托盤及等離子體加工設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的托盤及等離子體加工設(shè)備，在每個(gè)托盤的裝片位上設(shè)置有進(jìn)氣通道，該進(jìn)氣通道包括邊緣進(jìn)氣通道和中間進(jìn)氣通道，其中，邊緣進(jìn)氣通道設(shè)置在裝片位上，且位于裝片位的靠近邊緣的位置，并由沿裝片位的周向間隔設(shè)置的多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔組成；中間進(jìn)氣通道設(shè)置在裝片位上，且位于邊緣進(jìn)氣通道與裝片位的中心之間，并且中間進(jìn)氣通道包括多個(gè)中間進(jìn)氣孔，多個(gè)中間進(jìn)氣孔沿裝片位的圓周方向間隔設(shè)置。本發(fā)明提供的托盤，其可以改善被加工工件的邊緣區(qū)域的熱交換效果，從而可以使被加工工件的邊緣區(qū)域與中間區(qū)域的溫度趨于均勻，進(jìn)而可以提高等離子體加工設(shè)備的工藝均勻性。
【專利說(shuō)明】托盤及等離子體加工設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種托盤及等離子體加工設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體加工設(shè)備是加工半導(dǎo)體器件的常用設(shè)備，其在進(jìn)行諸如刻蝕、濺射和化學(xué)氣相沉積等工藝過(guò)程中，為了提高等離子體加工設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，一般采用尺寸較大的托盤來(lái)承載多個(gè)被加工工件，并將其同時(shí)運(yùn)送至反應(yīng)腔室中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)被加工工件同時(shí)進(jìn)行工藝。
[0003]圖1為現(xiàn)有的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室I和托盤3。其中，在反應(yīng)腔室I內(nèi)設(shè)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(gè)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(shí)，將多個(gè)被加工工件2吸附在托盤3的裝片位上。而且，在實(shí)際加工過(guò)程中，在反應(yīng)腔室I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(duì)被加工工件2的溫度進(jìn)行控制。傳統(tǒng)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(duì)被加工工件2的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。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(gè)裝片位上設(shè)置有中間進(jìn)氣通道，其包括中央進(jìn)氣孔31和中間進(jìn)氣孔32。其中，中央進(jìn)氣孔31設(shè)置在裝片位的中心；中間進(jìn)氣孔32設(shè)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(nèi)設(shè)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(duì)應(yīng)地和所有的進(jìn)氣孔相連通；氣體通道6的進(jìn)氣端與用于提供熱交換氣體的氣源(圖中未示出)連接。在調(diào)節(jié)被加工工件2的溫度的過(guò)程中，熱交換氣體經(jīng)由氣體通道6和進(jìn)氣孔流入裝片位與相應(yīng)的被加工工件2的下表面之間的縫隙中，從而實(shí)現(xiàn)熱交換氣體與被加工工件2之間的熱交換。
[0004]上述等離子體加工設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問(wèn)題，即:由于中間進(jìn)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(jīng)由中間進(jìn)氣孔32向四周擴(kuò)散的擴(kuò)散半徑往往無(wú)法到達(dá)被加工工件2的邊緣區(qū)域(裝片位的邊緣3?5mm的區(qū)域)，導(dǎo)致熱交換氣體與被加工工件2的邊緣區(qū)域之間的熱交換效果較差，這會(huì)造成被加工工件2的邊緣區(qū)域的溫度與中間區(qū)域的溫度產(chǎn)生差異，從而被加工工件2的溫度均勻性較差，進(jìn)而降低了等離子體加工設(shè)備的工藝均勻性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種托盤及等離子體加工設(shè)備，其可以改善被加工工件的邊緣區(qū)域的熱交換效果，從而可以使被加工工件的邊緣區(qū)域與中間區(qū)域的溫度趨于均勻，進(jìn)而可以提高等離子體加工設(shè)備的工藝均勻性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)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(duì)被加工工件的