用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器的制造方法
【專利摘要】一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器，為鏤空結(jié)構(gòu)，該加熱器包含上絕緣層、下絕緣層、以及設(shè)置在上絕緣層和下絕緣層之間的電熱絲，該加熱器還包含鏤空部分。本發(fā)明將加熱器上無電熱絲部分切除，盡可能使射頻窗直接暴露于風(fēng)扇的冷卻范圍下，射頻窗的導(dǎo)熱性要好于加熱器的聚酰亞胺材料，有利于風(fēng)扇快速的帶走加熱器和等離子體作用于射頻窗上的部分熱，能使射頻窗快速的達(dá)到熱平衡，實(shí)現(xiàn)對射頻窗的溫度控制，同時也可以避免由于聚酰亞胺加熱器的散熱不良造成的射頻窗中間邊緣溫度差過大而導(dǎo)致的射頻窗破裂。
【專利說明】用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體刻蝕【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體刻蝕制程中，會使用等離子體對晶元進(jìn)行處理，而ICP (inductivelycouple plasma)感應(yīng)耦合等離子體處理是一種比較常用的方法，圖1是通常的感應(yīng)耦合等離子體腔室的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈222連接射頻電源4，真空泵5排氣使反應(yīng)腔100成為真空腔，氣體源33通過輸氣管道104將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔100內(nèi)，反應(yīng)腔100的上部設(shè)置射頻窗(RF window) 3，射頻窗3和線圈222之間設(shè)置有屏蔽板7，射頻電源4對線圈222施加高頻電壓，反應(yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體發(fā)生離子化，產(chǎn)生等離子體，對放置在載片臺6上的晶元I進(jìn)行處理，如圖2所示，射頻窗3上設(shè)置聚酰亞胺加熱器，該聚酰亞胺加熱器包含加熱器2和風(fēng)扇1，加熱器2加熱射頻窗3，對射頻窗3進(jìn)行溫度控制，風(fēng)扇I帶走加熱器2產(chǎn)生的部分熱以及等離子體對射頻窗3產(chǎn)生的熱，使射頻窗3達(dá)到期望的熱平衡狀態(tài)。
[0003]如圖3和圖4所示，該加熱器2為三明治結(jié)構(gòu)，該加熱器2包含上絕緣層21、下絕緣層22、以及設(shè)置在上絕緣層21和下絕緣層22之間的電熱絲23。該電熱絲23螺旋盤繞設(shè)置在加熱器2上，上絕緣層21和下絕緣層22將電熱絲23完整地包覆住。
[0004]加熱器2整個覆蓋在射頻窗3上，由于加熱器2的上絕緣層21和下絕緣層22都采用聚酰亞胺材料，導(dǎo)熱系數(shù)很低，不利于射頻窗3的散熱以使射頻窗3難以到達(dá)熱平衡，不利于對射頻窗3的溫度控制，同時不良的散熱效果可能會放大射頻窗3中間和邊緣的溫度差，導(dǎo)致射頻窗3破裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供的一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器，有利于風(fēng)扇快速的帶走加熱器和等離子體作用于射頻窗上的部分熱，能使射頻窗快速的達(dá)到熱平衡，實(shí)現(xiàn)對射頻窗的溫度控制，同時也可以避免由于聚酰亞胺加熱器的散熱不良造成的射頻窗中間邊緣溫度差過大而導(dǎo)致的射頻窗破裂。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，該聚酰亞胺加熱器設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔和設(shè)置在反應(yīng)腔頂部的射頻窗，連接氣體源的輸氣管道穿過射頻窗，將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔內(nèi)，反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有載片臺，載片臺用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔連接真空泵，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈，以及連接線圈的射頻電源；所述的聚酰亞胺加熱器設(shè)置在射頻窗上，該聚酰亞胺加熱器包含加熱器和風(fēng)扇，所述的加熱器為鏤空三明治結(jié)構(gòu)，該加熱器包含上絕緣層、下絕緣層、以及設(shè)置在上絕緣層和下絕緣層之間的電熱絲，該加熱器還包含鏤空部分，切除加熱器上未設(shè)置電熱絲的部分，形成鏤空部分，作為風(fēng)扇冷卻溝道。
[0007]所述的電熱絲螺旋盤繞設(shè)置在加熱器上，上絕緣層和下絕緣層將電熱絲完整地包覆住。
[0008]加熱器的尺寸小于等于射頻窗的尺寸。
[0009]所述的加熱器的上絕緣層和下絕緣層都采用聚酰亞胺材料。
[0010]所述的加熱器和風(fēng)扇分別獨(dú)立供電。
