本發明屬于半導體薄膜沉積應用及制造技術領域,具體涉及一種循環媒介自動控溫、熱傳導氣體傳導溫度的晶圓反應臺。
背景技術:
半導體設備在進行沉積反應時往往需要使晶圓及腔室加熱或維持在沉積反應所需要的溫度,所以晶圓反應臺必需具備加熱結構以滿足給晶圓預熱的目的。多半半導體薄膜沉積設備,在沉積過程中還會有等離子體參與沉積反應,因等離子體能量的釋放以及化學氣體間反應的能量釋放,晶圓反應臺及晶圓的溫度會隨著射頻及工藝時間的增加溫度會不斷的上升;如果在進行相同溫度下的工藝,需要等待加熱盤降到相同的溫度后才能進行,這樣會耗費大量的時間,設備的產能相對比較低。如果晶圓和晶圓反應臺的溫度升溫過快,會超出薄膜所需承受的溫度,致使薄膜失敗。
為了解決工藝過程中晶圓反應臺溫升過快降溫慢的問題,我們需要有能夠自動調節加熱盤溫度的系統,來保證加熱盤的溫度。為了更好的控制晶圓的溫度,我們需要將晶圓的溫度傳遞到晶圓反應臺上,通過控制晶圓反應臺的溫度來控制晶圓表面的溫度。但半導體薄膜沉積反應多是在真空條件下進行,真空條件熱傳導主要靠輻射,熱傳導效率低,熱量會在晶圓表面聚集。為了更好的將晶圓上的熱量傳遞到晶圓反應臺上,晶圓反應臺與晶圓間需要通入一層導熱介質,以便晶圓反應臺與晶圓間快速的進行熱交換,同時能更好的改善晶圓溫度的均勻性,不過,再熱傳導氣體不斷的通入過程中,氣體會充滿晶圓之間。如果氣體量過大,晶圓會產生抖動現象。
技術實現要素:
為了解決上述問題,本發明采用媒介質對晶圓反應臺進行冷卻和加熱,利用媒介的循環,對晶圓反應臺進行溫度的控制,媒介通道分布在晶圓反應臺內部;為了更好的控制晶圓的溫度,晶圓反應臺內部還有熱傳導氣體通道,能夠將晶圓的溫度傳遞給晶圓反應臺,更有效的控制晶圓的溫度。
本發明是這樣實現的,提供一種循環媒介自動控溫、熱傳導氣體傳導溫度的晶圓反應臺,通過上臺面、穩流板和下臺面按順序焊接,上臺面和穩流板之間形成媒介循環空腔,穩流板和下臺面之間形成熱傳導氣體穩流室,從而構成獨立的循環媒介通道和熱傳導氣體通道。
進一步地,循環媒介通過在下臺面中心凸臺A上設置的下臺面媒介進口進入,中心凸臺A上表面與穩流板下表面貼合,在穩流板上與下臺面媒介進口對應的位置設置穩流板媒介進口,穩流板上表面與所述上臺面中心凸臺B貼合,中心凸臺B上設置有流道型上臺面媒介進口,媒介進入媒介循環空腔,在空腔中調節所述晶圓反應臺溫度。
進一步地,媒介完成對晶圓反應臺的控溫后,從中心凸臺B上設置的流道型上臺面媒介出口流出,穿過對應設置在穩流板上的穩流板媒介出口和下臺面上的下臺面媒介出口,循環出反應臺,完成一次對反應臺溫度的調節。
進一步地,熱傳導氣體通過下臺面凸臺邊緣設置的熱傳導氣體進氣孔進入到穩流室中,再通過對應著的穩流板上的氣體通孔和上臺面上的熱傳導氣體孔形成的通道進入反應腔室,在上臺面和反應晶圓之間形成氣體薄膜,將晶圓溫度傳導給上臺面。
進一步地,熱傳導氣體過多時,通過上臺面上的抽氣孔、對應的穩流板上的抽氣孔和下臺面上的抽氣孔形成的密閉通道抽出。
進一步地,上臺面下表面設置陶瓷柱孔,連接陶瓷柱,安裝反應臺時陶瓷柱穿過穩流板上的穩流板陶瓷柱孔和下臺面上的通孔,再通過固定螺母固定。
進一步地,上臺面熱電偶孔、穩流板熱電偶孔和下臺面上的熱電偶螺紋孔對應連接。
與現有技術相比,本發明的優點在于:
1、具有媒介循環通道,利用媒介的循環,對晶圓反應臺進行溫度的控制,媒介循環通道分布在晶圓反應臺內部;
2、具有熱傳導氣體通道,能夠將晶圓的溫度傳遞給晶圓反應臺,更有效的控制晶圓的溫度。
附圖說明
下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明:
圖1為本發明晶圓反應臺爆炸結構示意圖;
圖2為本發明晶圓反應臺上臺面結構示意圖;
圖3為本發明晶圓反應臺穩流板結構示意圖;
圖4為本發明晶圓反應臺下臺面結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,下面結合附圖和實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明,并不用于限定本發明。
參考圖1-圖4,本發明提供了一種循環媒介自動控溫、熱傳導氣體傳導溫度的晶圓反應臺,包括上臺面1、穩流板3和下臺面4,三者按順序焊接形成所述晶圓反應臺,上臺面1和穩流板3之間形成媒介循環空腔,穩流板3和下臺面4之間形成熱傳導氣體穩流室,從而構成獨立的循環媒介通道和熱傳導氣體通道; 所述上臺面1、穩流板3和下臺面4除了通過焊接外,還通過陶瓷柱2連接,上臺面1下表面設置陶瓷柱孔10,連接陶瓷柱2,安裝反應臺時陶瓷柱2穿過穩流板3上的穩流板陶瓷柱孔7和下臺面上的通孔6,再通過固定螺母5固定;上臺面上的熱電偶孔13、穩流板熱電偶孔17和下臺面上的熱電偶螺紋孔22對應連接。
利用熱媒介對晶圓反應臺溫度進行調節時,循環媒介通過在下臺面4中心凸臺A上設置的下臺面媒介進口19進入,中心凸臺A上表面與穩流板下表面貼合,在穩流板上與下臺面媒介進口19對應的位置設置穩流板媒介進口15,穩流板上表面與所述上臺面中心凸臺B貼合,中心凸臺B上設置有流道型上臺面媒介進口11,媒介進入媒介循環空腔,在空腔中調節所述晶圓反應臺溫度;媒介完成對晶圓反應臺的控溫后,從中心凸臺B上設置的流道型上臺面媒介出口12流出,穿過對應設置在穩流板上的穩流板媒介出口16和下臺面上的下臺面媒介出口21,循環出反應臺,完成一次對反應臺溫度的調節。
利用熱傳導氣體進行晶圓和晶圓反應臺之間溫度的傳導時,熱傳導氣體通過下臺面凸臺邊緣設置的熱傳導氣體進氣孔20進入到穩流室中,再通過對應著的穩流板上的氣體通孔14和上臺面上的熱傳導氣體孔8形成的通道進入反應腔室,在上臺面1上表面和反應晶圓之間形成氣體薄膜,將晶圓溫度傳導給上臺面1;熱傳導氣體過多時,通過上臺面上的抽氣孔9、對應的穩流板上的抽氣孔18和下臺面上的抽氣孔23形成的密閉通道抽出。