本發(fā)明涉及一種側(cè)抽氣孔式空腔控溫盤(pán)，屬于半導(dǎo)體薄膜沉積應(yīng)用及制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體設(shè)備在進(jìn)行沉積反應(yīng)時(shí)往往需要使晶圓及腔室加熱或維持在沉積反應(yīng)所需要的溫度，所以加熱盤(pán)必需具備加熱結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足給晶圓預(yù)熱的目的。多半半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備，在沉積過(guò)程中還會(huì)有等離子體參與沉積反應(yīng)，因等離子體能量的釋放以及化學(xué)氣體間反應(yīng)的能量釋放，加熱盤(pán)及晶圓的溫度會(huì)隨著射頻及工藝時(shí)間的增加溫度會(huì)不斷的上升；如果在進(jìn)行相同溫度下的工藝，需要等待加熱盤(pán)降到相同的溫度后才能進(jìn)行，這樣會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，設(shè)備的產(chǎn)能相對(duì)比較低。如果晶圓和加熱盤(pán)的溫度升溫過(guò)快，晶圓和加熱盤(pán)的溫度會(huì)超出薄膜所需承受的溫度，致使薄膜失敗。

為了解決工藝過(guò)程中加熱盤(pán)溫升過(guò)快降溫慢的問(wèn)題，需要有能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱盤(pán)溫度的系統(tǒng)，來(lái)保證加熱盤(pán)的溫度。為了更好的控制晶圓的溫度，需要將晶圓的溫度傳遞到加熱盤(pán)上，通過(guò)控制加熱盤(pán)的溫度來(lái)控制晶圓表面的溫度。但半導(dǎo)體薄膜沉積反應(yīng)多是在真空條件下進(jìn)行，真空條件熱傳導(dǎo)主要靠輻射，熱傳導(dǎo)效率低，熱量會(huì)在晶圓表面聚集。為了更好的將晶圓上的熱量傳遞到加熱盤(pán)上，加熱盤(pán)與晶圓間需要通入一層導(dǎo)熱介質(zhì)，以便加熱盤(pán)與晶圓間快速的進(jìn)行熱交換，同時(shí)能更好的改善晶圓溫度的均勻性,不過(guò)，在熱傳導(dǎo)氣體不斷的通入過(guò)程中，氣體會(huì)充滿(mǎn)晶圓之間。如果氣體量過(guò)大，晶圓會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種有效的夠控制晶圓的溫度，還能保證晶圓的穩(wěn)定性的側(cè)抽氣孔式空腔控溫盤(pán)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種側(cè)抽氣孔式空腔控溫盤(pán)，包括上盤(pán)體、下盤(pán)體以及位于上盤(pán)體與下盤(pán)體之間的設(shè)置穩(wěn)流板將孔溫盤(pán)分為上下兩個(gè)腔室，其中上腔室為熱媒循環(huán)空腔，下腔室為穩(wěn)流室，上盤(pán)體上設(shè)置多個(gè)熱傳導(dǎo)氣體孔，每個(gè)熱傳導(dǎo)氣體孔通過(guò)管件通入至穩(wěn)流室內(nèi)，在上盤(pán)體上均勻設(shè)置有抽氣孔通入至穩(wěn)流室內(nèi)，下盤(pán)體上設(shè)置熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔通入至穩(wěn)流室內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述熱傳導(dǎo)氣體孔在上盤(pán)體上以上盤(pán)體圓心為中心向外發(fā)散將上盤(pán)體均勻分為4～8塊。

進(jìn)一步地，上盤(pán)體分成的4～8塊部分上，均設(shè)置一個(gè)抽氣孔。

進(jìn)一步地，上盤(pán)體的下表面的邊緣具有凸臺(tái)，下盤(pán)體的上表面具有凸臺(tái)，下盤(pán)體通過(guò)其自身的凸臺(tái)與穩(wěn)流板焊接后再與上盤(pán)體的凸臺(tái)焊接。

進(jìn)一步地，所述穩(wěn)流板上開(kāi)設(shè)與抽氣孔對(duì)應(yīng)的穩(wěn)流板抽氣孔，穩(wěn)流板對(duì)應(yīng)熱媒循環(huán)空腔的盤(pán)面打孔后透入到穩(wěn)流室，再由穩(wěn)流板的圓柱面沿徑向打孔，與盤(pán)面打的孔交匯，形成直角通道。

進(jìn)一步地，在上盤(pán)體上設(shè)置上盤(pán)體中心凸臺(tái)，所示上盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)上盤(pán)體媒介進(jìn)口端、上盤(pán)體媒介出口端與熱媒循環(huán)空腔相通，在下盤(pán)體上設(shè)置下盤(pán)體中心凸臺(tái)，所示下盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)進(jìn)口通道與出口通道通過(guò)穩(wěn)流板上相應(yīng)的開(kāi)口后分別與上盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)的上盤(pán)體媒介進(jìn)口端與上盤(pán)體媒介出口端相通。

