專利名稱：反應(yīng)腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅片加i設(shè)備的部件，尤其涉及一種對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行刻蝕及
CVD (化學(xué)氣相沉積)加工的設(shè)備的反應(yīng)腔室。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體硅片刻蝕加工中，多個(gè)材料層可以交替沉積在硅片表面上，并通過光刻技術(shù)
在硅片表面刻出圖形，經(jīng)過刻蝕過程刻蝕出剖面結(jié)構(gòu)。通常設(shè)置適當(dāng)?shù)难谀?，例如光?膠掩膜，通過光刻在晶片表面形成所需的圖形。在等離子體刻蝕過程中，釆用合適的刻蝕 源氣體形成等離子體，用等離子體刻蝕沒有光刻掩膜的區(qū)域，形成所需的圖形。
如圖1所示，是目前常用的等離子體刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，通過噴嘴l往反應(yīng)腔室中
通入反應(yīng)氣體，同時(shí)在石英窗3上部的線圈2中通入射頻電流使得噴入反應(yīng)腔室內(nèi)部的工藝 氣體激發(fā)成為等離子體，并在支撐硅片16的靜電卡盤15中通入射頻電流，產(chǎn)生偏置電壓， 使等離子體轟擊硅片16表面，并形成一系列物理和化學(xué)過程，使硅片16刻出所需的圖形。 為了保證等離子體刻蝕工藝的穩(wěn)定性，刻蝕反應(yīng)通常需要在恒定的溫度下(例如6(T C)進(jìn) 行。
反應(yīng)腔室由腔室外壁6、內(nèi)襯5和調(diào)整支架9依次安裝組成，腔室外壁6和調(diào)整支架9上 都裝有加熱器4、 7及測(cè)溫裝置用來保持腔室內(nèi)的溫度，而散熱主要依靠自然散熱。由于反 應(yīng)腔室內(nèi)襯5與等離子體直接接觸，刻蝕反應(yīng)產(chǎn)生的熱量大部分傳導(dǎo)至內(nèi)襯5。而設(shè)計(jì)要求 內(nèi)襯5與腔室外壁6不能緊密接觸(需要留有空隙以便于安裝)，這使得內(nèi)襯5的熱量無法有 效的傳導(dǎo)給腔室外壁6 (大部分熱量通過熱輻射的方式傳導(dǎo)，而這種方式的散熱效率很 低)。當(dāng)刻蝕反應(yīng)需求的功率較低時(shí)，反應(yīng)腔室內(nèi)能夠維持相對(duì)恒定的溫度，而當(dāng)刻蝕反 應(yīng)需求的功率較大時(shí)，反應(yīng)腔室內(nèi)的熱量就會(huì)大量積累造成溫度的升高，從而影響那些對(duì) 溫度變化較為敏感的工藝結(jié)果。同時(shí)，較高的溫度也會(huì)影響刻蝕設(shè)備部分器件的壽命和安 全(例如密封圈8)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種容易控制腔室內(nèi)溫度恒定的反應(yīng)腔室。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的反應(yīng)腔室，包括腔室主體，還包括恒溫裝置，所述的恒溫裝置包括溫控裝 置、加熱裝置和冷卻裝置；
所述溫控裝置包括溫控器和溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于反應(yīng)腔室主體內(nèi)，用于 檢測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度；所述加熱裝置和冷卻裝置設(shè)于腔室主體上，并與溫控器電連接；
所述溫控器接收溫度傳感器傳來的溫度信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度控制加熱裝置及冷卻 裝置的運(yùn)行，使反應(yīng)腔室的溫度保持在設(shè)定的溫度。
所述的冷卻裝置包括冷卻管路，冷卻管路的內(nèi)部可通入冷卻介質(zhì)，所述冷卻管路的進(jìn) 口和/或出口處設(shè)有流量計(jì)，所述流量計(jì)與溫控器電連接，并由溫控器控制流量計(jì)的運(yùn)行。
所述的腔室主體包括腔室外壁、內(nèi)襯和調(diào)整支架，所述冷卻管路設(shè)于腔室外壁和/或 內(nèi)襯和/或調(diào)整支架上。
所述的腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面設(shè)有管路槽，所述冷卻管路敷設(shè)于 管路槽內(nèi)。
所述冷卻管路包裹在所述腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面。
