道或者垂直穿通的通道，將加入絲或者熱電偶埋入後，再將兩個片狀組件通過在相對表面上塗覆焊料後互相焊接。但是焊料在兩個片狀組件結合的界面處往往擴散不均，導致焊料不能填滿埋設有零件的溝道，使得加熱絲等零件與複數個片狀組件組合而成的基座本體之間存在真空的間隙，這些間隙會極大的影響導熱能力，最終會使得加熱絲加熱後形成的溫度分布受這些間隙影響出現複數個隨機分布的冷點或者熱點，無法通過其它方法補償這種溫度不均 勻性。由於在焊接時的重力作用及基座盤的尺寸限制，釺焊料不能均勻的填充到兩種材料的間隙中，且該種結構在基座盤和加熱絲之間存在天然的間隔物，或造成加熱效果均勻性不理想，溫差較大。
(2)習知技術中加熱絲通常為單根單區域布局，此時，要控制整個基座盤的盤面的加熱功能，只能通過加熱絲排布實現，調控手段有限；且由於加熱基座盤在低氣壓環境中，氣流由盤面外圓流走，一般會出現盤面中間溫度低，外側溫度高的情況，溫差較大；有時基座與外腔室由於安裝結構而有部分部位接觸，則由於固體導熱作用，出現中間溫度低、外側溫度高的情況。
(3)基座軸與盤面為焊接成型，密封在軸端處，焊縫處在製程環境中，焊縫因製程氣體影響更加容易被腐蝕，造成泄露。
本發明的目的是提供一種基座及等離子體處理設備，以克服上述的缺陷實現提高對基片加熱的均勻性的目的。
為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現：一種基座，包括：基座圓盤，其上設有用於放置待處理基片的基片放置面；加熱組件，位於所述基座圓盤內部，用於加熱待處理的所述基片。冷卻組件，位於所述基座圓盤內部且位於所述加熱組件下方，用於冷卻待處理的所述基片；基座軸，位於所述基座圓盤中心，用於支撑所述基座圓盤；所述基座圓盤和所述基座軸由第一金屬一體鑄造成型。
任選地，所述基片放置面上設有排氣槽。
任選地，所述加熱組件和冷卻組件均連接到由第二金屬製成的至少一個支撑架，所述第二金屬的熔點高於所述第一金屬的熔點。
任選地，所述加熱器組件包括一由第二金屬製成的外壁管道，所述外壁管道包裹所述加熱器組件內的加熱絲和絕緣管。
任選地，所述加熱組件包括同心設置且獨立控制的外圈加熱區和內圈加熱區。所述內圈加熱區包括第一加熱絲，所述第一加熱絲以基座圓盤中心開始，呈螺旋線式分布在所述基座圓盤內部。所述外圈加熱區包括第二加熱絲，所述第二加熱絲以基座圓盤中心開始，呈螺旋線式分布在所述基座圓盤內部，且環繞所述第一加熱絲外部設置。
任選地，所述內圈加熱區中靠近所述基座圓盤中心的相鄰兩圈的加熱絲之間的間距相等，其餘圈數間距由內向外逐漸增大。
任選地，所述內圈加熱區和所述外圈加熱區位於同一水平面上，所述第二加熱絲的電流輸入和/或輸出端經過一個連接段向下延伸，所述連接段包括至少一傾斜部分，所述傾斜部分從所述電流輸入和/或輸出端向下和向基座軸方向傾斜延伸，最終使所述連接段跨越所述內圈加熱區的下方區域到達基座軸區域。
任選地，所述冷卻組件包括冷卻水管，所述冷卻水管在所述基座圓盤內呈漸開線排布，所述冷卻水管的進口和出口從所述基座軸的中心引出。
任選地，進一步包括：第一熱電偶，其設置在所述基座圓盤內部，從基座軸穿設到基片放置面的中心區域；第二熱電偶，其設置在所述基座圓盤內部，從基座軸穿設到基片放置面的邊緣區域。
任選地，所述第一熱電偶和所述第二熱電偶的頂端距離所述基片放置面之間的距離分別為3mm~5mm。
任選地，所述第二熱電偶與所述基座圓盤一體鑄造成型。
任選地，進一步包括：密封面，其環繞所述基座軸的外圓周，設置在所述基座圓盤底面；複數個安裝孔，其周向間隔設置在所述密封面上。
任選地，所述基座圓盤上表面邊緣設置有一向下凹的臺階，用於放置與基座圓盤熱隔離的環形零部件，使得基片在處理過程中所述環形零部件的溫度高於基片溫度。
任選地，所述第一金屬為鋁合金，所述第二金屬選自銅、鐵、鎢、鎳之一或者包括所述多種金屬的合金。
另一方面，本發明還提供一種等離子體處理設備，包括：反應腔，如上文所述的基座，所述基座的基座圓盤設置在所述反應腔內，所述基座圓盤與所述反應腔底部密封連接。
再一方面，本發明還提供一種用於進行基片處理的基座的製造方法，包括：提供一鑄造模具，所述模具的底部具有第一空腔用於形成基座圓盤，與第一空腔中心互相聯通的第二空腔位於第一空腔上方，所述第二空腔用於形成基座軸。放入加熱器組件、冷卻組件和至少一個熱電偶，所述加熱器組件、冷卻組件、熱電偶外壁均被第二金屬材料製成的外壁管道包裹，所述外壁管道通過複數個支撑架架設在鑄造模具內部預定位置；所述外壁管道的兩端從所述第一空腔向所述第二空腔延伸。倒入第一金屬材料的熔融液到所述鑄造模具；其中所述第二金屬材料的熔點高於第一金屬材料。冷卻後脫模獲得基座。
