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基座组件及反应腔室

阅读：988发布：2021-02-27

IPRDB可以提供基座组件及反应腔室专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供的基座组件及反应腔室，包括基座，基座中设置有气体通道，在承载面上形成有凹道，凹道与气体通道的出气端连通，用于在晶圆置于承载面上时，向晶圆的下表面与承载面之间的凹道通入热交换气体，本发明提供的基座组件还包括流量控制器，通过流量控制器来控制自气体通道的出气端流出的热交换气体的流量，使得当晶圆置于承载面上并对晶圆进行背吹时，不会因为热交换气体的流量过大而将晶圆吹走，同时，由于无需使用按压部件对晶圆进行按压固定，因此晶圆的上表面能够全面进行工艺，而不会影响晶圆的后续工艺。，下面是基座组件及反应腔室专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基座组件，包括基座，所述基座包括用于承载晶圆的承载面，其特征在于，在所述基座中设置有气体通道，所述气体通道的出气端位于所述承载面，在所述承载面上形成有凹道，所述凹道与所述气体通道的出气端连通，用于在所述晶圆置于所述承载面上时，向所述晶圆的下表面与所述承载面之间的所述凹道通入热交换气体；

所述基座组件还包括流量控制器，所述流量控制器用于控制自所述气体通道的出气端流出的热交换气体的流量。

2.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述流量的取值范围在1sccm～

4sccm。

3.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述凹道延伸至所述基座的边缘，以使所述热交换气体沿所述凹道扩散至所述基座的外部。

4.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述气体通道的出气端位于所述承载面的中心；

所述凹道包括在所述承载面上形成的沿所述承载面的周向均匀分布的多条第一径向凹道，每条所述第一径向凹道沿所述承载面的径向设置，且所述第一径向凹道的一端与所述气体通道的出气端连通，所述第一径向凹道的另一端位于所述基座的边缘处。

5.根据权利要求4所述的基座组件，其特征在于，所述凹道还包括在所述承载面上形成的一条或者多条内径不同的环形凹道，所述环形凹道围绕所述承载面的中心设置。

6.根据权利要求5所述的基座组件，其特征在于，所述凹道还包括在所述承载面上形成的多条第二径向凹道，在任意相邻的两条所述第一径向凹道之间设置有一条所述第二径向凹道；并且，每条所述第二径向凹道沿所述承载面的径向设置，且所述第二径向凹道的一端与半径最小的所述环形凹道相交，所述第二径向凹道的另一端位于所述基座的边缘处。

7.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述凹道的宽度为2mm。

8.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述凹道的深度为1mm。

9.根据权利要求1所述的基座组件，其特征在于，所述基座还包括顶盘和沉积环，所述沉积环套设在所述顶盘上，并与所述顶盘固定连接，其中，所述承载面设置在所述顶盘上。

10.一种反应腔室，在所述反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座组件，其特征在于，所述基座组件采用权利要求1-9中任一所述的基座组件。

说明书全文

基座组件及反应腔室

技术领域

[0001] 本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种基座组件及反应腔室。

背景技术

[0002] 等离子体设备广泛用于当今的半导体、太阳能电池、平板显示等制作工艺中。在目前的制造工艺中，已经使用等离子体设备类型有，例如，直流放电，电容耦合等离子体(CCP)类型，电感耦合等离子体(ICP)

[0003] 类型以及电子回旋共振等离子体(ECR)等类型。目前这些类型的放电被广泛应用于物理气相沉积、等离子体刻蚀以及等离子体化学气相沉积等。

[0004] 目前，常见的晶圆固定方式包括静电卡盘、机械卡盘和基座。晶圆在工艺中会发热，真空中的热量很难传递出去，为了导出晶圆中的热量，一般会在晶圆承载面上设置冷却结构。例如，在静电卡盘的上表面设置冷却用的背压，但是，静电卡盘通常会用于硅通孔工艺中，硅通孔工艺中的晶圆一般具有较大的厚度，较大的薄膜厚度会导致薄膜应力过大，而薄膜应力过大会导致静电卡盘无法对晶圆进行稳固的吸附，在此基础上若再增加背吹结构，则会进一步削弱对晶圆的吸附力，导致晶圆可能会被吹走。至于机械卡盘，虽然能够通过压环稳定的固定晶圆，但是，晶圆上叠置有压环的位置不会沉积金属，进而会影响后续工艺。

[0005] 综上，本领域中亟需一种既能牢固地固定晶圆，又能对晶圆进行冷却，并且不会影响晶圆后续工艺的晶圆固定结构。

发明内容

[0006] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种基座及反应腔室，其既能牢固地固定晶圆，又能对晶圆进行冷却，并且不会影响晶圆后续工艺的。

