[发明专利]一种等离子体反应室及其静电夹盘

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工工艺，更具体地说，涉及一种静电夹盘加热方法及系统。

背景技术

在等离子体刻蚀或化学气相沉积等工艺过程中，常采用静电夹盘（Electro Static Chuck，简称ESC）来固定、支撑及传送基片(Wafer)等待加工件。静电夹盘设置于反应腔室中，其采用静电引力的方式，而非机械方式来固定基片，可减少对基片可能的机械损失，并且使静电夹盘与基片完全接触，有利于热传导。

现有的静电夹盘通常包括绝缘层和加热层，绝缘层中设有直流电极，该直流电极通电后对基片施加静电引力；为使静电夹盘具有足够大的升温速度，进而提高基片刻蚀的均匀性，绝缘层下方设置一加热层，加热层中铺设加热丝，用以通过静电夹盘加热基片；加热层下方设置一基座，基座上设有冷却液流道，其注入冷却液对静电夹盘进行冷却。

现有技术中，由于静电夹盘的面积较大，在静电夹盘快速升温的同时，很难保证静电夹盘各区域温度的均一性，不同区域的温度会有较明显的差异甚至形成冷区和热区，导致静电夹盘对基片的加热不均匀，这将对等离子体刻蚀的工艺效果带来不良的影响。现有技术为了解决静电夹盘加热不均匀的技术问题，提出将加热层分区控制的方案，采用将加热层分为若干独立控制的加热区实现对加热区的均匀控制，然而由于相邻加热区之间的接触紧密，导致相邻加热区之间的温度互相干扰，影响不同加热区之间温度的独立控制。

因此，在使静电夹盘快速升温的同时，减少相邻加热区之间的温度互相影响，提供温度均匀的静电夹盘，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子体反应室及其静电夹盘，所述等离子体反应室包括一反应腔室，所述反应腔室下方设置一静电夹盘和支撑所述静电夹盘的基座，所述静电夹盘包括一绝缘层和设置于所述绝缘层下方的加热层，所述加热层包括第一加热区和第二加热区，所述第一加热区和第二加热区内分别设置相互独立的加热丝，所述第一加热区内的加热丝和第二加热区内的加热丝位于不同的平面内。

进一步的，所述加热层还包括第三加热区，所述第三加热区内设置加热丝，所述相邻加热区内的加热丝位于不同平面内。

优选的，所述相邻加热区之间设置绝缘隔板，所述绝缘隔板的高度大于等于零。

优选的，所述绝缘层和所述加热层之间通过硅胶层粘结，所述相邻加热区之间的绝缘隔板为硅胶绝缘隔板，所述硅胶绝缘隔板与所述绝缘层和所述加热层间的硅胶层一体设置。

优选的，所述绝缘隔板末端到所述基座上表面的距离小于所述绝缘隔板两侧加热区内电阻丝到所述基座上表面的距离。

优选的，所述第二加热区环绕所述第一加热区设置，所述第三加热区环绕所述第二加热区设置，所述第二加热区的加热丝位于靠近所述硅胶层的平面内，所述第一加热区和第三加热区的加热丝位于靠近所述基座的平面内。

优选的，所述第二加热区环绕所述第一加热区设置，所述第三加热区环绕所述第二加热区设置，所述第二加热区的加热丝位于靠近所述基座的平面内，所述第一加热区和第三加热区的加热丝位于靠近所述硅胶层的平面内。

优选的，所述每个加热区内设置一测温元件。

优选的，所述的等离子体反应室为电容耦合型等离子体反应室或电感耦合型等离子体反应室。

进一步的，本发明还公开了一种静电卡盘，包括一绝缘层和设置于所述绝缘层下方的加热层，所述加热层包括第一加热区和第二加热区，所述第一加热区和第二加热区内分别设置相互独立的加热丝，所述第一加热区内的加热丝和第二加热区内的加热丝位于不同的平面内。

本发明的优点在于：本发明提供一种等离子体反应室及其静电夹盘，将所述静电夹盘的加热层分为两个或两个以上的加热区，每个加热区包括独立控制的加热丝，通过将相邻加热区的加热丝设置在上下错置的不同平面内，增加了相邻加热丝间的距离，解决了相邻加热丝距离过近造成的局部区域温度过高，且对相邻区域的温度造成影响，不能实现不同加热区的独立控制的问题，提高了静电夹盘的温度均匀性和静电夹盘多个加热区之间的独立控制温度的能力。

附图说明

图1示出本发明等离子体反应室结构示意图；

图2示出本发明所述静电夹盘及其下方基座结构示意图；

图3示出本发明另一实施例所述静电夹盘及其下方基座结构示意图；

图4示出本发明所述静电夹盘的温度控制系统示意图。

具体实施方式