循环媒介自动控温、热传导气体传导温度的晶圆反应台

摘要

本发明属于半导体薄膜沉积应用及制造技术领域，具体涉及一种循环媒介自动控温、热传导气体传导温度的晶圆反应台，所述晶圆反应台通过上台面、稳流板和下台面按顺序焊接，所述上台面和稳流板之间形成媒介循环空腔，所述稳流板和下台面之间形成热传导气体稳流室，从而构成独立的循环媒介通道和热传导气体通道，媒介循环通道利用媒介的循环，对晶圆反应台进行温度的控制，媒介循环通道分布在晶圆反应台内部；热传导气体通道，能够将晶圆的温度传递给晶圆反应台，更有效的控制晶圆的温度。

说明书

技术领域

本发明属于半导体薄膜沉积应用及制造技术领域，具体涉及一种循环媒介自动控温、热传导气体传导温度的晶圆反应台。

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，所以晶圆反应台必需具备加热结构以满足给晶圆预热的目的。多半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，晶圆反应台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。如果晶圆和晶圆反应台的温度升温过快，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晶圆反应台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晶圆反应台上，通过控制晶圆反应台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晶圆反应台上，晶圆反应台与晶圆间需要通入一层导热介质，以便晶圆反应台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,不过，再热传导气体不断的通入过程中，气体会充满晶圆之间。如果气体量过大，晶圆会产生抖动现象。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用媒介质对晶圆反应台进行冷却和加热，利用媒介的循环，对晶圆反应台进行温度的控制，媒介通道分布在晶圆反应台内部；为了更好的控制晶圆的温度，晶圆反应台内部还有热传导气体通道，能够将晶圆的温度传递给晶圆反应台，更有效的控制晶圆的温度。

本发明是这样实现的，提供一种循环媒介自动控温、热传导气体传导温度的晶圆反应台，通过上台面、稳流板和下台面按顺序焊接，上台面和稳流板之间形成媒介循环空腔，稳流板和下台面之间形成热传导气体稳流室，从而构成独立的循环媒介通道和热传导气体通道。

进一步地，循环媒介通过在下台面中心凸台A上设置的下台面媒介进口进入，中心凸台A上表面与稳流板下表面贴合，在稳流板上与下台面媒介进口对应的位置设置稳流板媒介进口，稳流板上表面与所述上台面中心凸台B贴合，中心凸台B上设置有流道型上台面媒介进口，媒介进入媒介循环空腔，在空腔中调节所述晶圆反应台温度。

进一步地，媒介完成对晶圆反应台的控温后，从中心凸台B上设置的流道型上台面媒介出口流出，穿过对应设置在稳流板上的稳流板媒介出口和下台面上的下台面媒介出口，循环出反应台，完成一次对反应台温度的调节。

进一步地，热传导气体通过下台面凸台边缘设置的热传导气体进气孔进入到稳流室中，再通过对应着的稳流板上的气体通孔和上台面上的热传导气体孔形成的通道进入反应腔室，在上台面和反应晶圆之间形成气体薄膜，将晶圆温度传导给上台面。

进一步地，热传导气体过多时，通过上台面上的抽气孔、对应的稳流板上的抽气孔和下台面上的抽气孔形成的密闭通道抽出。

进一步地，上台面下表面设置陶瓷柱孔，连接陶瓷柱，安装反应台时陶瓷柱穿过稳流板上的稳流板陶瓷柱孔和下台面上的通孔，再通过固定螺母固定。

进一步地，上台面热电偶孔、稳流板热电偶孔和下台面上的热电偶螺纹孔对应连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、具有媒介循环通道，利用媒介的循环，对晶圆反应台进行温度的控制，媒介循环通道分布在晶圆反应台内部；

2、具有热传导气体通道，能够将晶圆的温度传递给晶圆反应台，更有效的控制晶圆的温度。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明晶圆反应台爆炸结构示意图；

图2为本发明晶圆反应台上台面结构示意图；

图3为本发明晶圆反应台稳流板结构示意图；

图4为本发明晶圆反应台下台面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1-图4，本发明提供了一种循环媒介自动控温、热传导气体传导温度的晶圆反应台，包括上台面1、稳流板3和下台面4，三者按顺序焊接形成所述晶圆反应台，上台面1和稳流板3之间形成媒介循环空腔，稳流板3和下台面4之间形成热传导气体稳流室，从而构成独立的循环媒介通道和热传导气体通道；所述上台面1、稳流板3和下台面4除了通过焊接外，还通过陶瓷柱2连接，上台面1下表面设置陶瓷柱孔10，连接陶瓷柱2，安装反应台时陶瓷柱2穿过稳流板3上的稳流板陶瓷柱孔7和下台面上的通孔6，再通过固定螺母5固定；上台面上的热电偶孔13、稳流板热电偶孔17和下台面上的热电偶螺纹孔22对应连接。

利用热媒介对晶圆反应台温度进行调节时，循环媒介通过在下台面4中心凸台A上设置的下台面媒介进口19进入，中心凸台A上表面与稳流板下表面贴合，在稳流板上与下台面媒介进口19对应的位置设置稳流板媒介进口15，稳流板上表面与所述上台面中心凸台B贴合，中心凸台B上设置有流道型上台面媒介进口11，媒介进入媒介循环空腔，在空腔中调节所述晶圆反应台温度；媒介完成对晶圆反应台的控温后，从中心凸台B上设置的流道型上台面媒介出口12流出，穿过对应设置在稳流板上的稳流板媒介出口16和下台面上的下台面媒介出口21，循环出反应台，完成一次对反应台温度的调节。

利用热传导气体进行晶圆和晶圆反应台之间温度的传导时，热传导气体通过下台面凸台边缘设置的热传导气体进气孔20进入到稳流室中，再通过对应着的稳流板上的气体通孔14和上台面上的热传导气体孔8形成的通道进入反应腔室，在上台面1上表面和反应晶圆之间形成气体薄膜，将晶圆温度传导给上台面1；热传导气体过多时，通过上台面上的抽气孔9、对应的稳流板上的抽气孔18和下台面上的抽气孔23形成的密闭通道抽出。