承载装置及反应腔室的制作方法

文档序号:15939779发布日期:2018-11-14 02:58阅读:193来源:国知局

本发明属于微电子加工技术领域,具体涉及一种承载装置及反应腔室。

背景技术

目前,等离子体设备中,通常使用静电卡盘(electrostaticchuck,简写为esc)来替代原有的机械卡盘来实现工艺过程中晶片的夹持。esc中包含正负两极,分成两个半圆对称布置于静电卡盘夹层中,其中,正极上积聚大量正电荷,导致晶片下表面靠近正极的部分积聚大量负电荷,由于电荷异性相吸,产生库伦力即为静电卡盘的静电力;负极同理,不再详述。

在等离子体设备中,常常使用射频方法获取等离子体。该方法在成功获取等离子体的同时,会导致腔室中的晶片上产生一定电压,在这种情况下,会导致晶片表面的静电力不均衡。此时,需要测量wafer表面的实际电位,用以判断实际电位偏离零点的数值,从而调节静电卡盘的正负极的电位以获取均匀的静电力。

图1为现有技术中测量晶片表面电位的示意图,请参阅图1,静电卡盘10中设置有两个电极101和102,两个电极101和102对应两个端子11和12相连,两个端子11和12各自通过电容与射频电源相连,而且通过低通滤波器和直流电源相连;另外,两个端子11和12与检测电路13相连;检测电路13的工作原理如图2所示,电极101对应的端子11上信号(为带有偏压信息的射频信号)依次输入信号采集电路14、峰值检测电路15最终得到一直流信号;同理,电极102对应的端子12上信号(为带有偏压信息的射频信号)依次输入信号采集电路16、峰值检测电路17最终得到一直流信号,峰值检测电路15和峰值检测电路17分别检测信号的正半周和负半周,最后将峰值检测电路15和峰值检测电路17输出的信号通过加法器18进行相加后得到晶片的电压,该电压可以输入至静电卡盘的直流电源,以便于调整向静电卡盘的正负极加载的电位。

然而,采用方式检测晶片的电压在工艺实际应用过程中存在以下问题:上述方法是采用间接的方式检测晶片的电压,不仅准确度不高,而且实现难度较大、操作复杂,且直观性差。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种承载装置及反应腔室,可直接检测晶片电压,不仅检测精度高,而且实现较简单和容易。

为解决上述问题之一,本发明提供了一种承载装置,用于承载晶片,在所述承载装置的承载面上设置有沟槽;在所述承载装置内还设置有与所述沟槽连通的竖直通道;在所述沟槽的边沿位置处设置有第一导电膜,所述第一导电膜用于与所述晶片相接触;在所述沟槽内设置有电连接所述第一导电膜的第一导电体;所述竖直通道内设置有第二导电体,所述第一导电体和所述第二导电体相连,所述第二导电体作为检测所述晶片电压的输出端。

优选地,所述竖直通道对应所述晶片的中心位置设置;所述沟槽的数量为多个,且所述第一导电膜和所述第一导电体均与所述沟槽一一对应;多个所述沟槽的一端均与所述竖直通道相连,另一端沿不同方向朝所述承载装置的外沿延伸设置。

优选地,多个所述沟槽沿所述竖直通道的周向间隔且均匀分布设置。

优选地,多个所述第一导电膜在同一圆周方向上且间隔设置。

优选地,所述第一导电体为形成在所述沟槽的侧壁和底壁的第二导电膜。

优选地,所述第二导电体包括位于所述竖直通道内壁由上至下叠置的第三导电膜和导电气管,所述导电气管作为检测所述晶片电压的输出端。

优选地,所述第一导电膜、所述第二导电膜和第三导电膜均采用物理气相沉积的方式形成。

优选地,所述第一导电膜包括两个子导电膜,两个所述子导电膜分别位于所述沟槽两侧的边沿位置。

优选地,在所述第一导电膜和所述承载装置的承载面之间还设置有绝缘隔垫物。

优选地,所述第一导电膜设置在所述沟槽长度方向的局部位置。

优选地,所述竖直通道还与气源相连通,以使所述气源提供的气体经由所述竖直通道、所述沟槽背吹所述晶片。

本发明还提供一种反应腔室,包括承载装置、进气装置和等离子体产生装置,所述承载装置设置在反应腔室内,用于承载晶片,所述进气装置用于向反应腔室内输送工艺气体,所述等离子体产生装置用于将反应腔室内的气体激发形成等离子体,所述承载装置采用本发明上述提供的承载装置。

本发明具有以下有益效果:

本发明中,第一导电膜与晶片相接触,第一导电膜、第一导电体和第二导电体依次电连接,第二导电体距离晶片最远,作为检测晶片电压的输出端,也即,第二导电体可与电子器件相连,以检测晶片的电压,因此,本发明提供了一种可直接检测晶片电压的结构,这相对现有技术而言,不需要电位测量仪器做过多的分析,直接读出第二导电体上的电位即可,这样,不仅检测精度高,而且实现较简单和容易。

附图说明

图1为现有技术中测量晶片表面电位的示意图;

图2为图1中的检测电路的原理图;

图3为本发明实施例提供的承载装置的俯视图;

图4为沿图3中a-a线的剖视图;

图5为沿图3中b-b线的剖视图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图来对本发明提供的一种承载装置及反应腔室进行详细描述。

实施例1

图3为本发明实施例提供的承载装置的俯视图;图4为沿图3中a-a线的剖视图;图5为沿图3中b-b线的剖视图;请一并参阅图3-图5,本发明实施例提供的承载装置,用于承载晶片,在承载装置的承载面上设置有沟槽20;在承载装置内还设置有与沟槽20连通的竖直通道30;在沟槽30的边沿位置处设置有第一导电膜40,第一导电膜40用于与晶片相接触;在沟槽30内设置有电连接第一导电膜40的第一导电体50;竖直通道30内设置有第二导电体60,第一导电体50和第二导电体60相连,第二导电体60作为检测晶片电压的输出端。