[0011]本發(fā)明還提供一種具有控溫裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔和設(shè)置在反應(yīng)腔頂部的射頻窗，連接氣體源的輸氣管道穿過射頻窗，將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔內(nèi)，反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有載片臺，載片臺用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔連接真空泵，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈，以及連接線圈的射頻電源，該控溫裝置設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部的射頻窗上，該控溫裝置包含加熱器和風(fēng)扇，所述的加熱器包含上絕緣層、下絕緣層、以及設(shè)置在上絕緣層和下絕緣層之間的電熱絲，該加熱器還包含鏤空部分，切除加熱器上未設(shè)置電熱絲的部分，形成鏤空部分，使電熱絲之間的部分射頻窗暴露于風(fēng)扇形成的氣流。
[0012]加熱器的尺寸小于等于射頻窗的尺寸。
[0013]所述的電熱絲螺旋盤繞設(shè)置在加熱器上，上絕緣層和下絕緣層將電熱絲完整地包覆住。
[0014]所述的加熱器的上絕緣層和下絕緣層都采用高分子聚合物。
[0015]所述的加熱器和風(fēng)扇分別獨(dú)立供電。
[0016]本發(fā)明將加熱器上無電熱絲部分切除，盡可能使射頻窗直接暴露于風(fēng)扇的冷卻范圍下，射頻窗的導(dǎo)熱性要好于加熱器的聚酰亞胺材料，有利于風(fēng)扇快速的帶走加熱器和等離子體作用于射頻窗上的部分熱，能使射頻窗快速的達(dá)到熱平衡，實(shí)現(xiàn)對射頻窗的溫度控制，同時也可以避免由于聚酰亞胺加熱器的散熱不良造成的射頻窗中間邊緣溫度差過大而導(dǎo)致的射頻窗破裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是【背景技術(shù)】中感應(yīng)耦合等離子體腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是【背景技術(shù)】中聚酰亞胺加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是【背景技術(shù)】中聚酰亞胺加熱器中的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是【背景技術(shù)】中聚酰亞胺加熱器中的加熱器的剖視圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下根據(jù)圖5具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
[0023]本發(fā)明提供一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的加熱器，該加熱器設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔100和設(shè)置在反應(yīng)腔100頂部的射頻窗3，連接氣體源33的輸氣管道104穿過射頻窗3，將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔100內(nèi)，反應(yīng)腔100內(nèi)設(shè)置有載片臺6，載片臺6用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔100連接真空泵5，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈222，以及連接線圈222的射頻電源4。
[0024]所述的加熱器設(shè)置在射頻窗3上，如圖5所示，該加熱器包含加熱器2和風(fēng)扇1，加熱器2和風(fēng)扇I分別獨(dú)立供電。所述的加熱器2的尺寸小于等于射頻窗3的尺寸。
[0025]所述的加熱器2為鏤空三明治結(jié)構(gòu)，該加熱器2包含上絕緣層21、下絕緣層22、以及設(shè)置在上絕緣層21和下絕緣層22之間的電熱絲23。該電熱絲23螺旋盤繞設(shè)置在加熱器2上，上絕緣層21和下絕緣層22將電熱絲23完整地包覆住，切除加熱器2上未設(shè)置電熱絲23的部分，形成鏤空部分24，作為風(fēng)扇冷卻溝道。
[0026]所述的加熱器2為鏤空結(jié)構(gòu)，該加熱器2包含上絕緣層21和設(shè)置在上絕緣層21下的電熱絲23。該電熱絲23螺旋盤繞設(shè)置在加熱器2上，上絕緣層21將電熱絲23覆蓋住，切除加熱器2上未設(shè)置電熱絲23的部分，形成鏤空部分24，作為風(fēng)扇冷卻溝道。
[0027]加熱器2的上絕緣層21和下絕緣層22的材料為高分子聚合物，如特氟龍，或其他絕緣能量足夠強(qiáng)的高分子聚合物，優(yōu)選采用聚酰亞胺材料。
[0028]上絕緣層21和下絕緣層22的厚度為0.25mm左右。
[0029]加熱器2的電熱絲23的材料為鎢。