[0007] 本发明提供了一种基座组件，包括基座，基座包括用于承载晶圆的承载面，在基座中设置有气体通道，气体通道的出气端位于承载面，在承载面上形成有凹道，凹道与气体通道的出气端连通，用于在晶圆置于承载面上时，向晶圆的下表面与承载面之间的凹道通入热交换气体；

[0008] 基座组件还包括流量控制器，流量控制器用于控制自气体通道的出气端流出的热交换气体的流量。

[0009] 其中，流量的取值范围在1sccm～4sccm。

[0010] 其中，凹道延伸至基座的边缘，以使热交换气体沿凹道扩散至基座的外部。

[0011] 其中，气体通道的出气端位于承载面的中心；

[0012] 凹道包括在承载面上形成的沿承载面的周向均匀分布的多条第一径向凹道，每条第一径向凹道沿承载面的径向设置，且第一径向凹道的一端与气体通道的出气端连通，第一径向凹道的另一端位于基座的边缘处。

[0013] 其中，凹道还包括在承载面上形成的一条或者多条内径不同的环形凹道，环形凹道围绕承载面的中心设置。

[0014] 其中，凹道还包括在承载面上形成的多条第二径向凹道，在任意相邻的两条第一径向凹道之间设置有一条第二径向凹道；并且，每条第二径向凹道沿承载面的径向设置，且第二径向凹道的一端与半径最小的环形凹道相交，第二径向凹道的另一端位于基座的边缘处。

[0015] 其中，凹道的宽度为2mm。

[0016] 其中，凹道的深度为1mm。

[0017] 其中，基座还包括顶盘和沉积环，沉积环套设在顶盘上，并与顶盘固定连接，其中，承载面设置在顶盘上。

[0018] 本发明还提供了一种反应腔室，在反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座组件，其包括本发明提供的基座组件。

[0019] 本发明具有以下有益效果：

[0020] 本发明提供的基座组件，其包括基座，基座中设置有气体通道，在承载面上形成有凹道，凹道与气体通道的出气端连通，用于在晶圆置于承载面上时，向晶圆的下表面与承载面之间的凹道通入热交换气体，本发明提供的基座组件还包括流量控制器，通过流量控制器来控制自气体通道的出气端流出的热交换气体的流量，使得当晶圆置于承载面上并对晶圆进行背吹时，不会因为热交换气体的流量过大而将晶圆吹走，同时，由于无需使用按压部件对晶圆进行按压固定，因此晶圆的上表面能够全面进行工艺，而不会影响晶圆的后续工艺。

[0021] 本发明提供的反应腔室，由于采用本发明提供的基座组件，从而能够确保在对晶圆进行背吹时晶圆不会因为热交换气体的流量过大而将晶圆吹走，同时，由于无需使用机械压环对晶圆进行按压，因此晶圆的上表面能够全面进行工艺，而不会影响晶圆的后续工艺。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例提供的基座组件的结构示意图。

[0023] 其中，100-基座；101-第一径向凹道102-环形凹道；103-第二径向凹道；104-销孔；105-出气端；110-顶盘；120-沉积环；130-基座底座。

具体实施方式

[0024] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的基座组件及反应腔室进行详细描述。

[0025] 本发明实施例提供了一种基座组件，包括基座100，基座100包括用于承载晶圆的承载面，在基座100中设置有气体通道，气体通道的出气端105位于承载面，在承载面上形成有凹道，凹道与气体通道的出气端连通，用于在晶圆置于承载面上时，向晶圆的下表面与承载面之间的凹道通入热交换气体，基座组件还包括流量控制器(图中未示出)，流量控制器用于控制自气体通道的出气端105流出的热交换气体的流量。本发明提供的基座组件还包括流量控制器，通过流量控制器来控制自气体通道的出气端流出的热交换气体的流量，为保证冷却效率，热交换气体的流量不能过低，同时，为保证晶圆不会因热交换气体流量过大而被吹走，热交换气体的流量不能过高，借由流量控制器，当晶圆置于承载面上并对晶圆进行背吹时，不会因为热交换气体的流量过大而将晶圆吹走，同时，由于无需使用机械压环对晶圆进行按压，因此晶圆的上表面能够全面进行工艺，而不会影响晶圆的后续工艺。

[0026] 可选的，流量的取值范围在1sccm～4sccm。

[0027] 在本实施例中，晶圆的下表面与承载面之间的凹道延伸至基座的边缘，使得热交换气体沿凹道扩散至基座的外部。

[0028] 需要说明的是，本实施例提供的基座组件在使用时通常设置在反应腔室内，此时，凹道延伸至基座边缘以使热交换气体沿凹道扩散至反应腔室的内部连通，热交换气体经气体通道的出气端105吹向晶圆的下表面，热交换后的气体再从晶圆的下表面与承载面之间的凹道流入反应腔室。由于热交换气体为不影响工艺过程的惰性气体，例如氩气，因此，热交换后的气体进入反应腔室后不会对晶圆的工艺产生不良影响。

