[发明专利]一种半导体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种半导体加工设备。

背景技术

在集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中，通常需要借助半 导体加工设备完成基片等被加工工件的沉积、刻蚀等工艺。

半导体加工设备通常需要在其反应腔室内，借助下电极系统的静 电卡盘承载基片以及对基片进行热交换来控制基片的温度。目前，由 于静电卡盘和基片部分接触，因此，二者之间的传热方式包括接触式 的热传导方式和非接触式的热辐射方式，这使得二者的传热效率较低。 为此，借助常温氦气先吸收静电卡盘的热量，再使其向基片的背面输 送(即向基片背吹氦气)，以使吸收了静电卡盘热量的氦气与基片进 行传热。具体地，下电极系统还包括与常温氦气源连通的背吹气路， 在静电卡盘上的边缘区域沿其周向设置有贯穿其厚度的氦气孔，背吹 管路的出气口与氦气孔相连通，氦气源提供的氦气依次经由背吹管路、 氦气孔输送至静电卡盘上表面和基片下表面之间，即，实现向基片背 吹氦气。

现有技术中，上述背吹管路为普通的气体输送管路，仅通过控制 背吹管路来控制该氦气的流量和压力，来实现向基片背吹常温(约为 24℃)氦气。在实际应用中发现：采用上述背吹管路仍然会存在静电 卡盘和基片之间的传热效率低的问题，特别是，在基片需要较高的工 艺温度时很难实现，并且造成基片的工艺质量差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一 种半导体加工设备，其既可以解决卡盘和基片之间传热效率低的问题， 又可以解决在基片需要升温至较高时常温的氮气容易造成对基片本身 的温度产生影响的问题。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种半导体加工设备，包括 下电极系统，所述下电极系统包括背吹管路和卡盘，所述背吹管路与 热交换媒介源相连通，所述热交换媒介源用于提供热交换媒介，所述 卡盘用于承载基片，所述背吹管路用于向所述卡盘和基片之间输送所 述热交换媒介，在所述背吹管路上设置有加热装置，所述加热装置包 括加热器，所述加热器用于加热所述热交换媒介。

其中，所述加热装置还包括温控器和测温器，所述测温器设置在 所述加热器的下游位置处，用于检测所述背吹管路内输送的热交换媒 介的温度，并将该检测温度发送至温控器；所述温控器用于接收来自 所述测温器的检测温度，并判断该检测温度是否大于目标温度，若是， 控制加热器停止加热；若否，控制加热器继续加热。

其中，所述加热器为电加热器，所述电加热器通过控制开关与所 述电源电连接，所述温控器用于在判断所述检测温度大于所述目标温 度时控制所述控制开关断开，以及在判断所述检测温度不大于目标温 度时控制所述控制开关导通。

其中，所述加热装置还包括过温保护开关，所述过温保护开关设 置在所述背吹管路的外壁上，且串联在所述电源和所述电加热器之间。

其中，在所述背吹管路上还设置有冷却装置，所述冷却装置用于 降低所述背吹管路内输送的热交换媒介的温度。

其中，所述冷却装置包括冷却源和缠绕在所述背吹管路上的冷却 管道，所述冷却源用于向所述冷却管道输送具有预设冷却温度的冷却 媒介。

其中，所述冷却管道和所述加热器并列缠绕在所述背吹管路上。

其中，所述控制开关包括继电器。

其中，所述半导体加工设备还包括上位机，所述上位机用于接收 自其输入端输入的目标温度，并将该目标温度发送至所述温控器。

其中，所述卡盘包括静电卡盘或机械卡盘。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的半导体加工设备，其借助在背吹管路的上设置有加 热装置，借助加热装置中的加热器加热热交换媒介，可以在基片升温 时使加热器加热热交换媒介，加热后的热交换媒介通过卡盘会需要吸 收较少甚至不需要吸收卡盘的热量来用于自身升温，因而可以提高卡 盘与基片之间的传热效率，从而可以提高基片的升温效率，进而可以 提高工艺效率和产能。另外，在基片需要升温至较高温度时，可以借 助加热器将热交换媒介加热至较高温度，这与现有技术相比，可以解 决常温的氮气吸收卡盘的热量不能够快速地升温至较高温度而造成对 基片本身的温度产生影响的问题，因而不仅可以实现基片快速地加热 至较高温度，而且还可以避免对基片本身的温度造成影响，从而可以 避免影响工艺质量。

附图说明