[發明專利]靜電卡盤和反應腔室

有效

• 申請號: 201210590493.X
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103904014A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 聶淼
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種靜電卡盤和反應腔室。

背景技術

在半導體加工領域，一般在真空反應腔室中，通過刻蝕(Etch)工藝或化學氣相沉積(CVD)工藝將反應材料形成在晶片表面。在此過程中，可通過機械夾持裝置或靜電卡盤(ESC)將晶片固定在真空反應腔室內特定的工位上，工藝氣體通過管路輸送到真空反應腔室之中，同時真空反應腔室中射頻電場(RF)將工藝氣體增能為等離子狀態。在半導體生產工藝中，卡盤可用于固定和支撐晶片，避免晶片在處理過程中出現移動或者錯位現象。卡盤可包括機械卡盤、真空卡盤或靜電卡盤等。靜電卡盤采用靜電引力來固定晶片，因此相對于機械卡盤和真空卡盤，其具有很多優勢。靜電卡盤減少了在使用機械卡盤時由于壓力、碰撞等原因造成的晶片破損的問題，增大了晶片的有效加工面積，減少了晶片表面腐蝕物顆粒的沉積，并且該靜電卡盤可以在真空工藝環境下工作。傳統的靜電卡盤的工作溫度一般在100℃以內，隨著半導體工藝進入32-22納米技術帶后，高K柵介質和金屬柵電極MOS器件被引入IC生產工藝。為實現上述生產工藝，通常要求下電極的溫度在200℃以上，這對傳統的靜電卡盤來說是難以達到的，因此需要可以在高溫下工作的靜電卡盤來實現上述工藝。

專利TW201027661A1公開了一種高溫靜電卡盤，圖1為專利TW201027661A1中一種高溫靜電卡盤的結構示意圖，圖2為圖1中凸起部分的結構示意圖，如圖1和圖2所示，卡盤上部550A與卡盤下部550B通過凸起部分503處結合在一起，凸起部分503通過擴散連接方式與卡盤上部550A和卡盤下部550B連接，凸起部分503對卡盤上部550A起到支撐和密封的作用，同時熱量從550A通過凸起部分503傳遞到卡盤下部550B，起到了阻熱的作用。卡盤上部550A與卡盤下部550B之間形成間隙G，其尺寸范圍從20微米到1000微米。

現有技術中至少存在如下技術問題：

加熱線和加靜電引力線等會從凸起部分503的中心孔中引出。為了解決加熱時卡盤上部550A與卡盤下部550B由于熱膨脹系數不同而引起的機械應力，凸起部分503的位置會盡量靠近卡盤中心，這會導致凸起部分503的中心孔較小，不利于卡盤上部550A內加熱線和靜電引力線等引線的引出。

發明內容

本發明提供一種靜電卡盤和反應腔室。其能夠有效解決靜電卡盤在高溫階段的熱膨脹和隔熱問題，同時降低電卡盤的加工難度，便于卡盤內部引線的引出。

為實現上述目的，本發明提供了一種靜電卡盤，包括：靜電卡盤組件、冷卻件、支撐隔熱件和密封隔熱件，其中：

所述靜電卡盤組件位于所述冷卻件的上方，所述支撐隔熱件設置于所述靜電卡盤組件和所述冷卻件之間，所述密封隔熱件設置于所述靜電卡盤組件和所述冷卻件之間，且所述密封隔熱件分別與所述靜電卡盤組件和所述冷卻件密封連接，所述密封隔熱件位于所述支撐隔熱件的外側，所述密封隔熱件和所述支撐隔熱件之間形成有間隔空間，所述間隔空間用于引出引線。

可選地，所述密封隔熱件為環形結構，所述支撐隔熱件為環形結構。

可選地，所述密封隔熱件為薄壁環形結構。

可選地，所述支撐隔熱件與所述冷卻件連接，所述支撐隔熱件支撐所述靜電卡盤組件。

可選地，所述支撐隔熱件通過螺紋連接方式與所述冷卻件連接。

可選地，所述密封隔熱件與所述靜電卡盤組件之間通過擴散連接方式連接，所述密封隔熱件與所述冷卻件之間通過擴散方式連接。

可選地，所述支撐隔熱件位于所述靜電卡盤組件的中間位置，所述密封隔熱件位于所述靜電卡盤組件的邊緣位置。

可選地，所述冷卻件上設置有通孔，所述通孔用于將所述間隔空間引出的引線導出。

可選地，所述靜電卡盤組件和冷卻件內設置有氣體通道，通過通入導熱氣體來提高襯底溫度的均勻性。

為實現上述目的，本發明提供了一種反應腔室，包括：腔體、上述靜電卡盤和射頻電源，所述靜電卡盤位于所述腔體的內部，所述射頻電源用于向所述腔體提供射頻功率。

本發明具有以下有益效果：

1、采用本發明的高溫靜電卡盤，大大降低了加工的難度，降低了加工成本；

2、采用本發明的高溫靜電卡盤，增大了靜電卡盤內部真空的范圍，降低了靜電卡盤內部電線電纜的引出難度。

附圖說明

圖1為專利TW201027661A1中一種高溫靜電卡盤的結構示意圖；

圖2為圖1中凸起部分的結構示意圖；