本實用新型涉及一種雙區(qū)加熱的等離子增強化學氣相沉積腔體晶圓基座，屬于半導體芯片生產(chǎn)設備的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著半導體芯片制造技術(shù)的發(fā)展，300mm直徑尺寸晶圓的芯片制造已經(jīng)成為當今半導體芯片制造業(yè)的主流。在芯片制造過程中，等離子增強化學氣相沉積（PECVD）技術(shù)被廣泛應用于硅的氧化物、氮化物和多晶硅等薄膜的沉積工藝。300mm的晶圓尺寸較大，在等離子增強化學氣相沉積過程中，晶圓表面中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的薄膜沉積速率會有差異，而造成整片晶圓薄膜厚度的均勻性下降。薄膜厚度的均勻性差會影響后續(xù)工藝的生產(chǎn)，嚴重時會造成晶圓報廢。目前傳統(tǒng)的300mm等離子增強化學氣相沉積設備的腔體晶圓基座（Heater）普遍采用單區(qū)加熱溫控，無法通過改變晶圓基座不同區(qū)域的溫度來調(diào)節(jié)薄膜沉積速率和改善厚度的均勻性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型設計的雙區(qū)加熱的腔體晶圓基座（Dual Zone Heater）是在傳統(tǒng)的腔體晶圓基座技術(shù)的基礎上引入了雙區(qū)加熱溫控技術(shù)，可以獨立加熱腔體晶圓基座中心區(qū)域和邊緣區(qū)域。

具體結(jié)構(gòu)為：包括基座主體，所述基座主體上設置晶圓凹槽，其特征在于：晶圓凹槽分為中心區(qū)域和邊緣區(qū)域兩部分，中心區(qū)域和邊緣區(qū)域采用兩套內(nèi)嵌加熱元件及溫度傳感器來獨立加熱，中心區(qū)域位置設置中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件，中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件連接中心區(qū)域加熱元件電源線和中心區(qū)域熱電偶溫度傳感器，邊緣區(qū)域位置設置邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件，邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件連接邊緣區(qū)域加熱元件電源線和邊緣區(qū)域熱電偶溫度傳感器。

以基座主體的中心為圓心，直徑150~250mm的區(qū)域為中心區(qū)域，以晶圓凹槽的外緣為基準，向內(nèi)側(cè)延伸25~75mm的圓環(huán)區(qū)域為邊緣區(qū)域。

所述基座主體內(nèi)設置內(nèi)嵌接地電極，所述基座主體的下方設置接地，所述基座主體的下方設置真空密封。

有益效果：在等離子增強化學氣相沉積工藝過程中，反應氣體通入真空條件下的腔體內(nèi)，在射頻（RF）的作用下氣體分子電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有的諸多高活性化學基團擴散并吸附在晶圓表面發(fā)生一系列反應，形成固態(tài)薄膜。薄膜的沉積速率受晶圓表面沉積溫度的影響。

傳統(tǒng)的晶圓基座（Heater）只含有一套內(nèi)嵌入的加熱組件，沉積過程中晶圓表面各區(qū)域只能控制在同一個溫度。本實用新型設計的雙區(qū)加熱的腔體晶圓基座（Dual Zone Heater）采用兩套內(nèi)嵌入的加熱組件，可以獨立加熱晶圓表面中心區(qū)域和邊緣區(qū)域。通過對兩個區(qū)域溫度的獨立控制，起到減少兩個區(qū)域晶圓表面薄膜的沉積速率的差異，從而改善300mm晶圓薄膜沉積厚度的均勻性，達到提高產(chǎn)品良率的作用。

附圖說明

圖1本實用新型設計的一種雙區(qū)加熱的等離子增強化學氣相沉積腔體晶圓基座（Dual Zone Heater）的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中0-邊緣區(qū)域，01-中心區(qū)域，1-基座主體，2-內(nèi)嵌接地電極，3-晶圓凹槽，4-中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件，5-邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件，6-真空密封，7-中心區(qū)域加熱元件電源線，8-邊緣區(qū)域加熱元件電源線，9-中心區(qū)域熱電偶溫度傳感器，10-邊緣區(qū)域熱電偶溫度傳感器，11-接地。

具體實施方式

本實用新型設計的一種雙區(qū)加熱的等離子增強化學氣相沉積腔體晶圓基座（Dual Zone Heater），采用兩套內(nèi)嵌加熱組件用來獨立加熱晶圓基座中心區(qū)域01和邊緣區(qū)域0。如圖1所示，腔體晶圓基座分為中心區(qū)域01和邊緣區(qū)域0，中心區(qū)域01的加熱組件由中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件4、中心區(qū)域加熱元件電源線7和中心區(qū)域熱電偶溫度傳感器9組成，邊緣區(qū)域0的加熱組件由邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件5、邊緣區(qū)域加熱元件電源線8和邊緣區(qū)域熱電偶溫度傳感器10組成。中心區(qū)域01和邊緣區(qū)域0的晶圓基座溫度可以由上述兩套加熱組件結(jié)合外圍的溫度控制器獨立控制。

本實用新型設計的一種雙區(qū)加熱的等離子增強化學氣相沉積腔體晶圓基座（Dual Zone Heater），應用于300mm尺寸晶圓的等離子增強化學氣相沉積（PECVD）設備，以基座主體1中心為圓心，直徑150~250mm的區(qū)域定義為中心區(qū)域01；加熱組件由中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件4、中心區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件電源線7和中心區(qū)域熱電偶溫度傳感器9組成。以晶圓凹槽3外緣為基準，向內(nèi)側(cè)延伸25~75mm的圓環(huán)區(qū)域定義為邊緣區(qū)域0；加熱組件由邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件5、邊緣區(qū)域內(nèi)嵌加熱元件電源線8和邊緣區(qū)域熱電偶溫度傳感器10組成。

由上述可知，本實用新型設計的雙區(qū)加熱的等離子增強化學氣相沉積腔體晶圓基座（Dual Zone Heater），可以通過獨立調(diào)控腔體晶圓基座不同區(qū)域的溫度來改善300mm尺寸晶圓在等離子增強化學氣相沉積（PECVD）工藝中薄膜沉積的均勻性，從而提高產(chǎn)品的良率。