進(jìn)一步地，在所述下盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔。

進(jìn)一步地，所述熱傳導(dǎo)氣體孔成“米”字分布、在“米”字分布的熱傳導(dǎo)氣體孔之間分布有8個(gè)抽氣孔。

進(jìn)一步地，在上盤(pán)體中心凸臺(tái)以及下盤(pán)體中心凸臺(tái)中設(shè)置熱電偶螺紋孔，從控溫盤(pán)外部通過(guò)熱電偶螺紋孔將熱電偶通入至于上盤(pán)體接觸。

進(jìn)一步地，上盤(pán)體、下盤(pán)體以及穩(wěn)流板三者之間通過(guò)陶瓷柱貫穿后通過(guò)固定螺母固定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明控溫盤(pán)采用媒介質(zhì)進(jìn)行冷 卻和加熱，利用媒介的循環(huán)，對(duì)控溫盤(pán)進(jìn)行溫度的控制，媒介通道分布在加熱盤(pán)內(nèi)部。為了更好的控制晶圓的溫度，控溫盤(pán)內(nèi)部還有熱傳導(dǎo)氣體通道，能夠?qū)⒕A的溫度傳遞給加熱盤(pán)，更有效的控制晶圓的溫度。

本發(fā)明設(shè)有抽氣孔，將多余的氣體有抽氣孔抽走，不僅能有效的夠控制晶圓的溫度，還能保證晶圓的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是加熱盤(pán)結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖2加熱盤(pán)上盤(pán)面結(jié)構(gòu)視圖；

圖3加熱盤(pán)穩(wěn)流板結(jié)構(gòu)視圖；

圖4穩(wěn)流板抽氣孔刨面視圖；

圖5加熱盤(pán)熱下盤(pán)結(jié)構(gòu)視圖；

1、上盤(pán)體；2、陶瓷柱；3、穩(wěn)流板；4、下盤(pán)體；5、固定螺母；6、通孔；7、穩(wěn)流板陶瓷柱孔；8、熱傳導(dǎo)氣體孔；9、抽氣孔；10、陶瓷柱孔；11、熱媒通道進(jìn)口端；12、熱媒通道出口端；13、熱電偶孔；14氣體通孔；15、穩(wěn)流板媒介進(jìn)口；16、穩(wěn)流板媒介出口；17、穩(wěn)流板熱電偶孔，18、穩(wěn)流板抽氣孔；19、下盤(pán)體媒介進(jìn)口；20、熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔；21、下盤(pán)體媒介出口；22、熱電偶螺紋孔。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例

參見(jiàn)圖1，一種側(cè)抽氣孔式空腔控溫盤(pán)，主要由五部分組成，控溫盤(pán)上盤(pán)體1；陶瓷柱2；穩(wěn)流板3；下盤(pán)體4；固定螺母5。每個(gè)部分的相應(yīng)特征加工完成之后，在進(jìn)行焊接。完成整個(gè)控溫盤(pán)的加工。具體為：包括上盤(pán)體1、下盤(pán)體4以及位于上盤(pán)體1與下盤(pán)體4之間的設(shè)置穩(wěn)流板3將孔溫盤(pán)分為上下兩 個(gè)腔室，其中上腔室為熱媒循環(huán)空腔，下腔室為穩(wěn)流室，上盤(pán)體1上設(shè)置多個(gè)熱傳導(dǎo)氣體孔8，每個(gè)熱傳導(dǎo)氣體孔8通過(guò)管件通入至穩(wěn)流室內(nèi)，在上盤(pán)體1上均勻設(shè)置有抽氣孔9通入至穩(wěn)流室內(nèi)，下盤(pán)體1上設(shè)置熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔20通入至穩(wěn)流室內(nèi)。上盤(pán)體1、下盤(pán)體4以及穩(wěn)流板3三者之間通過(guò)陶瓷柱2貫穿后設(shè)置的通孔6通過(guò)固定螺母5固定。

參見(jiàn)圖2結(jié)合圖1所示，上盤(pán)體1的下表面的邊緣有一圈凸臺(tái)，上盤(pán)體1的中心位置、熱傳導(dǎo)氣體孔8以中心位置為發(fā)散點(diǎn)將上盤(pán)體分為六個(gè)部分、在六個(gè)部分分布的熱傳導(dǎo)氣體孔8之間分布有6個(gè)抽氣孔9，抽氣孔9的周?chē)型古_(tái)，各凸臺(tái)的高度是相同的。