所述的冷卻管路將所述腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面全部包裹。
所述的冷卻管路將所述腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面部分包裹。
所述的冷卻管路的橫截面的形狀為圓形或橢圓形或長(zhǎng)方形。
所述的冷卻介質(zhì)為水或油。
所述的加熱裝置包括加熱器、繼電器，所述溫控器通過繼電器控制加熱器的運(yùn)行。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的反應(yīng)腔室，由于包括恒溫裝 置，所述的恒溫裝置包括溫控裝置、加熱裝置和冷卻裝置；所述溫控裝置根據(jù)設(shè)定的溫度 控制加熱裝置及冷卻裝置的運(yùn)行，使反應(yīng)腔室的溫度保持在設(shè)定的溫度。能夠精確控制腔 室內(nèi)部的溫度，有利于工藝反應(yīng)的穩(wěn)定，并減少高溫對(duì)器件壽命和安全的影響。 主要適用于半導(dǎo)體加工設(shè)備的反應(yīng)腔室，也適用于其它類似的腔室。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的反應(yīng)腔室的恒溫裝置的布置示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的反應(yīng)腔室，主要指半導(dǎo)體加工設(shè)備的反應(yīng)腔室，也可以是其它類似的腔室， 其較佳的具體實(shí)施方式
是包括腔室主體，還包括恒溫裝置，所述的恒溫裝置包括溫控裝 置、加熱裝置和冷卻裝置。
如圖2、圖3所示，所述溫控裝置包括溫控器12和溫度傳感器14，所述溫度傳感器14可 以設(shè)于反應(yīng)腔室內(nèi)，也可以設(shè)于腔室主體上，用于檢測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度，這里的溫度傳 感器14可以是熱電偶、熱電阻等，也可以是其它的溫度傳感器。所述加熱裝置和冷卻裝置 設(shè)于腔室主體上，并與溫控器12電連接。
所述的腔室主體包括腔室外壁6、內(nèi)襯5和調(diào)整支架9，調(diào)整支架9的上方設(shè)有石英窗 3，各部分相互連接并通過密封圈8密封，構(gòu)成反應(yīng)腔室內(nèi)部空間。
所述溫控器12接收溫度傳感器14傳來的溫度信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度控制加熱裝置及 冷卻裝置的運(yùn)行，使反應(yīng)腔室的溫度保持在設(shè)定的溫度。
所述的冷卻裝置包括冷卻管路IO，冷卻管路10的內(nèi)部可通入冷卻介質(zhì)，所述的冷卻介 質(zhì)為水或油，也可以用其它的冷卻介質(zhì)。冷卻管路的進(jìn)口及出口處單獨(dú)或同時(shí)設(shè)有流量計(jì) 11，所述流量計(jì)11與溫控器12電連接，并由溫控器12控制流量計(jì)11的運(yùn)行，以便控制冷卻 介質(zhì)的流量。
所述冷卻管路10可以設(shè)于腔室外壁6上、也可以設(shè)于內(nèi)襯5上、也可以設(shè)于調(diào)整支架9 上，可以同時(shí)、也可以單獨(dú)設(shè)置在這三個(gè)部件上。
設(shè)置的時(shí)候，可以在腔室外壁6、內(nèi)襯5及調(diào)整支架9的外表面上相應(yīng)的部位開設(shè)管路 槽，然后將冷卻管路10敷設(shè)于管路槽內(nèi)，管路槽的內(nèi)壁最好與冷卻管路10的外壁相吻合， 以便使冷卻管路10與管路槽緊密接觸，以便更好的散熱。
也可以將冷卻管路10包裹在所述腔室外壁6、內(nèi)襯5或調(diào)整支架9的外表面?？梢詫⑼?表面全部包裹，也可以部分包裹。
冷卻管路10的橫截面的形狀可以為圓形或橢圓形或長(zhǎng)方形。
所述的加熱裝置包括調(diào)整支架加熱器4、腔室外壁加熱器7，分別設(shè)于調(diào)整支架9或腔 室外壁6上，也可以設(shè)多個(gè)加熱器?？梢栽谡{(diào)整支架9上或腔室外壁6上或腔室內(nèi)部設(shè)置多個(gè) 熱電偶，用于檢測(cè)溫度。還包括繼電器13。
所述溫控器12通過繼電器13控制加熱器4、 7的運(yùn)行。
本發(fā)明的反應(yīng)腔室通過恒溫裝置精確控制腔室內(nèi)部的溫度，有利于工藝反應(yīng)的穩(wěn)定， 并減少高溫對(duì)器件壽命和安全的影響。
具體控制的過程是
由熱電偶檢測(cè)腔室溫度，并將信號(hào)傳遞給溫控器12。若腔室溫度低于設(shè)定值，溫控器 12輸出"開啟"信號(hào)給繼電器13,控制加熱器4、 7工作，并輸出"關(guān)閉"信號(hào)給流量計(jì)11，停止流量計(jì)ll工作；