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述托盤包括多個(gè)裝片位，所述被加工工件一一對(duì)應(yīng)地置于所述裝片位上，并且，在每個(gè)所述裝片位上設(shè)置有進(jìn)氣通道，熱交換氣體經(jīng)由所述進(jìn)氣通道流入所述裝片位和與之對(duì)應(yīng)的被加工工件的下表面之間的縫隙中；所述進(jìn)氣通道包括邊緣進(jìn)氣通道和中間進(jìn)氣通道，其中所述邊緣進(jìn)氣通道設(shè)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(shè)置的多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔組成；所述中間進(jìn)氣通道設(shè)置在所述裝片位上，且位于所述邊緣進(jìn)氣通道與所述裝片位的中心之間，并且所述中間進(jìn)氣通道包括多個(gè)中間進(jìn)氣孔，所述多個(gè)中間進(jìn)氣孔沿所述裝片位的圓周方向間隔設(shè)置。
[0007]其中，所述邊緣進(jìn)氣孔的直徑小于所述中間進(jìn)氣孔的直徑。
[0008]其中，所述邊緣進(jìn)氣孔的直徑為所述中間進(jìn)氣孔的直徑的三分之一至三分之二之間的數(shù)值。
[0009]優(yōu)選地，所述中間進(jìn)氣孔的直徑的范圍在0.6?1mm。
[0010]其中，所述邊緣進(jìn)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?5_。
[0011]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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在12?16個(gè)。
[0012]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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在20?24個(gè)。
[0013]其中，所述中間進(jìn)氣通道包括一個(gè)或多個(gè)，多個(gè)所述中間進(jìn)氣通道分別位于所述裝片位的不同半徑的圓周上。
[0014]優(yōu)選地，所述被加工工件的直徑為2寸，所述中間進(jìn)氣通道的數(shù)量為一個(gè)，且組成所述中間進(jìn)氣通道的多個(gè)所述中間進(jìn)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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在6?10個(gè)。
[0015]其中，所述中間進(jìn)氣通道還包括中央進(jìn)氣孔，所述中央進(jìn)氣孔設(shè)置在所述裝片位上，且所述中央進(jìn)氣孔的中心線與所述裝片位的中心線重合。
[0016]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、氣源、位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的夾持裝置，以及置于所述夾持裝置上的托盤，所述托盤用于承載被加工工件，并借助由所述氣源提供的熱交換氣體對(duì)被加工工件的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述托盤采用了本發(fā)明提供的托盤。
[0017]其中，在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路和第二氣路，其中所述第一氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述中間進(jìn)氣通道相連通；所述第一氣路的輸入端與所述氣源相連通；所述第二氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通；所述第二氣路的輸入端與所述氣源相連通；所述氣源分別經(jīng)由所述第一氣路和第二氣路同時(shí)向所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0018]其中，所述氣源還包括第一氣源和第二氣源，其中所述第一氣源與所述中間進(jìn)氣通道相連通，用以單獨(dú)向所述中間進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體；所述第二氣源與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通，用以單獨(dú)向所述邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體；并且在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路和第二氣路，其中所述第一氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述中間進(jìn)氣通道相連通；所述第一氣路的輸入端與所述第一氣源相連通，所述第一氣源經(jīng)由所述第一氣路單獨(dú)向所述中間進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體；所述第二氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通；所述第二氣路的輸入端與所述第二氣源相連通，所述第二氣源經(jīng)由所述第二氣路單獨(dú)向所述邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0019]其中，所述等離子體加工設(shè)備還包括壓力流量控制器和質(zhì)量流量控制器，其中所述壓力流量控制器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述中間進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量；所述質(zhì)量流量控制器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量。