在中心凸臺(tái)上分別開(kāi)有上盤(pán)體媒介進(jìn)口端11、上盤(pán)體媒介出口端12、熱電偶孔13。上盤(pán)體媒介進(jìn)口端11與上盤(pán)體媒介出口端12與熱媒循環(huán)空腔相通。

參見(jiàn)圖3結(jié)合圖4與圖1，穩(wěn)流板3，分別是與熱傳導(dǎo)氣體孔8對(duì)應(yīng)的氣體通孔14，與熱媒通道進(jìn)口端11、熱媒通道出口端12對(duì)應(yīng)的穩(wěn)流板媒介進(jìn)口15、穩(wěn)流板媒介出口16，與熱電偶孔13對(duì)應(yīng)的穩(wěn)流板熱電偶孔17，以及與上盤(pán)體上的陶瓷柱孔10對(duì)應(yīng)的穩(wěn)流板陶瓷柱孔7，與抽氣孔9對(duì)應(yīng)的穩(wěn)流板抽氣孔18，穩(wěn)流板抽氣孔18的刨面結(jié)構(gòu)如圖4所示，首先由穩(wěn)流板3的盤(pán)面打孔，但不打透，再由穩(wěn)流板3的圓柱面沿徑向打孔，與盤(pán)面打的小孔交匯，形成直角通道。

參見(jiàn)圖5、下盤(pán)體4的盤(pán)面有些凸臺(tái)，目的是為了與穩(wěn)流板3進(jìn)行焊接，在下盤(pán)體表面的邊緣有一圈凸臺(tái)、在下盤(pán)體通孔6的位置周?chē)灿型瑯痈叨鹊耐古_(tái)、在上盤(pán)體1的中心位置仍有相同高度的中心凸臺(tái)，用于與穩(wěn)流板3進(jìn)行密封。在中心凸臺(tái)上分別開(kāi)有下盤(pán)體媒介進(jìn)口19、下盤(pán)體媒介出口21、熱電偶螺紋孔22、熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔20，熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔20通入至穩(wěn)流室內(nèi)，下盤(pán)體媒介進(jìn)口19、下盤(pán)體媒介出口21分別與上盤(pán)體媒介進(jìn)口端11與上盤(pán)體媒介出口端12相通。

在上盤(pán)體上設(shè)置的上盤(pán)體中心凸臺(tái)，上盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)的上盤(pán)體媒介進(jìn)口端11、上盤(pán)體媒介出口端12與熱媒循環(huán)空腔相通，在下盤(pán)體上設(shè)置下盤(pán) 體中心凸臺(tái)，下盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)進(jìn)口通道與出口通道通過(guò)穩(wěn)流板上相應(yīng)的開(kāi)口后分別與上盤(pán)體中心凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)的上盤(pán)體媒介進(jìn)口端與上盤(pán)體媒介出口端相通。

在上盤(pán)體中心凸臺(tái)以及下盤(pán)體中心凸臺(tái)中設(shè)置熱電偶螺紋孔22，從控溫盤(pán)外部通過(guò)熱電偶螺紋孔22將熱電偶通入至于上盤(pán)體接觸，。

加工時(shí)，穩(wěn)流板3和下盤(pán)體4焊接后中間形成空腔，成為穩(wěn)流室，然后在與上盤(pán)體1焊接，上盤(pán)體1與穩(wěn)流板3之間形成熱媒介循環(huán)空腔，提供熱媒介與加熱盤(pán)熱交換場(chǎng)所。然后將陶瓷柱放入上盤(pán)體的陶瓷柱孔用固定螺母固定。完成加工。

使用時(shí)，熱媒由下盤(pán)體媒介進(jìn)口19流入，在熱媒循環(huán)空腔內(nèi)循環(huán)，使整個(gè)加熱盤(pán)均勻受熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱盤(pán)溫度的控制。熱傳導(dǎo)氣體由熱傳導(dǎo)氣體進(jìn)氣孔進(jìn)入后，首先在穩(wěn)流室內(nèi)流動(dòng)分配，穩(wěn)流室的作用是使熱傳導(dǎo)氣體在流出各熱傳導(dǎo)氣體出氣孔前壓力相等，保證個(gè)熱傳導(dǎo)氣體出氣孔出氣均勻，然后在經(jīng)過(guò)各熱傳導(dǎo)氣體出氣孔流出，在加熱盤(pán)盤(pán)面與晶圓之間形成氣體薄膜，進(jìn)行熱量的傳輸，控制晶圓的溫度及保證晶圓溫度的均勻性，多余的氣體經(jīng)過(guò)抽氣孔流出。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。