一種等離子體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體設備制造技術領域，具體涉及一種等離子體裝置。
【背景技術】
[0002]半導體加工設備是應用較廣泛的加工設備，主要用于完成對基片等襯底進行等離子體刻蝕、物理氣相沉積和化學氣相沉積等工藝。在半導體加工設備進行工藝的反應腔室內通常設置有靜電卡盤，用于承載襯底及加熱襯底至工藝所需的溫度。
[0003]圖1為靜電卡盤的結構示意圖，請參閱圖1，靜電卡盤10包括由上至下依次疊置的絕緣層1、加熱器2、隔熱層3和基座4，并且，由上至下依次疊置的絕緣層1、加熱器2和隔熱層3在基座4上表面上形成一定厚度的加熱凸臺。其中，絕緣層I通常采用陶瓷材料制成或者陶瓷噴涂的方式制成，在絕緣層I內采用燒結或者噴涂的方式形成直流電極層，其與直流電源電連接，用以采用靜電引力的方式將襯底吸附在絕緣層I上表面上；加熱器2用于加熱位于絕緣層I上表面上的襯底至工藝所需的溫度；隔熱層3用于防止加熱器2產生的熱量傳導至基座4，且隔熱層3和基座4之間采用諸如硅橡膠等高絕熱材料制成的粘接件5粘接。
[0004]在實際應用中，靜電卡盤設置在反應腔室內，圖2為靜電卡盤在反應腔室內的結構示意圖。請參閱圖2,包括絕緣環11、基環12和聚焦環13。其中，絕緣環11采用諸如陶瓷等絕緣材料制成，絕緣環11下表面疊置在用于支撐靜電卡盤10的支撐體14上表面上，且二者相互固定；基座4下表面的邊緣區域疊置在絕緣環11上表面的靠近其環孔的環形區域上，且二者相互固定；基環12套置在基座4的側壁外側，且其下表面疊置在絕緣環11上表面上；聚焦環13套置在加熱凸臺的側壁外側，且其下表面分別與基座4上表面和基環12上表面相疊置，基環12和聚焦環13均采用不與反應腔室內的工藝氣體發生反應的材料制成，例如，石英材料，用于防止基座4上表面和外側壁暴露在反應腔室的環境中。
[0005]然而，采用靜電卡盤10對襯底進行加熱在實際應用中不可避免的會存在以下問題:由于加熱凸臺的直徑小于承載至其上表面的襯底的直徑，這使得不能對襯底的邊緣區域加熱，更無法實現對襯底的邊緣區域的溫度進行控制，從而導致襯底溫度均勻性差，尤其是襯底的邊緣位置與其中心位置的溫度差別較大，進而造成工藝質量差。
【發明內容】
[0006]本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題，提供了一種等離子體裝置，其可以實現對襯底的邊緣區域進行加熱，因而可以提高襯底的溫度均勻性，從而可以提高工藝質量。
[0007]本發明提供一種等離子體裝置，包括用于承載襯底的靜電卡盤、聚焦環絕緣環、力口熱環和導熱件，所述靜電卡盤固定在所述絕緣環的上表面上，所述導熱件和所述加熱環均采用導熱材料制成，其中所述加熱環套置在所述靜電卡盤的側壁外側，且疊置在所述絕緣環上，在所述加熱環中設置有內嵌加熱器，所述導熱件設置在所述靜電卡盤的側壁外側且靠近所述靜電卡盤的外側壁，且所述導熱件與所述加熱環相接觸，所述導熱件通過熱傳導的方式將熱量從所述加熱環傳導至所述襯底，以使所述導熱件的熱量對所述襯底的邊緣區域進行加熱。
[0008]其中，在所述加熱環內還設置有溫度傳感器，用于檢測所述加熱環的溫度，根據檢測的所述加熱環的溫度對所述襯底邊緣區域的溫度進行控制。
[0009]其中，所述溫度傳感器包括光纖測溫傳感器。
[0010]其中，所述聚焦環套置在所述導熱件的側壁外側，且所述聚焦環疊置在所述加熱環上，并且所述聚焦環采用不與所述等離子體裝置所在的反應腔室內的工藝氣體發生反應的材料制成。
[0011]其中，還包括基環，所述基環套置在所述靜電卡盤的側壁外側，且所述基環疊置在所述絕緣環上，所述加熱環疊置在所述基環上，并且所述基環采用不與所述等離子體裝置所在的反應腔室內的工藝氣體發生反應的材料制成。
[0012]其中，所述基環與所述加熱環為整體結構，且二者采用導熱且不與所述反應腔室內的工藝氣體發生反應的材料制成。
[0013]其中，所述導熱且不與所述反應腔室內的工藝氣體發生反應的材料包括三氧化二鋁陶瓷材料或者氮化鋁陶瓷材料。
