[发明专利]一种用于冷却静电吸盘的供气装置及供气方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于冷却静电吸盘的供气装置及供气方法。

背景技术

如图1所示是现有一种真空处理室10的结构示意图。工艺气体40从顶部进入真空处理室10内，对基片30的表面进行刻蚀、薄膜沉积或其他的一些处理。该真空处理室10内的底部设置有静电吸盘20，在处理过程中用来对放置于该静电吸盘20上的基片30进行固定支持。氦气60作为冷却气体，先经由静电吸盘20中开设的若干气体通道50，从下方穿过该静电吸盘20到达其顶面，再经由基片30背面与静电吸盘20顶面之间的间隙流过整个基片30的背面进行传热，以实现对基片30的冷却。然而，氦气60会在基片30的边缘发生泄漏，并与工艺气体40进行混合（标号70所示为气体的混合区域），从而使得基片30边缘的反应条件被改变，导致基片30中心与边缘区域制成后的效果不一致。

目前的解决方案是使静电吸盘20的直径略小于其上面所放基片30的直径，让基片30能够完全覆盖住静电吸盘20，从而将氦气60和工艺气体40的混合区域限制在基片30的下方。但是，为了在基片30上得到更好的温度分布，增大静电吸盘的尺寸是必然趋势，上述的解决方案却与之背道而驰。因此，在这种情况下，亟需一种新的静电吸盘及供气方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供气装置，并改变其中冷却气体的供气方法，在大尺寸静电吸盘中使用工艺气体代替或部分代替氦气作为冷却气体，来避免基片边缘气体混合导致反应条件发生改变的实施方案中，通过增大向基片边缘输送工艺气体时的压力，来弥补工艺气体导热效率低于氦气的不足，来确保对基片的冷却效果。

为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是提供一种用于冷却静电吸盘的供气装置，所述静电吸盘位于真空处理室内的底部，对放置在该静电吸盘上的基片进行固定支持；

所述供气装置包含有第一气路和第二气路；所述第一气路将具有第二压力的第一工艺气体输送到真空处理室内，来对基片表面进行反应处理；

所述静电吸盘中开设有若干气体通道；所述第二气路将具有第一压力的第二工艺气体作为冷却气体，至少输送到位于静电吸盘边缘的相应气体通道中，使得所述第二工艺气体能够流入基片背面与静电吸盘顶面之间的空隙，以便于对基片进行传热冷却；

其中，所述第二工艺气体是只包含所述第一工艺气体成分的反应气体或者是所述反应气体与稀释气体的混合气体；并且，所述第二工艺气体具有的第一压力高于所述第一工艺气体具有的第二压力。

优选地，所述第一气路设有前段管路，将具有第一压力的反应气体输送到分流器，由分流器转换形成一路具有第二压力的所述第一工艺气体；所述第一气路还设有后段管路，将所述第一工艺气体输送到所述真空处理室内；

所述第二气路连接至所述第一气路的前段管路，以便于将从所述反应气体中分出一路具有第一压力的气体作为所述第二工艺气体，并通过所述第二气路输送到静电吸盘。

优选地，通过一个旁支气路连接至所述第二气路，向经由所述第二气路输送的一路反应气体中混入少量稀释气体后的气体作为所述第二工艺气体。

优选地，所述稀释气体是惰性气体或活性气体。

优选地，所述惰性气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氮气中的任意一种或其任意组合。

优选地，所述活性气体是含氧气体。

优选地，所述第二气路上设置有对所述第二工艺气体输送时的压力或流量进一步进行控制调节的装置。

优选的实施例中，所述静电吸盘直径等于或大于基片的直径；

所述静电吸盘设有中心区域，以及围绕着所述中心区域的边缘区域；所述静电吸盘的气体通道中，包含位于中心区域的若干组第一通道，和位于边缘区域的若干组第二通道；

所述第二通道将所述第二工艺气体输送至基片背面的边缘位置，并且所述第一通道将氦气输送至基片背面的中心位置来进行传热冷却；或者，所述第一通道和第二通道都输送所述第二工艺气体，以便于对基片的整个背面进行传热冷却。

优选地，通过第二通道输送所述第二工艺气体时的气体压力，大于通过第一通道输送氦气时的气体压力。

本发明的一个优选实施例中提供一种用于冷却静电吸盘的供气装置，所述静电吸盘位于真空处理室内的底部，对放置在该静电吸盘上的基片进行固定支持；