本申请涉及半导体制造,尤其涉及用于半导体处理的热台及其应用的半导体处理设备。
背景技术:
1、半导体制造中需要在真空环境中将晶圆加热并保温,通常由热台(heater)来实现,要求温度均匀一致。具体的,热台设于真空的反应腔体内,顶面承载晶圆。
2、然而,在相关技术中,热台构造复杂制造难度高,通常由热台本体、发热体、温度传感器三部分组成。
3、请参阅图1和图2所示,图1展示相关技术中热台的正面视角的透视结构示意图。图2展示图1中热台的p-p向的剖视结构示意图。
4、根据图1可知,第一热台100的本体可分为露出于反应腔体外侧的外侧部分101,以及顶面位于腔体内侧的内侧部分102。所述内侧部分102的顶面为承载晶圆200的承载面。所述内侧部分102内设置发热体结构103。半导体制造中需要在真空环境中通过第一热台100将晶圆加热并保温。如图2所示,展示图1的p-p方向的截面示意图。为此,第一热台100内的发热体结构103通常是同心圆环布置,包括如图2中所示意的同心且环形的外侧发热体131和内侧发热体132。外侧发热体和内侧发热体为铠装电阻丝绕设形成,其转折半径与电阻丝直径有关。所述本体可由具有较高导热能力的金属材质制成,例如铝合金等,支撑发热体结构103并将反应腔内外隔绝,将发热体结构103的热量传导给晶圆。
5、但是一方面,内、外侧圆环的发热体结构103只能补偿晶圆在截面上内、外侧方向(如m箭头)上的区域间温差,而无法做到补偿圆周方向(如n箭头)上的不同位置的温差。另一方面,通常发热体结构103的电阻丝同第一热台100本体的材料不同导致热膨胀不一致,尤其在绕设成复杂图案之下,升降温时不同部位产生的应力会有一定几率导致第一热台100和电阻丝变形,较容易损坏。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供用于半导体处理的热台及其应用的半导体处理设备,解决相关技术中的问题。
2、本申请第一方面提供一种用于半导体处理的热台,包括:支撑体,围绕一中心轴线形成,包括:沿环绕所述中心轴线周向均匀布置相互分隔的多个分区结构体;每个分区结构体中布置有加热温度可调的加热元件;承载座,设于所述支撑体上,顶面形成晶圆承载面且内部形成将热量传导到支撑体的导热结构。
3、在第一方面的实施例中,所述支撑体中在每个扇形结构体的表面外形成空隙。
4、在第一方面的实施例中,每个分区结构体中设有柱形结构体,所述加热元件布置于所述柱形结构体。
5、在第一方面的实施例中,每个分区结构体在垂直于所述中心轴线的径向平面上的横截面呈现为扇形或环段形状的几何图案。
6、在第一方面的实施例中,所述加热元件位于所述几何图案的指向所述中心轴线的中心线上。
7、在第一方面的实施例中,所述承载座与所述支撑体同轴设置,所述导热结构包括用于匀化承载座到晶圆承载面传输热量的均热结构;所述均热结构包括沿上下方向布置的至少一个导热层;每个所述导热层配置有至少一个空腔;所述均热结构中空腔以外的实体部分形成所述承载座中由下至上发散的各条导热路径。
8、在第一方面的实施例中,所述至少一个空腔被构造为与所述承载座同轴的圆盘形或圆环形结构,以在实体部分中确定出每个导热层中至少一个环形或者盘形的导热部。
9、在第一方面的实施例中,所述均热结构在由下至上的方向上呈现为导热层所包含的导热部的数量增加。
10、在第一方面的实施例中,各导热层中空腔的尺寸确定各条导热路径中导热部的截面积以及长度,所述截面积以及长度是由热传导模型基于承载面上表面的温度均衡为约束所迭代并确定,所述导热路径的长度负相关于它在晶圆承载面所到达位置的温度大小,所述导热路径的截面积正相关于它在晶圆承载面所到达位置的温度大小;和/或,每个导热层中越靠近中心轴线的导热部的截面积越小。
11、本申请第二方面提供一种半导体处理设备,包括:反应腔体;如第一方面中任一项所述的热台,设于所述反应腔体中。
12、如上所述,本申请涉及半导体制造技术领域,提供用于半导体处理的热台及半导体处理设备,热台包括:支撑体,围绕一中心轴线形成,包括:沿环绕所述中心轴线周向均匀布置相互分隔的多个分区结构体;每个分区结构体中布置有加热温度可调的加热元件;承载座,设于所述支撑体上,顶面形成晶圆承载面且内部形成将热量传导到支撑体的导热结构。每个分区结构体形成可独立调节发热量的温区,使热台可沿圆周方向对晶圆进行温度补偿,达到对晶圆更均匀的加热及保温效果。
1.一种用于半导体处理的热台,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的热台,其特征在于,所述支撑体中在每个扇形结构体的表面外形成空隙。
3.根据权利要求1所述的热台,其特征在于,每个分区结构体中设有柱形结构体,所述加热元件布置于所述柱形结构体。
4.根据权利要求1所述的热台,其特征在于,每个分区结构体在垂直于所述中心轴线的径向平面上的横截面呈现为扇形或环段形状的几何图案。
5.根据权利要求4所述的热台,其特征在于,所述加热元件位于所述几何图案的指向所述中心轴线的中心线上。
6.根据权利要求1所述的热台,其特征在于,所述至少一个空腔被构造为与所述承载座同轴的圆盘形或圆环形结构,以在实体部分中确定出每个导热层中至少一个环形或者盘形的导热部。
7.根据权利要求6所述的热台,其特征在于,所述均热结构在由下至上的方向上呈现为导热层所包含的导热部的数量增加。
8.根据权利要求1所述的热台,其特征在于,各导热层中空腔的尺寸确定各条导热路径中导热部的截面积以及长度,所述截面积以及长度是由热传导模型基于承载面上表面的温度均衡为约束所迭代并确定,所述导热路径的长度负相关于它在晶圆承载面所到达位置的温度大小,所述导热路径的截面积正相关于它在晶圆承载面所到达位置的温度大小;和/或,每个导热层中越靠近中心轴线的导热部的截面积越小。
9.一种半导体处理设备,其特征在于,包括:反应腔体;如权利要求1至8中任一项所述的热台,设于所述反应腔体中。