[发明专利]托盘及等离子体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种托盘及等离子体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备是加工半导体器件的常用设备，其在进行诸如刻蚀、溅射和化学气相沉积等工艺过程中，为了提高等离子体加工设备的生产效率，降低生产成本，一般采用尺寸较大的托盘来承载多个被加工工件，并将其同时运送至反应腔室中，从而实现对多个被加工工件同时进行工艺。

图1为现有的等离子体加工设备的结构示意图。如图1所示，等离子体加工设备包括反应腔室1和托盘3。其中，在反应腔室1内设置有基座5，并且在该基座5上固定有静电卡盘4，静电卡盘4用于采用静电引力的方式将承载有多个被加工工件2的托盘3吸附在静电卡盘4的上表面上，同时，将多个被加工工件2吸附在托盘3的装片位上。而且，在实际加工过程中，在反应腔室1中形成的等离子体容易使被加工工件2的温度超出工艺所需的温度，因此需要对被加工工件2的温度进行控制。传统的温度控制方式是在被加工工件2的背面(即，被加工工件2的下表面)吹热交换气体，如氦气或氩气，以借助热交换气体对被加工工件2的温度进行调节。具体地，如图2所示，为图1中托盘的俯视图。在托盘3的每个装片位上设置有中间进气通道，其包括中央进气孔31和中间进气孔32。其中，中央进气孔31设置在装片位的中心；中间进气孔32设置在装片位上，且在半径为装片位的半径的二分之一左右的圆周上均匀排布。此外，如图1所示，在静电卡盘4内设置有气体通道6，气体通道6的出气端延伸至静电卡盘4的上表面上，且分别对应地和所有的进气孔相连通；气体通道6的进气端与用于提供热交换气体的气源(图中未示出)连接。在调节被加工工件2的温度的过程中，热交换气体经由气体通道6和进气孔流入装片位与相应的被加工工件2的下表面之间的缝隙中，从而实现热交换气体与被加工工件2之间的热交换。

上述等离子体加工设备在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：由于中间进气孔32位于半径为装片位的半径的二分之一左右的圆周处，热交换气体经由中间进气孔32向四周扩散的扩散半径往往无法到达被加工工件2的边缘区域(装片位的边缘3～5mm的区域)，导致热交换气体与被加工工件2的边缘区域之间的热交换效果较差，这会造成被加工工件2的边缘区域的温度与中间区域的温度产生差异，从而被加工工件2的温度均匀性较差，进而降低了等离子体加工设备的工艺均匀性。

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，提出了一种托盘及等离子体加工设备，其可以改善被加工工件的边缘区域的热交换效果，从而可以使被加工工件的边缘区域与中间区域的温度趋于均匀，进而可以提高等离子体加工设备的工艺均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种托盘，用于承载被加工工件，并借助热交换气体对被加工工件的温度进行调节，所述托盘包括多个装片位，所述被加工工件一一对应地置于所述装片位上，并且，在每个所述装片位上设置有进气通道，热交换气体经由所述进气通道流入所述装片位和与之对应的被加工工件的下表面之间的缝隙中；所述进气通道包括边缘进气通道和中间进气通道，其中所述边缘进气通道设置在所述装片位上，且位于所述装片位的靠近边缘的位置，并由沿所述装片位的周向间隔设置的多个边缘进气孔组成；所述中间进气通道设置在所述装片位上，且位于所述边缘进气通道与所述装片位的中心之间，并且所述中间进气通道包括多个中间进气孔，所述多个中间进气孔沿所述装片位的圆周方向间隔设置。

其中，所述边缘进气孔的直径小于所述中间进气孔的直径。

其中，所述边缘进气孔的直径为所述中间进气孔的直径的三分之一至三分之二之间的数值。

优选地，所述中间进气孔的直径的范围在0.6～1mm。

其中，所述边缘进气孔的中心线与所述装片位的边缘之间在所述装片位的径向上的间距为2～5mm。

其中，所述被加工工件的直径为2寸，沿所述装片位的周向排布的所述边缘进气孔的数量的范围在12～16个。

其中，所述被加工工件的直径为4寸，沿所述装片位的周向排布的所述边缘进气孔的数量的范围在20～24个。

其中，所述中间进气通道包括一个或多个，多个所述中间进气通道分别位于所述装片位的不同半径的圆周上。

优选地，所述被加工工件的直径为2寸，所述中间进气通道的数量为一个，且组成所述中间进气通道的多个所述中间进气孔沿所述装片位的圆周排布一圈，并且所述圆周的半径为所述被加工工件的半径的二分之一；所述中间进气孔的数量的范围在6～10个。