[0020]其中，在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有氣路，所述氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且分別與所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道相連通；所述氣路的輸入端與所述氣源相連通，所述氣源經(jīng)由所述氣路同時(shí)向所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0021]其中，所述等離子體加工設(shè)備還包括壓力流量控制器或質(zhì)量流量控制器，用以在整體上調(diào)節(jié)流經(jīng)所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量。
[0022]其中，所述夾持裝置包括機(jī)械卡盤和直流電源，其中所述機(jī)械卡盤采用機(jī)械固定的方式將所述托盤固定在其上表面；所述直流電源用于向所述托盤供電，以使所述托盤采用靜電引力的方式將所述被加工工件固定在其裝片位上；并且所述托盤采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為托盤電極；所述托盤電極與所述直流電源電連接。
[0023]其中，所述夾持裝置包括機(jī)械卡盤和直流電源，其中所述機(jī)械卡盤采用機(jī)械固定的方式將所述托盤固定在其上表面；所述直流電源用于向所述托盤供電，以使所述托盤采用靜電引力的方式將所述被加工工件固定在其裝片位上；并且所述托盤采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極，所述托盤電極采用導(dǎo)電材料制作，且與所述直流電源電連接。
[0024]其中，所述夾持裝置包括靜電卡盤和直流電源，其中所述靜電卡盤包括卡盤本體，所述卡盤本體采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為卡盤本體的電極；并且所述托盤采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為托盤電極；所述托盤電極與所述直流電源電連接，所述卡盤本體的電極接地，以使所述托盤和所述卡盤之間以及所述托盤和所述晶片之間均產(chǎn)生靜電吸附力。
[0025]其中，所述夾持裝置包括靜電卡盤和直流電源，其中所述靜電卡盤包括卡盤本體，所述卡盤本體采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)卡盤電極，所述卡盤電極采用導(dǎo)電材料制作；并且所述托盤采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極，所述托盤電極采用導(dǎo)電材料制作，且與所述直流電源電連接，所述卡盤本體的電極接地，以使所述托盤和所述卡盤之間以及所述托盤和所述晶片之間均產(chǎn)生靜電吸附力。
[0026]發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]本發(fā)明提供的托盤，其通過(guò)在每個(gè)裝片位的邊緣區(qū)域設(shè)置邊緣進(jìn)氣通道，可以使熱交換氣體經(jīng)由該邊緣進(jìn)氣通道擴(kuò)散至被加工工件的下表面的邊緣區(qū)域，從而可以改善被加工工件的邊緣區(qū)域的熱交換效果，進(jìn)而可以使被加工工件的邊緣區(qū)域與中間區(qū)域的溫度趨于均勻，從而可以提高等離子體加工設(shè)備的工藝均勻性。
[0028]作為一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案，組成上述邊緣進(jìn)氣通道的多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔的直徑小于中間進(jìn)氣孔的直徑，這可以使流經(jīng)邊緣進(jìn)氣孔的熱交換氣體的氣流量較小，從而可以將熱交換氣體的泄漏量控制在合理的范圍內(nèi)，進(jìn)而可以避免因熱交換氣體泄漏至反應(yīng)腔室內(nèi)的泄漏量過(guò)大而對(duì)工藝結(jié)果產(chǎn)生不良影響。
[0029]本發(fā)明提供的等離子體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的托盤，可以提高被加工工件的溫度均勻性，從而可以提高工藝均勻性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為現(xiàn)有的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為圖1中托盤的俯視圖；
[0032]圖3為本發(fā)明提供的托盤的剖視圖；
[0033]圖4為圖3中托盤的一種裝片位的局部俯視圖；
[0034]圖5為圖3中托盤的另一種裝片位的局部俯視圖；