本發明至少具有以下優點之一：所述基座圓盤和所述基座軸由第一金屬一體鑄造成型。由此可知，本發明所提供的基座為整體鑄造成型，非拼接成型。由此可以消除加熱絲、冷卻管通道與基座盤之間的間隙，有利於熱量傳導，由此使得加熱效果更加均勻。
基座軸與基座圓盤為一體鑄造，避免軸端焊縫泄露問題。
所述排氣槽的設置，用於當晶圓(基片)放置或頂起晶圓(基片)時，及時排出晶圓放置面(基片放置面)的殘餘氣體，使得晶圓可以輕易的被頂起，而不被真空吸力吸住，以提高基片良率。
本發明中的所述第二金屬製成的外壁管道和所述支撑架的設置實現了基座軸與基座圓盤、加熱組件和冷卻組件為一體鑄造的結構設置，由此實現使得基座的加熱效果更加均勻。且加熱絲與冷卻管道共同布置在基座中，可在同一個製程中對晶圓進行快速的升降溫，提高生產率。
本發明中的所述加熱組件包括同心設置且獨立控制的外圈加熱區和內圈加熱區。所述內圈加熱區包括第一加熱絲，所述外圈加熱區包括第二加熱絲。
本發明通過雙區加熱絲布局，且內外加熱絲為獨立設置及控制，可實現獨立調節基座基片放置面的中心到外部邊緣處的加熱功率，從而使得基座的加熱效果更加均勻。
本發明通過內、外加熱絲布局設置，內、外控制TC(熱電偶)，且TC頂端距離基片放置面近，在起到精準控制內、外加熱絲功率的同時，更加精確測量基片放置面的溫度。同時通過內、外TC可同時聯動控制加熱絲、通入到冷卻管道內的冷卻介質的參數，實現基片放置面的溫度均勻性要求。
本發明可以在不打開加熱絲功率時，僅通過在冷卻管道內通入恒溫的介質來實現基片放置面的溫度均勻性，本發明的基座使用功能多樣。
本發明基座圓盤底面設有的密封面，其使得基座與製程腔室的安裝位置設置在基座圓盤底面，由此所述密封面的設置有利於基座的水平安裝。
100:基座圓盤
102:基座軸
1001:基片放置面
1011:第一加熱絲
1012:第二加熱絲
1013:安裝孔
1014:密封面
1015:排氣槽
1020:冷卻水管
1021:第一熱電偶
1022:第二熱電偶
1030:升降銷孔
圖1為本發明一實施例提供的一種基座的剖面結構示意圖；圖2為本發明一實施例提供的一種基座中的熱電偶的剖面結構示意圖；圖3為本發明一實施例提供的一種基座的仰視示意圖；圖4為本發明一實施例提供的一種基座的立體結構示意圖；圖5為本發明一實施例提供的一種基座中的加熱絲的分布示意圖；圖6為本發明一實施例提供的一種基座中的冷卻水管的分布示意圖。
以下結合和具體實施方式對本發明提出的一種基座、基座的製造方法及等離子體處理設備作進一步詳細說明。根據下面說明，本發明的優點和特徵將更清楚。需要說明的是，附圖採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施方式的目的。為了使本發明的目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，請參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容能涵蓋的範圍內。
如圖1所示，本實施例提供一種基座，包括：基座圓盤100，其上設有用於放置待處理基片的基片放置面1001；加熱組件，位於所述基座圓盤100內部，用於加熱待處理的所述基片。冷卻組件，位於所述基座圓盤100內部且位於所述加熱組件下方，用於冷卻待處理的所述基片；基座軸102，位於所述基座圓盤100中心，用於支撑所述基座圓盤100；所述基座圓盤100和所述基座軸102 由第一金屬一體鑄造成型。所述基座圓盤100和所述基座軸102由第一金屬一體鑄造成型。由此可知，本實施例所提供的基座為整體鑄造成型，非拼接成型。由此可以消除加熱絲、冷卻管通道與基座盤之間的間隙，有利於熱量傳導，由此使得加熱效果更加均勻。基座軸102與基座圓盤100為一體鑄造，避免軸端焊縫泄露問題。
在本實施例中，所述加熱組件和冷卻組件均連接到由第二金屬製成的至少一個支撑架，所述第二金屬的熔點高於所述第一金屬的熔點。可以理解的是，為了製備一體成型的所述基座，其需要設置一個支撑架以支撑在採用第一金屬澆築前的加熱組件和冷卻組件。
在本實施例中，所述加熱器組件可選的包括一由第二金屬製成的外壁管道，所述外壁管道包裹所述加熱器組件內的加熱絲和絕緣管。
由此可知，所述第二金屬製成的外壁管道和所述支撑架的設置實現了基座軸與基座圓盤、加熱組件和冷卻組件為一體鑄造的結構設置，由此實現使得基座的加熱效果更加均勻。且加熱絲與冷卻管道共同布置在基座中，可在同一個製程中對晶圓進行快速的升降溫，提高生產率。