若腔室溫度等于或略高于設(shè)定值，溫控器12輸出"關(guān)閉"信號(hào)給加熱繼電器13，停止 加熱器4、 7工作，并輸出"關(guān)閉"信號(hào)給流量計(jì)ll,同時(shí)停止流量計(jì)ll工作；
如果腔室溫度高于設(shè)定值達(dá)一定程度，溫控器12輸出"關(guān)閉"信號(hào)給加熱繼電器13， 停止加熱器4、 7工作，并輸出信號(hào)控制流量計(jì)ll工作，流量計(jì)ll通量的大小由溫度超出的 程度而定。由此達(dá)到使腔室內(nèi)溫度恒定的目的。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種反應(yīng)腔室，包括腔室主體，其特征在于，還包括恒溫裝置，所述的恒溫裝置包括溫控裝置、加熱裝置和冷卻裝置；所述溫控裝置包括溫控器和溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于反應(yīng)腔室主體內(nèi)，用于檢測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度；所述加熱裝置和冷卻裝置設(shè)于腔室主體上，并與溫控器電連接；所述溫控器接收溫度傳感器傳來的溫度信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度控制加熱裝置及冷卻裝置的運(yùn)行，使反應(yīng)腔室的溫度保持在設(shè)定的溫度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的冷卻裝置包括冷卻管路，冷 卻管路的內(nèi)部可通入冷卻介質(zhì)，所述冷卻管路的進(jìn)口和/或出口處設(shè)有流量計(jì)，所述流量計(jì) 與溫控器電連接，并由溫控器控制流量計(jì)的運(yùn)行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的腔室主體包括腔室外壁、內(nèi) 襯和調(diào)整支架，所述冷卻管路設(shè)于腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的腔室外壁和/或內(nèi)襯和/或調(diào) 整支架的外表面設(shè)有管路槽，所述冷卻管路敷設(shè)于管路槽內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述冷卻管路包裹在所述腔室外壁 和/或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的冷卻管路將所述腔室外壁和 /或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面全部包裹。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的冷卻管路將所述腔室外壁和 /或內(nèi)襯和/或調(diào)整支架的外表面部分包裹。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的冷卻管路的橫截面的形狀為 圓形或橢圓形或長(zhǎng)方形。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的冷卻介質(zhì)為水或油。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的反應(yīng)腔室，其特征在于，所述的加熱裝置包括加熱器、繼 電器，所述溫控器通過繼電器控制加熱器的運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反應(yīng)腔室，包括恒溫裝置，所述的恒溫裝置包括溫控裝置、加熱裝置和冷卻裝置；所述溫控裝置包括溫控器和溫度傳感器，溫控器接收溫度傳感器傳來的溫度信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度控制加熱裝置及冷卻裝置的運(yùn)行，使反應(yīng)腔室的溫度保持在設(shè)定的溫度。能夠精確控制腔室內(nèi)部的溫度，有利于工藝反應(yīng)的穩(wěn)定，并減少高溫對(duì)器件壽命和安全的影響。主要適用于半導(dǎo)體加工設(shè)備的反應(yīng)腔室，也適用于其它類似的腔室。
文檔編號(hào)G05D23/20GK101196750SQ20061016490
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者盟 楊 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司