[0030]將加熱器上無電熱絲部分切除，盡可能使射頻窗直接暴露于風(fēng)扇的冷卻范圍下，射頻窗的導(dǎo)熱性要好于加熱器的聚酰亞胺材料，有利于風(fēng)扇快速的帶走加熱器和等離子體作用于射頻窗上的部分熱，能使射頻窗快速的達(dá)到熱平衡，實(shí)現(xiàn)對射頻窗的溫度控制，同時也可以避免由于聚酰亞胺加熱器的散熱不良造成的射頻窗中間邊緣溫度差過大而導(dǎo)致的射頻窗破裂。
[0031]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，該聚酰亞胺加熱器設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔(100)和設(shè)置在反應(yīng)腔(100)頂部的射頻窗(3)，連接氣體源(33)的輸氣管道(104)穿過射頻窗(3)，將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔(100)內(nèi)，反應(yīng)腔(100)內(nèi)設(shè)置有載片臺(6)，載片臺(6)用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔(100)連接真空泵(5)，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈(222)，以及連接線圈(222)的射頻電源(4);所述的聚酰亞胺加熱器設(shè)置在射頻窗(3)上，其特征在于，該聚酰亞胺加熱器包含加熱器(2)和風(fēng)扇(1)，所述的加熱器(2)為鏤空三明治結(jié)構(gòu)，該加熱器(2)包含上絕緣層(21)、下絕緣層(22)、以及設(shè)置在上絕緣層(21)和下絕緣層(22)之間的電熱絲(23)，該加熱器(2)還包含鏤空部分(24)，切除加熱器(2)上未設(shè)置電熱絲(23)的部分，形成鏤空部分(24)，作為風(fēng)扇冷卻溝道。
2.如權(quán)利要求2所述的用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，其特征在于，所述的電熱絲(23 )螺旋盤繞設(shè)置在加熱器(2 )上，上絕緣層(21)和下絕緣層(22 )將電熱絲(23)完整地包覆住。
3.如權(quán)利要求2所述的用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，其特征在于，加熱器(2)的尺寸小于等于射頻窗(3)的尺寸。
4.如權(quán)利要求3所述的用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，其特征在于，所述的加熱器(2)的上絕緣層(21)和下絕緣層(22)都采用聚酰亞胺材料。
5.如權(quán)利要求4所述的用于感應(yīng)耦合等離子體腔室中射頻窗的聚酰亞胺加熱器，其特征在于，所述的加熱器(2 )和風(fēng)扇(I)分別獨(dú)立供電。
6.一種具有控溫裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，其特征在于，該感應(yīng)耦合等離子體腔室包含反應(yīng)腔(100)和設(shè)置在反應(yīng)腔(100)頂部的射頻窗(3)，連接氣體源(33)的輸氣管道(104)穿過射頻窗(3)，將反應(yīng)氣體注入反應(yīng)腔(100)內(nèi)，反應(yīng)腔(100)內(nèi)設(shè)置有載片臺(6)，載片臺(6)用于放置待處理的晶元，反應(yīng)腔(100)連接真空泵(5)，該感應(yīng)耦合等離子體腔室上方或側(cè)壁還設(shè)置線圈(222)，以及連接線圈(222)的射頻電源(4)，該控溫裝置設(shè)置在感應(yīng)耦合等離子體腔室頂部的射頻窗(3)上，該控溫裝置包含加熱器(2)和風(fēng)扇(1)，所述的加熱器(2)包含上絕緣層(21)、下絕緣層(22)、以及設(shè)置在上絕緣層(21)和下絕緣層(22)之間的電熱絲(23)，該加熱器(2)還包含鏤空部分(24)，切除加熱器(2)上未設(shè)置電熱絲(23)的部分，形成鏤空部分(24)，使電熱絲之間的部分射頻窗(3)暴露于風(fēng)扇形成的氣流。
7.如權(quán)利要求6所述的具有控溫裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，其特征在于，加熱器(2)的尺寸小于等于射頻窗(3)的尺寸。
8.如權(quán)利要求7所述的具有控溫裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，其特征在于，所述的電熱絲(23 )螺旋盤繞設(shè)置在加熱器(2 )上，上絕緣層(21)和下絕緣層(22 )將電熱絲(23 )完整地包覆住。
9.如權(quán)利要求8所述的具有控溫裝置的感應(yīng)耦合等離子體腔室，其特征在于，所述的加熱器(2 )的上絕緣層(21)和下絕緣層(22 )都采用高分子聚合物。
10.如權(quán)利要求9所述的具有聚酰亞胺加熱器的感應(yīng)耦合等離子體腔室，其特征在于，所述的加熱器(2 )和風(fēng)扇(I)分別獨(dú)立供電。
【文檔編號】H05B6/42GK104347339SQ201310345549
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】左濤濤, 吳狄 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司