在本實施例中，請繼續參考圖1所示，所述加熱組件包括同心設置且獨立控制的外圈加熱區和內圈加熱區。所述內圈加熱區包括第一加熱絲1011，所述第一加熱絲1011以基座圓盤100中心開始，呈螺旋線式分布在所述基座圓盤100內部。所述外圈加熱區包括第二加熱絲1012，所述第二加熱絲1012以基座圓盤100中心開始，呈螺旋線式分布在所述基座圓盤100內部，且環繞所述第一加熱絲1011外部設置。
如圖5所示，所述內圈加熱區中靠近所述基座圓盤100中心的相鄰兩圈的加熱絲之間的間距相等，其餘圈數間距由內向外逐漸增大。
請繼續參考圖1所示，所述內圈加熱區和所述外圈加熱區位於同一水平面上，所述外圈加熱區(第二加熱絲1012)的電流輸入和/或輸出端經過一個連接段向下延伸，所述連接段包括至少一傾斜部分，所述傾斜部分從所述電流輸入和/或輸出端向下和向基座軸102方向傾斜延伸，最終使所述連接段跨越所述內圈加熱區的下方區域到達基座軸102區域。
本實施例中的所述加熱組件包括同心設置且獨立控制的外圈加熱區和內圈加熱區。所述內圈加熱區包括第一加熱絲，所述外圈加熱區包括第二加熱絲。本實施例通過雙區加熱絲布局，且內外加熱絲為獨立設置及控制，可實現獨立調節基座基片放置面的中心到外部邊緣處的加熱功率，從而使得基座的加熱效果更加均勻。例如在要求將所述基座的基片放置面1001達到50℃時，則內圈加熱區和外圈加熱區之前的溫差小於或等於±1℃；當要求將所述基座的基片放置面1001達到200℃時，則內圈加熱區和外圈加熱區之前的溫差小於或等於±4℃。
如圖2和圖6所示，所述冷卻組件包括冷卻水管1020，所述冷卻水管1020在所述基座圓盤100內呈漸開線排布，所述冷卻水管1020的進口和出口從所述基座軸102的中心引出。所述冷卻水管1020的直徑為6-10mm。
所述冷卻水管1020在升降銷孔處不避讓，冷卻水管1020之間間距相等，進出口由中心軸102端引出。所述冷卻水管1020在第一加熱絲1011和第二加熱絲1012下方，間隔10-20mm。通入的介質可以是水、乙二醇、氟碳化合物等。由此所述冷卻水管1020的設置，可以實現對基片進行低溫製程處理，也可以在不打開加熱絲功率時，僅通過在冷卻管道內通入恒溫的介質來實現基片放置面1001的溫度均勻性，本實施例的基座即可冷卻又可加熱，由此使得本實施例提供的基座使用功能多樣。
請繼續參考圖2所示，本實施例進一步包括：第一熱電偶1021，其設置在所述基座圓盤100內部，從基座軸102穿設到基片放置面1001的中心區域；第二熱電偶1022，其設置在所述基座圓盤100內部，從基座軸102穿設到基片放置面1001的邊緣區域。
所述第一熱電偶1021和所述第二熱電偶1022的頂端距離所述基片放置面1001之間的距離分別為3mm~5mm。
所述第二熱電偶1022與所述基座圓盤100一體鑄造成型。可以理解的是，所述基座圓盤100鑄造成型後在其基座圓盤100底部處開設一垂直孔，所述第一熱電偶1021埋入在所述垂直孔內；或者，所述第一熱電偶1021和所述第二熱電偶1022直接與所述基座圓盤100一體鑄造成型。
由此，本實施例通過內、外加熱絲布局設置，內、外控制TC(熱電偶)，且TC頂端距離基片放置面近，在起到精準控制內、外加熱絲功率的同時，更加精確測量基片放置面的溫度。同時通過內、外TC可同時聯動控制加熱絲、通入到冷卻管道內的冷卻介質的參數，實現基片放置面的溫度均勻性要求。
如圖3所示，本實施例進一步包括：密封面1014，其環繞所述基座軸102的外圓周，設置在所述基座圓盤100底面；複數個安裝孔1013，其周向間隔設置在所述密封面1014上。本實施例通過設有的密封面，其使得基座與製程腔室的安裝位置設置在基座圓盤底面，由此所述密封面的設置有利於基座的水平安裝。
如圖1或圖2所示，所述基座圓盤100上表面邊緣設置有一向下凹的臺階，用於放置與基座圓盤100熱隔離的環形零部件，該環形零部件環繞晶圓，但是與晶圓邊緣存在一間距，使得晶圓(基片)在處理過程中所述環形零部件的溫度高於晶圓溫度。
所述環形零部件的設置，在對所述晶圓或基片進行低溫製程處理時，會在所述基片的邊緣彙聚氯化鈉等顆粒物質，所述環形零部件的溫度高於晶圓溫度，使得所述基片的邊緣不會彙聚氯化鈉等顆粒物質，保持所述基片的清潔度，提高基片良率。
在本實施例中，所述第一金屬為鋁合金，所述第二金屬選自銅、鐵、鎢、鎳之一或者包括所述多種金屬的合金。
如圖4所示，所述基片放置面1001上設有排氣槽1015。所述排氣槽1015包括在所述基片放置面1001上均勻間隔分布的複數個同心圓槽。