[0029] 如图1所示，气体通道的出气端105位于承载面的中心，并且，在承载面上形成有用于使热交换气体扩散的凹道，在本实施例中，凹道包括第一径向凹道101、环形凹道102和第二径向凹道103。

[0030] 其中，多条第一径向凹道101沿承载面的周向均匀分布的多条第一径向凹道101，每条第一径向凹道101沿承载面的径向设置，且第一径向凹道101的一端与气体通道的出气端105连通，第一径向凹道101的另一端位于基座的边缘处。第一径向凹道101用以使热交换气体从承载面的中心扩散至承载面的边缘，并流入反应腔室。

[0031] 其中，多条环形凹道102的内径不同，多条环形凹道102围绕承载面的中心设置。多条环形凹道102用以使热交换气体在承载面的周向上扩散，从而使晶圆的温度更加均匀。

[0032] 可选的，当基座100的承载面积较小时，环形凹道102的数量也可以为一条。

[0033] 其中，在任意相邻的两条第一径向凹道101之间设置还设置有一条第二径向凹道103，并且，每条第二径向凹道103沿承载面的径向设置，且第二径向凹道103的一端与半径最小的环形凹道102相交，第二径向凹道103的另一端位于基座的边缘处。

[0034] 在本实施例中，通过设置第一径向凹道101用以使热交换气体迅速向承载面的边缘扩散，并流入反应腔室，而不至于将晶圆吹跑，通过设置环形凹道102用以提高晶圆的温度均匀性，因此，借由本发明提供的基座组件，既能够对晶圆进行有效冷却，保证晶圆的温度均匀性，又不至于将晶圆吹跑。优选地，在设置第一径向凹道101的基础上，再设置第二径向凹道103，以使热交换气体更加迅速的向承载面的边缘扩散。

[0035] 为了使热交换气体在承载面平缓的流动，在本实施例中，凹道的宽度为2mm，深度为1mm。

[0036] 需要说明的是，在本实施例中，气体通道的出气端105的数量为一个，且该出气端105位于承载面的中心，但本发明并不局限于此，在实际应用中，气体通道的出气端的数量也可以为多个，此时，多个出气端沿承载面的周向均匀设置，多个出气端与用于使热交换气体扩散的凹道连通，以将热交换气体直接输送至凹道中。并且，多个出气端的流出的热交换气体的流量应当一致，避免热交换气体的分布不均进而导致晶圆的温度不均。另外，多个出气端的流出的热交换气体的总流量的取值范围在1sccm～4sccm。

[0037] 在承载面上还设置有贯穿基座厚度的销孔104，销孔104用于供可升降的支撑销通过。

[0038] 在本实施例中，基座100包括顶盘110、沉积环120和基座底座130，此时，承载面为顶盘110的上表面。顶盘110的外周壁上设置有凸缘，沉积环120套设在顶盘110上，并于顶盘110的凸缘固定连接。顶盘110设置在基座底座130上，并且，在顶盘110上形成有通孔，通过螺钉与基座底座130固定连接。

[0039] 需要说明的是，当沉积环120套设在顶盘110上时，沉积环120不能阻碍凹道与基座的外部之间的导通，因此，沉积环120的内径应当大于顶盘110的外径，即当沉积环120套设在顶盘110时，使沉积环120与顶盘110在径向上保持一定距离，以使热交换气体扩散至基座外部，或者，当沉积环120套设在顶盘110上时，沉积环120的上表面低于顶盘110的上表面，并且该高度差大于凹道的深度，以使热交换气体扩散至基座外部。

[0040] 本发明又一实施例提供了一种反应腔室，在反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座组件，该基座组件采用本发明提供的基座组件。

[0041] 本发明提供的反应腔室，由于采用本发明提供的基座组件，从而能够确保在对晶圆进行背吹时晶圆不会因为热交换气体的流量过大而将晶圆吹走，同时，由于无需使用机械压环对晶圆进行按压，因此晶圆的上表面能够全面进行工艺，而不会影响晶圆的后续工艺。

[0042] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
基座-专利编号CN104380451A	2020-05-12	416
基座-专利编号CN101271832A	2020-05-13	377
基座-专利编号CN104380451B	2020-05-13	892
基座-专利编号CN110023537A	2020-05-13	928
基座-专利编号CN103178387B	2020-05-12	341
基座-专利编号CN101271832B	2020-05-11	510
基座-专利编号CN104969332A	2020-05-11	668
基座-专利编号CN106163974B	2020-05-11	207
基座-专利编号CN104160495B	2020-05-11	988
基座-专利编号CN104160495A	2020-05-12	547

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