[发明专利]卡盘装置及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种卡盘装置及半导体加工设备，包括：卡盘，包括用于承载晶片的承载面，且在卡盘中设置有第一进气孔；防护件，设置在第一进气孔中，且防护件采用多孔结构，热交换气体能够流经多孔结构后至承载面上，以减小热交换气体在第一进气孔中发生击穿放电现象的风险。本发明提供一种卡盘装置及半导体加工设备能够减少在进气通道中击穿放电现象的发生，降低卡盘装置内的进气通道损坏的概率。

技术领域

本发明涉及半导体工艺设备技术领域，具体地，涉及一种卡盘装置及半导体加工设备。

背景技术

目前，在半导体工艺的流程中，需要采用等离子刻蚀工艺时，通常是将晶片放置在半导体加工设备反应腔室内的卡盘上，卡盘起到支撑晶片，固定晶片，以及对工艺过程中晶片温度进行控制等作用。其中，对晶片的温度控制一般采用的方式为：利用冷却液在卡盘内部循环来冷却卡盘，以间接冷却晶片，以及向卡盘内部通入热交换气体(例如氦气)以对晶片背面进行气吹，从而实现与晶片产生热交换。另外，卡盘还负责导入射频能量，以在晶片表面形成直流自偏压，吸引等离子体加速向晶片表面运动，使得刻蚀工艺得以实现。

现有技术中，在卡盘的内部设置有气体通道，用于将热交换气体传输至晶片背面，以达到控制晶片温度的效果，但是，在进行工艺时，由于卡盘加载有射频能量，这使得卡盘内的气体通道处于射频强磁场覆盖区域，导致热交换气体在经过气体通道时，较易发生击穿放电。此外，由于形成直流自偏压的晶片和卡盘之间存在电势差，在两者之间会产生的强电场，这也会导致热交换气体在气体通道中极易发生击穿放电，造成卡盘内的进气通道损坏。

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，提出了一种卡盘装置及半导体加工设备，其能够减少在进气通道中击穿放电现象的发生，降低卡盘装置内的进气通道损坏的概率。

为实现本发明的目的而提供一种卡盘装置，包括：

卡盘，包括用于承载晶片的承载面，且在所述卡盘中设置有第一进气孔；

防护件，设置在所述第一进气孔中，且所述防护件采用多孔结构，热交换气体能够流经所述多孔结构后至所述承载面上，以减小所述热交换气体在所述第一进气孔中发生击穿放电现象的风险。

优选的，所述多孔结构包括圆柱状的海绵体。

优选的，所述海绵体中的每个孔的直径的取值范围为0.1mm-0.3mm。

优选的，在所述第一进气孔的孔壁上设置有沿其周向环绕的环形凹槽，所述防护件设置在所述环形凹槽中。

优选的，还包括绝缘环体，所述绝缘环体设置在所述环形凹槽中，所述防护件填充在所述绝缘环体的内部空间中。

优选的，所述防护件的外周壁与所述绝缘环体的內周壁相贴合。

优选的，所述卡盘包括卡盘本体和设置在所述卡盘本体上的绝缘层，其中，

所述第一进气孔设置在所述卡盘本体中，所述绝缘层的顶面作为所述承载面；

在所述绝缘层中，与所述第一进气孔相对应的位置处设置有第二进气孔，用于将自所述多孔结构流出的所述热交换气体传输至所述承载面上。

优选的，所述环形凹槽沿所述第一进气孔的轴向贯通至所述绝缘层的底面，并且所述防护件的一端面与所述绝缘层的底面相贴合。

优选的，所述第二进气孔的直径小于所述第一进气孔的直径。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，其包括反应腔室，在所述反应腔室内设置有卡盘装置，用于承载被加工工件，所述卡盘装置采用本发明提供的上述的卡盘装置。

本发明具有以下有益效果：