[0035]圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7A為圖6中等離子體加工設(shè)備的一種夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7B為圖6中等離子體加工設(shè)備的另一種夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0039]圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的托盤及等離子體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0041]圖3為本發(fā)明提供的托盤的剖視圖。圖4為圖3中托盤的一種裝片位的局部俯視圖。請(qǐng)一并參閱圖3和圖4，托盤20用于承載被加工工件21，并借助熱交換氣體對(duì)被加工工件21的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，托盤20包括多個(gè)裝片位201，被加工工件21 —一對(duì)應(yīng)地置于裝片位201上，并且，在本實(shí)施例中，在每個(gè)裝片位201上形成有凹槽，被加工工件21置于該凹槽中。借助凹槽，可以限定被加工工件21在托盤20上的位置，從而可以避免被加工工件21相對(duì)于托盤20發(fā)生偏移。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，在每個(gè)裝片位201上形成有凹槽，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以在每個(gè)裝片位201上形成凸臺(tái)，被加工工件由該凸臺(tái)承載，以便于限定被加工工件在托盤20上的位置。
[0042]而且，在每個(gè)裝片位201上設(shè)置有進(jìn)氣通道，諸如氦氣或氬氣等的熱交換氣體經(jīng)由該進(jìn)氣通道流入每個(gè)裝片位201和與之對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的縫隙中，從而可以實(shí)現(xiàn)熱交換氣體與被加工工件21之間的熱交換，以調(diào)節(jié)被加工工件21的溫度。具體地，進(jìn)氣通道包括中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道。其中，中間進(jìn)氣通道設(shè)置在裝片位201上，且位于邊緣進(jìn)氣通道與裝片位201的中心之間，并且，中間進(jìn)氣通道包括中央進(jìn)氣孔23和中間進(jìn)氣孔24，其中，中央進(jìn)氣孔23的數(shù)量為一個(gè)，且其中心線與裝片位201的中心線重合，熱交換氣體經(jīng)由中央進(jìn)氣孔23在中心區(qū)域231內(nèi)擴(kuò)散，所謂中心區(qū)域231，是指熱交換氣體經(jīng)由中央進(jìn)氣孔23向四周擴(kuò)散所能達(dá)到的區(qū)域。中間進(jìn)氣孔24沿裝片位201的圓周方向間隔設(shè)置，且其直徑的范圍可以在0.6?1mm，熱交換氣體經(jīng)由中間進(jìn)氣孔24在中間區(qū)域241內(nèi)擴(kuò)散，所謂中間區(qū)域241，是指熱交換氣體經(jīng)由中間進(jìn)氣孔24向四周擴(kuò)散所能達(dá)到的區(qū)域。在本實(shí)施例中，被加工工件21的直徑為2寸，多個(gè)中間進(jìn)氣孔24沿裝片位201的周向排布一圈，并且，多個(gè)中間進(jìn)氣孔24所在圓周的半徑可以在30mm左右(即，被加工工件21的直徑的二分之一左右)，且沿該圓周排布的中間進(jìn)氣孔24的數(shù)量的范圍可以在6?10個(gè)。
[0043]容易理解，隨著被加工工件21的直徑的增加，例如直徑為4寸、6寸及以上的被加工工件21，多個(gè)中間進(jìn)氣孔24還可以沿裝片位201的不同半徑的圓周排布兩圈以上，例如，如圖5所示，當(dāng)被加工工件21的直徑為4寸時(shí)，多個(gè)中間進(jìn)氣孔24可以沿裝片位201的不同半徑的圓周排布兩圈，并且，排布在同一圓周上的多個(gè)中間進(jìn)氣孔24的數(shù)量，以及不同半徑的圓周之間的間距可以根據(jù)中間進(jìn)氣孔24的直徑以及熱交換氣體經(jīng)由中間進(jìn)氣孔24向四周擴(kuò)散的擴(kuò)散半徑而設(shè)定。
[0044]邊緣進(jìn)氣通道設(shè)置在裝片位201上，且位于裝片位201的靠近邊緣的位置，這可以使熱交換氣體經(jīng)由該邊緣進(jìn)氣通道擴(kuò)散至被加工工件21的下表面的邊緣區(qū)域，從而可以改善被加工工件21的邊緣區(qū)域的熱交換效果，進(jìn)而可以使被加工工件21的邊緣區(qū)域與中間區(qū)域的溫度趨于均勻，從而可以提高等離子體加工設(shè)備的工藝均勻性。具體地，邊緣進(jìn)氣通道由沿裝片位201的周向間隔設(shè)置的多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔25組成，并且每個(gè)邊緣進(jìn)氣孔25的中心線與裝片位201的邊緣之間在裝片位201的徑向上的間距D的范圍可以在2?5mm。熱交換氣體經(jīng)由邊緣進(jìn)氣孔25在邊緣區(qū)域251內(nèi)擴(kuò)散，所謂邊緣區(qū)域251，是指熱交換氣體經(jīng)由邊緣進(jìn)氣孔25向四周擴(kuò)散所能達(dá)到的區(qū)域。優(yōu)選地，當(dāng)被加工工件21的直徑為2寸時(shí)，多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔25所在圓周的半徑的范圍可以在40?48mm左右；而且，沿裝片位201的周向排布的邊緣進(jìn)氣孔25的數(shù)量的范圍可以在12?16個(gè)。此外，當(dāng)被加工工件的直徑為4寸時(shí)，沿裝片位201的周向排布的邊緣進(jìn)氣孔25的數(shù)量的范圍可以在20?24個(gè)。