从图3-图5可知:第一导电膜40与晶片相接触,第一导电膜40、第一导电体50和第二导电体60依次电连接,第二导电体60距离晶片最远,作为检测晶片电压的输出端,也即,第二导电体60可与电子器件相连,以检测晶片的电压。

由上可知,本发明实施例提供一种可直接检测晶片电压的结构,这相对现有技术而言,不需要电位测量仪器做过多的分析,直接读出第二导电体60上的电位即可,这样,不仅检测精度高,而且实现较简单和容易。

另外,在本实施例中,优选地,竖直通道30还与气源相连通,以使气源提供的气体经由竖直通道30、沟槽20背吹晶片借助该气体可以实现晶片、承载装置和气体之间的热交换,从而实现对晶片的温度控制。可以理解,本发明中,在该热交换结构的基础上进行改进可以直接检测晶片的电位。

在本实施例中,优选地,竖直通道30对应承载装置上晶片的中心位置设置;沟槽20的数量为多个,第一导电膜40和第一导电体50均与沟槽20一一对应,如图3所示,沟槽20的数量为6个,第一导电膜40和第一导电体50的数量也均为5个;多个沟槽20的一端均与竖直通道30相连,另一端沿不同方向朝承载装置的外沿延伸设置。采用这种方式,可使气体沿沟槽20在不同方向上朝晶片背吹,有利于改善晶片的温度均匀性。

进一步优选地,多个沟槽20沿竖直通道30的周向间隔且均匀分布设置,如图3所示,6个所述沟槽20分别以竖直通道30中心对称设置,这样,可以更有利于改善基片的温度均匀性。

更进一步优选地,如图5所示,在每个沟槽20的边沿位置处设置有所述第一导电膜40,每个沟槽20内设置有电连接第一导电膜40的第一导电体50;所有的第一导电体50均与第二导电体60相连,也就是说,本发明实施例提供的承载装置中,多个第一导电膜40、多个第一导电体50与同一个第二导电体60相连,这样,存在以下有益效果:第一,由于各个沟槽20内均设置有第一导电体50,因此,各个沟槽的气道截面积相同,即气体流阻均等,故,有利于晶片的温度均匀性;第二,借助在不同方向的多个第一导电膜40可以晶片不同方向的多个位置相接触,即检测晶片多个位置的电压,最终通过第二导电体60可以获得多个位置的电压的矢量和,这样能更好地体现出晶片整体的电压,从而有利于测得的电压的准确性。

再更进一步优选地,如图3所示,多多个第一导电膜40在同一圆周方向上且间隔设置,即,多个第一导电膜40断连设置。当然,在实际应用中,多个第一导电膜40可以相互依次串接形成环形结构(即,串联方式),采用断连方式相对串联方式而言,在承载装置加载射频电源以产生射频偏压的情况下,可以有效减小第一导电膜40感应射频信号的现象,从而有利于提高检测准确度。另外,借助同一圆周向上的多个间隔且均匀分布的多个第一导电膜40,可获得晶片的同一圆周上间隔且均匀分布的多个位置的电压,基于该多个矢量和能够进一步体现晶片整体的电压,从而更有利于测得的电压的准确性。

在本实施例中,第一导电体50为形成在沟槽20的侧壁和底壁的第二导电膜。

另外,在本实施例中,优选地,第二导电体60包括位于竖直通道30内由上至下叠置的第三导电膜601和导电气管602;导电气管602的外壁套置在竖直通道30的内壁上,并且,导电气管602的管路作为气体流动的通道;第三导电膜601位于竖直通道30的内壁上且与导电气管602的上端面以及第二导电体相连。可以理解,借助该结构的第二导电体60,可以提高第二导电体60的可靠性,而且便于制备。

进一步优选地,第一导电膜40、第二导电膜和第三导电膜60采用物理气相沉积的方式形成,制备过程较简单。当然,本发明并不局限于此,在实际应用中,还可以采用其他方式进行形成,在此不一一列举。

另外,优选地,第一导电膜40包括两个子导电膜401和402,两个子导电膜401和402分别位于沟槽20两侧的边沿位置,如图3所示,这样,可以增加第一导电膜40与晶片的接触面积,且能够很好地经由第一导电体50传导出去。

还优选地,如图4所示,在第一导电膜40和承载装置的上表面之间还设置有绝缘隔垫物70,在此情况下,第一导电膜40与第一导电体50在绝缘隔垫物70的内端电连接;内端是指朝向沟槽20的一端,如图3所示,用于将第一导电膜40垫高,以使第一导电膜40与晶片很好地接触。

本实施例中,承载装置可以为但不限于静电卡盘,即采用静电吸附的方式固定晶片。

另外,第一导电膜40设置在沟槽20长度方向l的局部位置,如图3所示,这样,可以在承载装置为静电卡盘的情况下减少对静电吸附固定的影响。

实施例2

本发明还提供一种反应腔室,包括承载装置、进气装置和等离子体产生装置,所述承载装置设置在反应腔室内,用于承载晶片,所述进气装置用于向反应腔室内输送工艺气体,所述等离子体产生装置用于将反应腔室内的气体激发形成等离子体,承载装置包括上述实施例1提供的承载装置。

本发明实施例提供的反应腔室,由于采用上述实施例提供的承载装置,因此,基于该承载装置来准确地检测出晶片上的电压,基于该电压可以提高工艺质量。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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