[發明專利]靜電卡盤及反應腔室

在審

• 申請號: 201811183845.3
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111048460A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 黃其偉;史全宇
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67;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

本發明提供一種靜電卡盤及反應腔室，該靜電卡盤包括絕緣層和設置在絕緣層底部的加熱體，還包括：冷卻結構，設置在加熱體的下方，且與加熱體間隔設置，冷卻結構用于通過冷卻液體來將加熱體的熱量傳遞出去。本發明提供的靜電卡盤，其可以在工藝過程中實現對加熱體的穩定控溫，從而可以有效減少晶須缺陷，進而可以提高產品良率。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種靜電卡盤及反應腔室。

背景技術

目前，采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，以下簡稱PVD)技術制備Al薄膜被廣泛應用于半導體制備領域，而制備Al薄膜的工藝過程中，由于腔體內的雜質而引起薄膜材料異常生長產生刺形或角形的晶須缺陷是普遍存在的問題。晶須缺陷的尺寸足夠大時會影響產品良率。因此，控制Al薄膜沉積過程中雜質的產生是控制晶須缺陷產生的重要手段和措施。

在使用PVD設備進行Al薄膜的沉積工藝時，為了固定、支撐及傳送晶片(Wafer)并實現溫度控制，往往使用高溫靜電卡盤(High Temperature Electrostatic chuck)作為承載晶片的基座。現有的靜電卡盤包括用于對晶片進行溫度控制的溫控裝置，其借助加熱體向承載晶片的絕緣層提供熱量，并借助冷卻管路冷卻加熱體，以避免加熱體的溫度過高。

但是，由于加熱體與冷卻管路直接接觸，高溫工作時無法向冷卻管路中通入冷卻水，否則冷卻管路中的水會沸騰。因此，在進行工藝時，冷卻管路無法工作，導致加熱體的溫度因產生的熱量無法及時有效的傳遞出去而逐漸升高，從而造成晶須缺陷增加，嚴重影響了產品良率。

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，提出了一種靜電卡盤及反應腔室，其可以在工藝過程中實現對加熱體的穩定控溫，從而可以有效減少晶須缺陷，進而可以提高產品良率。

為實現本發明的目的而提供一種靜電卡盤，包括絕緣層和設置在所述絕緣層底部的加熱體，還包括：

冷卻結構，設置在所述加熱體的下方，且與所述加熱體間隔設置，所述冷卻結構用于通過冷卻液體來將所述加熱體的熱量導出。

可選的，所述冷卻結構包括：

冷卻管路，與所述加熱體間隔分離設置；

傳熱板，呈薄壁狀，且分別與所述加熱體和所述冷卻管路連接，用于將所述加熱體的熱量傳遞至所述冷卻管路。

可選的，所述冷卻結構還包括法蘭，所述法蘭與所述加熱體的底部連接，且環繞在所述冷卻管路的周圍；

所述傳熱板呈環狀，且所述傳熱板的內周壁和外周壁分別與所述冷卻管路和所述法蘭相接觸。

可選的，通過設定不同的所述傳熱板的軸向厚度、徑向長度和/或所述傳熱板的內周壁和外周壁分別與所述冷卻管路和所述法蘭相接觸的接觸面積，來控制所述傳熱板的散熱效率。

可選的，所述傳熱板的散熱效率的取值范圍在10W～500W。

可選的，所述冷卻結構與所述加熱體之間的間距的取值范圍在2～30mm。

可選的，所述冷卻結構與所述加熱體之間的間距為5mm。

可選的，所述傳熱板與所述冷卻管路采用焊接的方式連接。

可選的，所述冷卻結構還包括：

吸熱結構，與所述冷卻管路接觸，且位于所述加熱體的下方，用于吸收來自所述加熱體輻射出的熱量。

可選的，所述吸熱結構包括吸熱盤，所述吸熱盤設置在所述冷卻管路的上方，且與所述冷卻管路固定連接；并且，在所述吸熱盤的與所述加熱體相對的表面上設置有多個吸熱片。