[发明专利]控温盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体镀膜设备可控温加热盘结构，其内部包含加热盘媒介通道、热传导气体通道，以实现对晶圆温度的快速、准确、均匀控制。属于半导体薄膜沉积应用及制造技术领域。

背景技术

半导体设备在进行沉积反应时往往需要使晶圆及腔室加热或维持在沉积反应所需要的温度，所以加热盘必需具备加热结构以满足给晶圆预热的目的。大多数半导体薄膜沉积设备，在沉积过程中还会有等离子体参与沉积反应，因等离子体能量的释放以及化学气体间反应的能量释放，加热盘及晶圆的温度会随着射频及工艺时间的增加温度会不断的上升，如果在进行相同温度下的工艺，需要等待加热盘降到相同的温度后才能进行，这样会耗费大量的时间，设备的产能相对比较低。如果晶圆和加热盘的温度升温过快，晶圆和加热盘的温度会超出薄膜所需承受的温度，致使薄膜失败。

为了解决工艺过程中加热盘温升过快降温慢的问题，我们需要有能够自动调节加热盘温度的系统，来保证加热盘的温度。为了更好的控制晶圆的温度，我们需要将晶圆的温度传递到加热盘上，通过控制加热盘的温度来控制晶圆表面的温度。但半导体薄膜沉积反应多是在真空条件下进行，真空条件热传导主要靠辐射，热传导效率低，热量会在晶圆表面聚集。为了更好的将晶圆上的热量传递到加热盘上，加热盘与晶圆间需要通入一层导热介质，以便加热盘与晶圆间快速的进行热交换，同时能更好的改善晶圆温度的均匀性。

发明内容

本发明以解决上述问题为目的，主要解决现有半导体镀膜设备热交换效率及产能较低，晶圆温度不够均匀致使薄膜失败的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：控温盘，主要包括三个部件，即：加热盘上盘体1、加热盘下盘体3及加热盘基座4。各部件之间采用焊接的方式进行连接。本发明采用媒介和热传导气体对加热盘及晶圆进行温度控制。每个部件上有不同的结构，形成加热盘的媒介通道和热传导气体通道，进而控制加热盘的温度。本加热盘采用媒介质进行冷却和加热，利用媒介的循环，对加热盘进行温度的控制，媒介通道分布在加热盘内部。为了更好的控制晶圆的温度，加热盘内部还有热传导气体通道，热传导气体通道距盘面的距离较媒介通道距盘面的距离要大，这样是可以更好地将晶圆上的热量传递到加热盘上。能够更有效的控制晶圆的温度。

本发明的有益效果及特点：

本控温盘结构合理，通过控制媒介的温度实现对加热盘温度的控制。热传导气体进气结构可以使加热盘及晶圆之间快速、均匀的充满导热气体以使得加热盘的温度快速、均匀的传导到晶圆，或是将晶圆的温度迅速的传导至加热盘上导出。可广泛地应用于半导体薄膜沉积技术领域。

附图说明

图1是加热盘结构爆炸图。

图2是加热盘上盘面结构示意图。

图3是加热盘下盘面结构示意图。

图4是加热盘下盘面剖视图。

图中所示：

1、加热盘上盘体；2、陶瓷柱；3、加热盘下盘体；4、加热盘基座；5、通孔；6、热传导气体孔；7、媒介通道；8、陶瓷柱孔；9、热传导气体出气孔；10、媒介进口；11、媒介出口；12、热电偶孔；13、热电偶安装螺纹孔；14、热传导气体分配通道。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例

如图1-4所示，控温盘，主要包括三个部分，即：加热盘上盘体1、加热盘下盘体3及加热盘基座4。

所述加热盘上盘体1的下表面开有媒介通道孔7(媒介通道的布局如图2所示)；所述加热盘上盘体1的下表面还开有米字分布的热传导气体孔6以及一个热电偶孔12；所述加热盘上盘体1的下表面制有陶瓷柱孔8。

所述加热盘下盘体3上设有热传导气体分配通道14，用来分配传导气体，剖面图如图4所示。在热传导气体分配通道14对应的盘面有热传导气体出气孔9，热传导气体出气孔9与热传导气体孔6相对应；在媒介通道7的两端对应的加热盘下盘体3处开有媒介进口10及媒介出口11；在与热电偶孔12位置对应加热盘下盘体3上开有热电偶安装螺纹孔13；与陶瓷柱孔8对应的加热盘下盘体3上开有通孔5。

加热盘基座4的内部开有相应的媒介通道及热电偶安装孔。将陶瓷柱2，安装在陶瓷柱孔8内，陶瓷柱2对应加热盘下盘体3的通孔5，然后将加热盘上盘体1与加热盘下盘体3进行焊接，焊接完成之后再与加热盘基座4进行焊接，完成整个控温盘的加工。