[0045]另外，優(yōu)選地，邊緣進(jìn)氣孔25的直徑小于中間進(jìn)氣孔24的直徑，這可以減小流經(jīng)邊緣進(jìn)氣孔25的熱交換氣體的氣流量，從而可以將熱交換氣體的泄漏量控制在合理的范圍內(nèi)，進(jìn)而可以避免因熱交換氣體泄漏至反應(yīng)腔室內(nèi)的泄漏量過(guò)大而對(duì)工藝結(jié)果產(chǎn)生不良影響。優(yōu)選地，邊緣進(jìn)氣孔25的直徑為中間進(jìn)氣孔24的直徑的三分之一至三分之二之間的數(shù)值。此外，中央進(jìn)氣孔23的直徑可以與中間進(jìn)氣孔24的直徑相同也可以不同，而且，若中間區(qū)域241能夠覆蓋中心區(qū)域231，則可以省去中央進(jìn)氣孔23。
[0046]作為另一個(gè)技術(shù)方案，圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖6，等離子體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室100、氣源28、位于反應(yīng)腔室100內(nèi)的夾持裝置26，以及置于該夾持裝置26上的托盤20。其中，托盤20用于承載被加工工件21，并借助由氣源28提供的熱交換氣體對(duì)被加工工件21的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且，托盤20通過(guò)采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述托盤20，可以提高被加工工件的溫度均勻性，從而可以提高工藝均勻性。
[0047]在本實(shí)施例中，在夾持裝置26內(nèi)設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路41和第二氣路42 (圖6中二者交叉處不在同一平面上，即，二者不連通)，其中，第一氣路41的輸出端延伸至夾持裝置26的上表面，且單獨(dú)與中間進(jìn)氣通道相連通；第一氣路41的輸入端與氣源28相連通；第二氣路42的輸出端延伸至夾持裝置26的上表面，且單獨(dú)與邊緣進(jìn)氣通道相連通；第二氣路42的輸入端與氣源28相連通；氣源28經(jīng)由第一氣路41和第二氣路42同時(shí)向中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0048]在本實(shí)施例中，等離子體加工設(shè)備還包括壓力流量控制器43和質(zhì)量流量控制器44。其中，壓力流量控制器43用于調(diào)節(jié)流經(jīng)中間進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量，以保證裝片位201和與之相對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的氣壓固定在預(yù)定氣壓值不變，該預(yù)定氣壓值為當(dāng)熱交換氣體的泄漏量(即，處于裝片位201和與之相對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的縫隙中的熱交換氣體泄漏至反應(yīng)腔室100中的泄漏量)不超出其安全閾值時(shí)，允許裝片位201和與之相對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的氣壓達(dá)到的最大值。所謂安全閾值，是指在保證工藝結(jié)果不受影響的前提下，允許熱交換氣體泄漏至反應(yīng)腔室100內(nèi)的最大泄漏量。通常情況下，通過(guò)壓力流量控制器43控制中間進(jìn)氣通道的氦氣流量，使得裝片位201和與之相對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的氣壓滿足8托氦氣壓力條件下，氦氣泄露量小于8sccm的要求。
[0049]質(zhì)量流量控制器44用于調(diào)節(jié)流經(jīng)邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量，可以使得被加工工件21的邊緣持續(xù)充滿氦氣，以保證自邊緣進(jìn)氣通道進(jìn)入裝片位201和與之相對(duì)應(yīng)的被加工工件21的下表面之間的縫隙中的熱交換氣體，在其泄漏量不會(huì)超出安全閾值的前提下，能夠與被加工工件21的邊緣區(qū)域進(jìn)行熱交換，從而可以改善被加工工件的邊緣區(qū)域的熱交換效果。進(jìn)而有效控制被加工工件21邊緣的溫度。
