一种稳流室空腔可控温基体托架结构的制作方法

本发明涉及一种稳流室空腔可控温基体托架结构，属于半导体薄膜沉积应用及制造技术领域。

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，所以加热盘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，加热盘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。如果晶圆和加热盘的温度升温过快，晶圆和加热盘的温度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加热盘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加热盘上，通过控制加热盘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加热盘上，加热盘与晶圆间需要通入一层导热介质，以便加热盘与晶圆间快速的进 行热交换，同时能更好的改善晶圆温度的均匀性。

技术实现要素：

本发明以解决上述问题为目的，提供了一种稳流室空腔可控温基体托架结构，该结构具有媒介通道和热传导气体通道，采用媒介质进行冷却和加热进而控制基体托架的温度。本发明通过不同温度的循环媒介的自动调节控温，可以实现基体托架温度的自动调节，能够精确地控制基体托架的温度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种稳流室空腔可控温基体托架结构，该基体托架结构包括基体托架上盘体，陶瓷柱，稳流板，基体托架下盘体，固定螺母；所述基体托架上盘体上设有陶瓷柱孔和多个热传导气体孔，基体托架上盘体的下盘面边缘设有凸台A，陶瓷柱孔边缘设有凸台B，每个热传导气体孔边缘设有凸台C，基体托架上盘体的下盘面中央位置设有凸台D，所述凸台D处设有上盘体媒介进口端，上盘体媒介出口端与热电偶孔；稳流板上设有稳流板陶瓷柱孔，多个气体通孔，稳流板媒介进口，稳流板媒介出口与稳流板热电偶孔；基体托架下盘体上设有通孔，基体托架下盘体上盘面的边缘设有凸台E，通孔的边缘设有凸台F，基体托架下盘体上盘面的中央位置设有凸台G，凸台G处设有下盘体媒介进口，下盘体媒介出口，热电偶螺纹孔与热传导气体进气孔；

所述稳流板和基体托架下盘体焊接后中间形成空腔，成为稳流室，然后稳流板再与基体托架上盘体进行焊接，基体托架上盘体与稳流板之间形成热媒介循环空腔，提供热媒介与基体托架热交换场所。 然后将陶瓷柱穿过陶瓷柱孔，稳流板陶瓷柱孔与通孔用所述固定螺母固定。

进一步地，所述凸台A、凸台B、凸台C、凸台D、凸台E、凸台F与凸台G的高度相等。

进一步地，所述热电偶孔、分隔板热电偶孔与热电偶螺纹孔的位置与大小均相互对应。

进一步地，所述陶瓷柱孔、分隔板陶瓷柱孔与通孔的位置与大小均相互对应。

进一步地，所述热传导气体孔与气体通孔的位置相对应。

本发明的有益效果及特点在于：

本发明的可控温基体托架结构采用媒介质进行冷却和加热，利用媒介的循环，对基体托架进行温度的控制，媒介通道分布在加热盘内部。为了更好的控制晶圆的温度，基体托架内部还设有热传导气体通道，能够将晶圆的温度传递给基体托架，能够更有效的控制晶圆的温度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为基体托架上盘体的下盘面的结构示意图；

图3为稳流板的结构示意图；

图4为基体托架下盘体的上盘面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步对本发明进行详细说明，但发明保护内容 不局限于所述实施例：

参照图1-4，一种稳流室空腔可控温基体托架结构，该基体托架结构包括基体托架上盘体1，陶瓷柱2，稳流板3，基体托架下盘体4，固定螺母5；所述基体托架上盘体1上设有陶瓷柱孔9和多个热传导气体孔8，基体托架上盘体1的下盘面边缘设有凸台A21，陶瓷柱孔9边缘设有凸台B22，每个热传导气体孔8边缘设有凸台C23，基体托架上盘体1的下盘面中央位置设有凸台D24，所述凸台D24处设有上盘体媒介进口端10，上盘体媒介出口端11与热电偶孔12；稳流板3上设有稳流板陶瓷柱孔7，多个气体通孔13，稳流板媒介进口14，稳流板媒介出口15与稳流板热电偶孔16；基体托架下盘体4上设有通孔6，基体托架下盘体4上盘面的边缘设有凸台E25，通孔6的边缘设有凸台F26，基体托架下盘体4上盘面的中央位置设有凸台G27，凸台G27处设有下盘体媒介进口17，下盘体媒介出口18，热电偶螺纹孔19与热传导气体进气孔20；

所述稳流板3和基体托架下盘体4焊接后中间形成空腔，成为稳流室，然后稳流板3再与基体托架上盘体1进行焊接，基体托架上盘体1与稳流板3之间形成热媒介循环空腔，提供热媒介与基体托架热交换场所。然后将陶瓷柱2穿过陶瓷柱孔9，稳流板陶瓷柱孔7与通孔6用所述固定螺母5固定。

所述凸台A21、凸台B22、凸台C23、凸台D24、凸台E25、凸台F26与凸台G27的高度相等。

所述热电偶孔12、分隔板热电偶孔16与热电偶螺纹孔20的位 置与大小均相互对应。

所述陶瓷柱孔9、分隔板陶瓷柱孔7与通孔6的位置与大小均相互对应。

所述热传导气体孔与气体通孔的位置相对应。

热媒由基体托架下盘体4的下盘体媒介进口17流入，在热媒循环空腔内循环，使整个基体托架均匀受热，实现对基体托架温度的控制。热传导气体由进气孔进入后，首先在稳流室内流动分配，稳流室的作用是使热传导气体在流出各热传导气体出气孔前压力相等，保证各出气孔出气均匀，然后在经过各热传导气体出气孔流出，在基体托架盘面与晶圆之间形成气体薄膜，进行热量的传输，控制晶圆的温度及保证晶圆温度的均匀性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。