[0014]其中，所述內嵌加熱器采用絲印的方式印刷在所述加熱環內。
[0015]其中，所述導熱件為采用環形結構的導熱環，或者所述導熱件包括多個沿所述靜電卡盤周向間隔且均勻設置的多個子導熱件。
[0016]其中，所述導熱環在其徑向上的寬度的范圍在3?5mm，或者，每個所述子導熱件在所述靜電卡盤的徑向上的寬度的范圍在3?5mm。
[0017]本發明具有下述有益效果:
[0018]本發明提供的等離子體裝置，其借助采用導熱材料制成加熱環套置在靜電卡盤的側壁外側，且疊置在絕緣環上，在加熱環中設置有內嵌加熱器，導熱件設置在靜電卡盤的側壁外側且靠近靜電卡盤的外側壁，且導熱件與加熱環相接觸，導熱件通過熱傳導的方式將熱量從加熱環傳導至襯底，以使導熱件的熱量對襯底的邊緣區域進行加熱，這與現有技術相比，可以實現對襯底的邊緣區域進行加熱，因而可以提高襯底的中心區域和邊緣區域的溫度的均勻性，從而可以提高襯底的溫度均勻性，進而可以提高工藝質量。
【附圖說明】
[0019]圖1為靜電卡盤的結構示意圖；
[0020]圖2為靜電卡盤在反應腔室內的結構示意圖；
[0021]圖3為本發明實施例提供的等離子體裝置的第一種結構示意圖；
[0022]圖4為圖3中區域I的局部放大圖；
[0023]圖5為發明實施例提供的等離子體裝置的第二種結構示意圖；以及
[0024]圖6為發明實施例提供的等離子體裝置的第三種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的等離子體裝置進行詳細描述。
[0026]圖3為本發明實施例提供的等離子體裝置的第一種結構示意圖。圖4為圖3中區域I的局部放大圖。請一并參閱圖3和圖4，本實施例提供的等離子體裝置包括用于承載襯底的靜電卡盤20、絕緣環50、加熱環31、導熱件32、聚焦環40、支撐體60和基環70。在本實施例中，具體地，靜電卡盤20固定在絕緣環50的上表面上，絕緣環50采用絕緣材料制成，例如，絕緣環50采用三氧化二鋁陶瓷材料燒結加工而成，靜電卡盤20包括基座21和在基座21上表面上形成的加熱凸臺22，襯底S位于加熱凸臺22的上表面上，加熱凸臺22用于對位于其上表面上的襯底S進行加熱，加熱凸臺22與現有技術相同，包括由上至下依次疊置的絕緣層、加熱層和隔熱層，在此不再具體描述，由于加熱凸臺22的直徑小于襯底S的直徑(一般為300mm)，也就是說，襯底S的直徑小于靜電卡盤20上表面的直徑，使得襯底S的邊緣區域位于靜電卡盤20上表面的外側，因此，加熱凸臺22僅可以實現對襯底S的中心區域(即，襯底S的與加熱凸臺22上表面接觸的下表面相對應的區域)進行加熱。
[0027]導熱件32和加熱環31均采用導熱材料制成，優選地，導熱材料采用諸如三氧化二鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷等導熱性能良好的材料制成，加熱環31套置在靜電卡盤20的側壁外偵牝且疊置在絕緣環50上，在加熱環31中設置有內嵌加熱器33，導熱件32設置在靜電卡盤20的側壁外側且靠近靜電卡盤20的外側壁，且導熱件32與加熱環31相接觸，導熱件32通過熱傳導的方式將熱量從加熱環31傳導至襯底S，在本實施例中，具體地，導熱件32為采用環形結構的導熱環，加熱環31套置在加熱凸臺22的側壁外側，且加熱環31下表面疊置在基座21上表面上，并且，內嵌加熱器33采用絲印的方式印刷在加熱環31內；導熱環32套置在加熱凸臺22的側壁外側，導熱環的下表面疊置在加熱環31上表面上，上表面與襯底S的下表面相接觸，加熱環31內的內嵌加熱器33產生的熱量經由加熱環31熱傳導至導熱環，導熱環的熱量熱傳導至襯底S，以實現對襯底S的邊緣區域進行加熱，這與現有技術相t匕，可以實現對襯底S的邊緣區域進行加熱，因而可以提高襯底S的中心區域和邊緣區域的溫度的均勻性，從而可以提高襯底的溫度均勻性，進而工藝質量。
[0028]在實際應用中，導熱件也可以包括多個沿靜電卡盤20的周向間隔且均勻設置的多個子導熱件，在這種情況下，具體地，多個子導熱件沿加熱凸臺22的周向間隔且均勻設置，每個子