[發明專利]托盤及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201310158104.0
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN104134624B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 張寶輝;李東三;劉利堅;欒大為;高福寶;楊智慧;李宗興
• 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: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01J37/32;H01J37/02
• 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

本發明涉及微電子加工技術領域，具體地，涉及一種托盤及等離子體加工設備。

背景技術

等離子體加工設備是加工半導體器件的常用設備，其在進行諸如刻蝕、濺射和化學氣相沉積等工藝過程中，為了提高等離子體加工設備的生產效率，降低生產成本，一般采用尺寸較大的托盤來承載多個被加工工件，并將其同時運送至反應腔室中，從而實現對多個被加工工件同時進行工藝。

圖1為現有的等離子體加工設備的結構示意圖。如圖1所示，等離子體加工設備包括反應腔室1和托盤3。其中，在反應腔室1內設置有基座5，并且在該基座5上固定有靜電卡盤4，靜電卡盤4用于采用靜電引力的方式將承載有多個被加工工件2的托盤3吸附在靜電卡盤4的上表面上，同時，將多個被加工工件2吸附在托盤3的裝片位上。而且，在實際加工過程中，在反應腔室1中形成的等離子體容易使被加工工件2的溫度超出工藝所需的溫度，因此需要對被加工工件2的溫度進行控制。傳統的溫度控制方式是在被加工工件2的背面(即，被加工工件2的下表面)吹熱交換氣體，如氦氣或氬氣，以借助熱交換氣體對被加工工件2的溫度進行調節。具體地，如圖2所示，為圖1中托盤的俯視圖。在托盤3的每個裝片位上設置有中間進氣通道，其包括中央進氣孔31和中間進氣孔32。其中，中央進氣孔31設置在裝片位的中心；中間進氣孔32設置在裝片位上，且在半徑為裝片位的半徑的二分之一左右的圓周上均勻排布。此外，如圖1所示，在靜電卡盤4內設置有氣體通道6，氣體通道6的出氣端延伸至靜電卡盤4的上表面上，且分別對應地和所有的進氣孔相連通；氣體通道6的進氣端與用于提供熱交換氣體的氣源(圖中未示出)連接。在調節被加工工件2的溫度的過程中，熱交換氣體經由氣體通道6和進氣孔流入裝片位與相應的被加工工件2的下表面之間的縫隙中，從而實現熱交換氣體與被加工工件2之間的熱交換。

上述等離子體加工設備在實際應用中不可避免地存在以下問題，即：由于中間進氣孔32位于半徑為裝片位的半徑的二分之一左右的圓周處，熱交換氣體經由中間進氣孔32向四周擴散的擴散半徑往往無法到達被加工工件2的邊緣區域(裝片位的邊緣3～5mm的區域)，導致熱交換氣體與被加工工件2的邊緣區域之間的熱交換效果較差，這會造成被加工工件2的邊緣區域的溫度與中間區域的溫度產生差異，從而被加工工件2的溫度均勻性較差，進而降低了等離子體加工設備的工藝均勻性。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種托盤及等離子體加工設備，其可以改善被加工工件的邊緣區域的熱交換效果，從而可以使被加工工件的邊緣區域與中間區域的溫度趨于均勻，進而可以提高等離子體加工設備的工藝均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種托盤，用于承載被加工工件，并借助熱交換氣體對被加工工件的溫度進行調節，所述托盤包括多個裝片位，所述被加工工件一一對應地置于所述裝片位上，并且，在每個所述裝片位上設置有進氣通道，熱交換氣體經由所述進氣通道流入所述裝片位和與之對應的被加工工件的下表面之間的縫隙中；所述進氣通道包括邊緣進氣通道和中間進氣通道，其中所述邊緣進氣通道設置在所述裝片位上，且位于所述裝片位的靠近邊緣的位置，并由沿所述裝片位的周向間隔設置的多個邊緣進氣孔組成；所述中間進氣通道設置在所述裝片位上，且位于所述邊緣進氣通道與所述裝片位的中心之間，并且所述中間進氣通道包括多個中間進氣孔，所述多個中間進氣孔沿所述裝片位的圓周方向間隔設置。

其中，所述邊緣進氣孔的直徑小于所述中間進氣孔的直徑。

其中，所述邊緣進氣孔的直徑為所述中間進氣孔的直徑的三分之一至三分之二之間的數值。

優選地，所述中間進氣孔的直徑的范圍在0.6～1mm。

其中，所述邊緣進氣孔的中心線與所述裝片位的邊緣之間在所述裝片位的徑向上的間距為2～5mm。

其中，所述被加工工件的直徑為2寸，沿所述裝片位的周向排布的所述邊緣進氣孔的數量的范圍在12～16個。

其中，所述被加工工件的直徑為4寸，沿所述裝片位的周向排布的所述邊緣進氣孔的數量的范圍在20～24個。

其中，所述中間進氣通道包括一個或多個，多個所述中間進氣通道分別位于所述裝片位的不同半徑的圓周上。

優選地，所述被加工工件的直徑為2寸，所述中間進氣通道的數量為一個，且組成所述中間進氣通道的多個所述中間進氣孔沿所述裝片位的圓周排布一圈，并且所述圓周的半徑為所述被加工工件的半徑的二分之一；所述中間進氣孔的數量的范圍在6～10個。