[0050]在本實(shí)施例中，在夾持裝置26與托盤20之間以及托盤20與被加工工件21之間均采用靜電引力的方式固定在一起。具體地，如圖7A所示，為圖6中等離子體加工設(shè)備的一種夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。夾持裝置26包括靜電卡盤和直流電源，其中，靜電卡盤包括卡盤本體，該卡盤本體采用導(dǎo)電材料制作，并在導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，導(dǎo)電材料作為卡盤本體的電極，并接地；托盤20采用導(dǎo)電材料制作，并在導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，以保證托盤20不被反應(yīng)腔室100內(nèi)的等離子體刻蝕；導(dǎo)電材料作為托盤電極，且與直流電源電連接，在接通直流電源后，托盤20和卡盤本體之間以及托盤20和被加工工件21之間均產(chǎn)生靜電吸附力，即，在托盤20和卡盤本體之間產(chǎn)生靜電吸附力以及在托盤20和被加工工件21之間產(chǎn)生靜電吸附力，從而實(shí)現(xiàn)卡盤本體將托盤20吸附在其上表面的同時(shí)，使托盤20將被加工工件21吸附在其裝片位201上。
[0051]在實(shí)際應(yīng)用中，卡盤本體也可以采用絕緣材料制作，并在絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)卡盤電極，類似地，托盤20也可以采用絕緣材料制作，并在絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極。
[0052]需要說(shuō)明的是，雖然在本實(shí)施例中，在夾持裝置26與托盤20之間以及托盤20與被加工工件21之間均采用靜電引力的方式固定在一起，但是本發(fā)明并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以僅在托盤與被加工工件之間采用靜電引力的方式固定在一起，而在夾持裝置與托盤之間采用機(jī)械固定的方式固定在一起，具體地，如圖7B所示，夾持裝置包括機(jī)械卡盤和直流電源。其中，機(jī)械卡盤采用機(jī)械固定的方式將托盤20固定在其上表面,例如,機(jī)械卡盤可以包括用于承載被加工工件的基座，以及用于將被加工工件固定在該基座上的諸如機(jī)械夾具、壓環(huán)等的工裝；托盤20采用導(dǎo)電材料制作，并在導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，導(dǎo)電材料作為托盤電極，且與直流電源電連接；在接通直流電源后，在托盤20和被加工工件21之間會(huì)產(chǎn)生靜電引力，從而實(shí)現(xiàn)將被加工工件21固定在托盤的裝片位201上。容易理解，托盤20也可以采用絕緣材料制作，并在絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極。
[0053]此外，在實(shí)際應(yīng)用中，在托盤與被加工工件之間還可以采用機(jī)械固定等的方式固定在一起，事實(shí)上，無(wú)需限制托盤的固定方式，只要托盤能夠?qū)⒈患庸すぜ潭ㄔ谄渖媳砻嫔霞纯伞?br> [0054]圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖8，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備與第一實(shí)施例相比，同樣包括反應(yīng)腔室100、氣源28、位于反應(yīng)腔室100內(nèi)的夾持裝置26、置于該夾持裝置26上的托盤20以及壓力流量控制器43和質(zhì)量流量控制器44。由于上述裝置或設(shè)備的功能和連接關(guān)系在第一實(shí)施例中已有了詳細(xì)地描述，在此不再贅述。下面僅對(duì)本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0055]具體地，在本實(shí)施例中，氣源還包括第一氣源45和第二氣源46，并且，在夾持裝置26內(nèi)同樣設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路41和第二氣路42,第一氣路41的輸出端延伸至夾持裝置26的上表面，且單獨(dú)與中間進(jìn)氣通道相連通；第一氣路41的輸入端與第一氣源45相連通；第二氣路42的輸出端延伸至夾持裝置26的上表面，且單獨(dú)與邊緣進(jìn)氣通道相連通；第二氣路42的輸入端與第二氣源46相連通，在進(jìn)行工藝的過(guò)程中，第一氣源45經(jīng)由第一氣路41單獨(dú)向中間進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體；第二氣源46經(jīng)由第二氣路42單獨(dú)向邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0056]圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖9，本發(fā)明第三實(shí)施例提供的等離子體加工設(shè)備與第二實(shí)施例相比，同樣包括反應(yīng)腔室100、氣源、位于反應(yīng)腔室100內(nèi)的夾持裝置26，以及置于該夾持裝置26上的托盤20。由于上述裝置或設(shè)備的功能和連接關(guān)系在第一、第二實(shí)施例中已有了詳細(xì)地描述，在此不再贅述。下面僅對(duì)本實(shí)施例與第一、第二實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0057]具體地，在本實(shí)施例中，在夾持裝置26內(nèi)設(shè)置有氣路27，氣路27的輸出端延伸至夾持裝置26的上表面，且分別與中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道相連通；氣路27的輸入端與氣源28相連通；氣源28經(jīng)由氣路27同時(shí)向中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