或者，所述排氣槽1015進一步包括在所述基片放置面1001上複數個徑向延伸的直線槽。所述排氣槽1015的設置，用於當晶圓(基片)放置或頂起晶圓(基片)時，及時排出晶圓放置面(基片放置面)的殘餘氣體，使得晶圓可以輕易的被頂起，而不被真空吸力吸住，以提高基片良率。
另一方面，本實施例還提供一種等離子體處理設備，包括：反應腔，如上文所述的基座，所述基座的基座圓盤設置在所述反應腔內，所述基座圓盤與所述反應腔底部密封連接。
再一方面，本實施例還提供一種用於進行晶圓處理的基座的製造方法，包括：提供一鑄造模具，所述模具的底部具有第一空腔用於形成基座圓盤，與第一空腔中心互相聯通的第二空腔位於第一空腔上方，所述第二空腔用於形成基座軸。放入加熱器組件、冷卻組件和至少一個熱電偶，所述加熱器組件、冷卻組件、熱電偶外壁均被第二金屬材料製成的外壁管道包裹，所述外壁管道通過複數個支撑架架設在鑄造模具內部預定位置；所述外壁管道的兩端從所述第一空腔向所述第二空腔延伸。倒入第一金屬材料的熔融液到所述鑄造模具；其中所述第二金屬材料的熔點高於第一金屬材料。冷卻後脫模獲得基座。最後通過機械加工基座，在基座上表面形成安裝基片的凹陷區和和氣體擴散溝 槽，還需要進行表面拋光和耐腐蝕材料塗層塗覆等，最終獲得用於等離子處理腔的基座。支撑架本身也是由高導熱係數的金屬(如鋼鐵)製成，而且支撑架的金屬只要能支撑冷卻管和加熱絲等部件在預設位置即可，可以採用很輕薄的結構設計，所以少量支撑架結構不會對基座上表面的溫度分布產生明顯影響。
在本實施例中，所述基座除了密封面1014之外的所有表面上進行鍍鎳的表面處理。
另外如圖1，圖3，圖5和圖6所示，本實施例還設有複數個升降銷孔1030，每一所述升降銷孔1030貫穿所述基座圓盤100的頂面和底面，避開所述密封面1014、所述冷卻水管和所述加熱絲設置。所述升降銷孔1030用於將所述基片頂出，取出基片。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且進一步包括沒有明確列出的其他要素，或者是進一步包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竪直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此 不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，除非另有說明，“複數個”的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之“上”或之“下”可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
儘管本發明的內容已經通過上述較佳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發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。
100:基座圓盤
102:基座軸
1001:基片放置面
1011:第一加熱絲
1012:第二加熱絲
1020:冷卻水管
1030:升降銷孔

Claims (14)

  1. 一種基座，其包括：一基座圓盤，其上設有用於放置待處理的一基片的一基片放置面；一加熱組件，位於該基座圓盤內部，用於加熱待處理的該基片；一冷卻組件，位於該基座圓盤內部且位於該加熱組件下方，用於冷卻待處理的該基片；以及一基座軸，位於該基座圓盤中心，用於支撑該基座圓盤，其中該加熱組件和該冷卻組件均連接到由一第二金屬製成的至少一支撑架，該第二金屬的熔點高於該第一金屬的熔點；該基座圓盤和該基座軸由一第一金屬一體鑄造成型。
  2. 如請求項1所述的基座，其中，該基片放置面上設有一排氣槽。
  3. 如請求項1所述的基座，其中，該加熱器組件包括由該第二金屬製成的一外壁管道，該外壁管道包裹該加熱器組件內的一加熱絲和一絕緣管。
  4. 如請求項1所述的基座，其中，該加熱組件包括同心設置且獨立控制的一外圈加熱區和一內圈加熱區；該內圈加熱區包括一第一加熱絲，該第一加熱絲以該基座圓盤中心開始，呈螺旋線式分布在該基座圓盤內部；以及該外圈加熱區包括一第二加熱絲，該第二加熱絲以該基座圓盤中心開始，呈螺旋線式分布在該基座圓盤內部，且環繞該第一加熱絲外部設置。
  5. 如請求項4所述的基座，其中，該內圈加熱區中靠近該基座圓盤中心的相鄰兩圈的加熱絲之間間距的間距相等，其餘圈數間距由內向外逐漸增大。