[0058]需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以在本實(shí)施例中的等離子體加工設(shè)備中設(shè)置壓力流量控制器或質(zhì)量流量控制器，以在整體上調(diào)節(jié)流經(jīng)中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量。
[0059]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種托盤，用于承載被加工工件，并借助熱交換氣體對(duì)被加工工件的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述托盤包括多個(gè)裝片位，所述被加工工件一一對(duì)應(yīng)地置于所述裝片位上，并且，在每個(gè)所述裝片位上設(shè)置有進(jìn)氣通道，熱交換氣體經(jīng)由所述進(jìn)氣通道流入所述裝片位和與之對(duì)應(yīng)的被加工工件的下表面之間的縫隙中；其特征在于，所述進(jìn)氣通道包括邊緣進(jìn)氣通道和中間進(jìn)氣通道，其中 所述邊緣進(jìn)氣通道設(shè)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(shè)置的多個(gè)邊緣進(jìn)氣孔組成； 所述中間進(jìn)氣通道設(shè)置在所述裝片位上，且位于所述邊緣進(jìn)氣通道與所述裝片位的中心之間，并且所述中間進(jìn)氣通道包括多個(gè)中間進(jìn)氣孔，所述多個(gè)中間進(jìn)氣孔沿所述裝片位的圓周方向間隔設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述邊緣進(jìn)氣孔的直徑小于所述中間進(jìn)氣孔的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的托盤，其特征在于，所述邊緣進(jìn)氣孔的直徑為所述中間進(jìn)氣孔的直徑的三分之一至三分之二之間的數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的托盤，其特征在于，所述中間進(jìn)氣孔的直徑的范圍在0.6 ?Imnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述邊緣進(jìn)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在12?16個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在20?24個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述中間進(jìn)氣通道包括一個(gè)或多個(gè)，多個(gè)所述中間進(jìn)氣通道分別位于所述裝片位的不同半徑的圓周上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的托盤，其特征在于，所述被加工工件的直徑為2寸，所述中間進(jìn)氣通道的數(shù)量為一個(gè)，且組成所述中間進(jìn)氣通道的多個(gè)所述中間進(jìn)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(jìn)氣孔的數(shù)量的范圍在6?10個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述中間進(jìn)氣通道還包括中央進(jìn)氣孔，所述中央進(jìn)氣孔設(shè)置在所述裝片位上，且所述中央進(jìn)氣孔的中心線與所述裝片位的中心線重合。
11.一種等離子體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、氣源、位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的夾持裝置，以及置于所述夾持裝置上的托盤，所述托盤用于承載被加工工件，并借助由所述氣源提供的熱交換氣體對(duì)被加工工件的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；其特征在于，所述托盤采用了權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的托盤。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路和第二氣路，其中 所述第一氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述中間進(jìn)氣通道相連通；所述第一氣路的輸入端與所述氣源相連通； 所述第二氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通；所述第二氣路的輸入端與所述氣源相連通； 所述氣源分別經(jīng)由所述第一氣路和第二氣路同時(shí)向所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述氣源還包括第一氣源和第二氣源，其中 所述第一氣源與所述中間進(jìn)氣通道相連通，用以單獨(dú)向所述中間進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體； 所述第二氣源與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通，用以單獨(dú)向所述邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體；并且 在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有相互獨(dú)立的第一氣路和第二氣路，其中所述第一氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述中間進(jìn)氣通道相連通；所述第一氣路的輸入端與所述第一氣源相連通，所述第一氣源經(jīng)由所述第一氣路單獨(dú)向所述中間進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體； 所述第二氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且單獨(dú)與所述邊緣進(jìn)氣通道相連通;所述第二氣路的輸入端與所述第二氣源相連通，所述第二氣源經(jīng)由所述第二氣路單獨(dú)向所述邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述等離子體加工設(shè)備還包括壓力流量控制器和質(zhì)量流量控制器，其中 所述壓力流量控制器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述中間進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量； 所述質(zhì)量流量控制器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，在所述夾持裝置內(nèi)設(shè)置有氣路，所述氣路的輸出端延伸至所述夾持裝置的上表面，且分別與所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道相連通；所述氣路的輸入端與所述氣源相連通，所述氣源經(jīng)由所述氣路同時(shí)向所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道輸送熱交換氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述等離子體加工設(shè)備還包括壓力流量控制器或質(zhì)量流量控制器，用以在整體上調(diào)節(jié)流經(jīng)所述中間進(jìn)氣通道和邊緣進(jìn)氣通道的熱交換氣體的氣流量。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括機(jī)械卡盤和直流電源，其中 所述機(jī)械卡盤采用機(jī)械固定的方式將所述托盤固定在其上表面； 所述直流電源用于向所述托盤供電，以使所述托盤采用靜電引力的方式將所述被加工工件固定在其裝片位上；并且 所述托盤采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為托盤電極；所述托盤電極與所述直流電源電連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括機(jī)械卡盤和直流電源，其中 所述機(jī)械卡盤采用機(jī)械固定的方式將所述托盤固定在其上表面； 所述直流電源用于向所述托盤供電，以使所述托盤采用靜電引力的方式將所述被加工工件固定在其裝片位上；并且 所述托盤采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極，所述托盤電極采用導(dǎo)電材料制作，且與所述直流電源電連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括靜電卡盤和直流電源，其中 所述靜電卡盤包括卡盤本體，所述卡盤本體采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為卡盤本體的電極；并且 所述托盤采用導(dǎo)電材料制作，并在所述導(dǎo)電材料的表面包覆絕緣材料，所述導(dǎo)電材料作為托盤電極；所述托盤電極與所述直流電源電連接，所述卡盤本體的電極接地，以使所述托盤和所述卡盤之間以及所述托盤和所述晶片之間均產(chǎn)生靜電吸附力。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體加工設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括靜電卡盤和直流電源，其中 所述靜電卡盤包括卡盤本體，所述卡盤本體采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)卡盤電極，所述卡盤電極采用導(dǎo)電材料制作；并且 所述托盤采用絕緣材料制作，并在所述絕緣材料內(nèi)部埋設(shè)托盤電極，所述托盤電極采用導(dǎo)電材料制作，且與所述直流電源電連接，所述卡盤本體的電極接地，以使所述托盤和所述卡盤之間以及所述托盤和所述晶片之間均產(chǎn)生靜電吸附力。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK104134624SQ201310158104
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】張寶輝, 李東三, 劉利堅(jiān), 欒大為, 高福寶, 楊智慧, 李宗興 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司