  6. 如請求項4所述的基座，其中，該內圈加熱區和該外圈加熱區位於同一水平面上，該第二加熱絲的一電流輸入和/或輸出端經過一連接段向下延伸，該連接段包括至少一傾斜部分，該傾斜部分從該電流輸入和/或輸出端向下和向該基座軸方向傾斜延伸，最終使該連接段跨越該內圈加熱區的下方區域到達該基座軸區域。
  7. 如請求項1所述的基座，其中，該冷卻組件包括一冷卻水管，該冷卻水管在該基座圓盤內呈漸開線排布，該冷卻水管的進口和出口從該基座軸的中心引出。
  8. 如請求項1所述的基座，其進一步包括：一第一熱電偶，其設置在該基座圓盤內部，從該基座軸穿設到該基片放置面的中心區域；以及一第二熱電偶，其設置在該基座圓盤內部，從該基座軸穿設到該基片放置面的邊緣區域。
  9. 如請求項8所述的基座，其中，該第一熱電偶和該第二熱電偶的頂端距離該基片放置面之間的距離分別為3mm~5mm。
  10. 如請求項1所述的基座，其進一步包括：一密封面，其環繞該基座軸的外圓周，設置在該基座圓盤底面；以及複數個安裝孔，其周向間隔設置在該密封面上。
  11. 如請求項1所述的基座，其中，該基座圓盤上表面邊緣設置有向下凹的一臺階，用於放置與該基座圓盤熱隔離的一環形零部件，使得該基片在處理過程中該環形零部件的溫度高於該基片溫度。
  12. 如請求項1所述的基座，其中，該第一金屬為鋁合金，該第二金 屬選自銅、鐵、鎢、鎳之一或者包括所述多種金屬的合金。
  13. 一種等離子體處理設備，其包括：一反應腔；以及一如請求項1所述的基座，其中該基座的一基座圓盤設置在該反應腔內，該基座圓盤與該反應腔底部密封連接。
  14. 一種用於進行基片處理的基座的製造方法，其包括：提供一鑄造模具，該鑄造模具的底部具有一第一空腔用於形成一基座圓盤；以及與該第一空腔中心互相聯通的一第二空腔位於該第一空腔上方，其中該第二空腔用於形成一基座軸；放入一加熱器組件、一冷卻組件和至少一熱電偶，該加熱器組件、該冷卻組件、該熱電偶外壁均被一第二金屬材料製成的一外壁管道包裹，該外壁管道通過複數個支撑架架設在該鑄造模具內部預定位置，該外壁管道的兩端從該第一空腔向該第二空腔延伸；倒入一第一金屬材料的熔融液到該鑄造模具，其中該第二金屬材料的熔點高於該第一金屬材料；以及冷卻後脫模獲得該基座。
TW111136015A 2021-12-20 2022-09-23 基座、基座的製造方法及等離子體處理設備 TWI830398B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111562975.XA CN116313878A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 一种基座、基座的制造方法及等离子体处理设备
CN202111562975.X 2021-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202326903A TW202326903A (zh) 2023-07-01
TWI830398B true TWI830398B (zh) 2024-01-21

Family

ID=86794686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111136015A TWI830398B (zh) 2021-12-20 2022-09-23 基座、基座的製造方法及等離子體處理設備

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116313878A (zh)
TW (1) TWI830398B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117393474B (zh) * 2023-12-11 2024-02-13 上海谙邦半导体设备有限公司 一种晶圆多区加热装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179924B1 (en) * 1998-04-28 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten
TW478289B (en) * 2000-02-01 2002-03-01 Ulvac Corp Panel heater
TW595244B (en) * 2002-03-18 2004-06-21 Ngk Insulators Ltd Ceramic heaters
TW201622002A (zh) * 2014-09-17 2016-06-16 Hitachi Int Electric Inc 基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及記錄媒體
TW201724394A (zh) * 2015-06-12 2017-07-01 Ａｓｍ智慧財產控股公司 預清理副產物昇華之反應器系統及其方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179924B1 (en) * 1998-04-28 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten
TW478289B (en) * 2000-02-01 2002-03-01 Ulvac Corp Panel heater
TW595244B (en) * 2002-03-18 2004-06-21 Ngk Insulators Ltd Ceramic heaters
TW201622002A (zh) * 2014-09-17 2016-06-16 Hitachi Int Electric Inc 基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及記錄媒體
TW201724394A (zh) * 2015-06-12 2017-07-01 Ａｓｍ智慧財產控股公司 預清理副產物昇華之反應器系統及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116313878A (zh) 2023-06-23
TW202326903A (zh) 2023-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100974130B1 (ko) 용접된 판과 저항식 히터를 갖는 기판 지지대
JP6104823B2 (ja) 薄型加熱基板支持体
US8294068B2 (en) Rapid thermal processing lamphead with improved cooling
KR101510577B1 (ko) 열판 및 그 열판을 이용한 기판 처리 장치
TWI830398B (zh) 基座、基座的製造方法及等離子體處理設備
TW201801569A (zh) 用於高功率電漿蝕刻處理的氣體分配板組件
KR20050051666A (ko) 열처리 장치
KR102272314B1 (ko) 열 챔버 어플리케이션들 및 프로세스들을 위한 광 파이프 윈도우 구조
CN103526186B (zh) 一种用于mocvd反应器的晶片载盘及mocvd反应器
TW201814823A (zh) 用於寬範圍溫度控制的加熱器基座組件
US11978646B2 (en) Thermal chamber with improved thermal uniformity
WO2023134456A1 (zh) 工艺腔室组件、半导体工艺设备及其方法
JP5031611B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び天井断熱体
WO2020073779A1 (zh) 静电卡盘及反应腔室
WO2020151542A1 (zh) 内衬冷却组件、反应腔室及半导体加工设备
TWI725666B (zh) 電漿處理裝置及用於處理裝置的基片支座
US7528347B2 (en) Cooling device and heat treating device using the same
JP2005510869A (ja) 加熱真空支持装置
KR20110102635A (ko) 서셉터 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
CN218666404U (zh) 一种成膜装置晶片加热热场
JP3220937U (ja) 熱処理装置
KR20080114284A (ko) 개선된 가열 지지부재를 구비한 화학증착장치
CN118785553A (zh) 一种金属加热器及制造方法
JP2004327528A (ja) 半導体処理装置
CN116024654A (zh) 一种成膜装置晶片加热热场