本发明专利技术涉及具有加热器和空气放大器的射频室中的温度控制，提出了用于控制半导体制造室中的窗的温度的系统、方法和计算机程序。一种装置包括空气放大器、充气空间、加热器、温度传感器和控制器。空气放大器耦合到增压气体并在启动时产生空气流。空气放大器还耦合到充气空间和加热器。充气空间接收所述空气流并使所述空气流分布在等离子体室的窗上。当加热器被启动时，所述空气流在处理过程中被加热，而当加热器没有启动时，所述空气流冷却所述窗。温度传感器位于等离子体室的窗周围，且控制器被限定来基于由温度传感器测得的温度启动空气放大器和加热器二者。
【技术实现步骤摘要】
具有加热器和空气放大器的射频室中的温度控制
本专利技术涉及用于控制半导体制造设备中的温度的系统、方法和计算机程序。
技术介绍
等离子体处理设备可被用于将材料从由例如半导体或玻璃制成的衬底蚀刻掉。等离子体处理设备可包含围住等离子体处理气体的真空室，所述气体可被离子化并转变成等离子体。例如，激励源(射频(RF)、微波或其它源)可将能量施加到工艺气体以产生等离子体。在一些等离子体处理设备中，能量可通过穿过真空室形成的介电窗传送。因此，介电窗会遭遇由电磁能引起的加热。此外，该加热可由于因工艺条件引起的电磁能的变化而局限到介电窗的特定区域。介电窗可以有两个加热源。首先，窗的介电性质(正切-S )可导致射频(RF)或微波功率的直接吸收。其次，由激励源产生的等离子体可间接加热该窗。此外，由于源(天线构造等)和等离子体条件的设计，加热可在整个介电窗均匀分布或者局限到该窗的特定区域。 可从介电窗被动移除热能(S卩，无冷却设备)或者用冷却设备(比如液体冷却系统或风扇冷却系统)移除热能。液体冷却系统会是高效的但是比被动冷却或风扇冷却系统更昂贵。此外，液体冷却系统在有电磁能的环境中较难实施。例如，液体冷却可导致局部冷却，造成热梯度和热裂解。液体的介电性质与周围的陶瓷不同，其导致RF功率的不均匀传送。例如，液体可以传导，这会导致液体内的RF功率的损耗。液体可成核并会难以包含在冷却系统内。 风扇冷却系统可被用于冷却介电窗，比如，例如通过对流冷却介电窗。但是，风扇冷却系统会是没有效率的且难以应用于由介电窗中的激励源引起的热负荷相对较高的局部区域。具体来说，适于和等离子体处理设备一起使用的风扇冷却系统对有高背压时的散热而目是没有效率的。 因此，存在对用于等离子体处理设备的冷却介电窗的替代设备的需求。在此背景下提出了本专利技术的实施方式。
技术实现思路
提出了用于管理半导体制造室中的窗的温度的系统、方法和计算机程序。应当理解，本专利技术的实施方式可按许多方式实施，这些方式比如方法、装置、系统、设备、或计算机可读介质上的计算机程序。下面描述若干实施方式。 在一实施方式中，一种装置包括空气放大器、充气空间、加热器、温度传感器和控制器。空气放大器耦合到增压气体(例如压缩空气)并在启动时产生空气流。空气放大器还耦合到充气空间和加热器。充气空间接收所述空气流并使所述空气流分布在等离子体室的窗上。当加热器被启动时，所述空气流在处理过程中被加热。温度传感器位于等离子体室的窗周围，且控制器被限定来基于由温度传感器测得的温度启动空气放大器和/或加热器。 在另一实施方式中，提供了用于处理半导体设备的方法。该方法包括用于第一次启动限定来产生空气流的空气放大器的操作，以及用于第一次启动被耦合到空气放大器的加热器以加热所述空气流的操作。空气流被分布在等离子体室的窗上。此外，该方法包括用于在窗的温度达到第一预定值时停用空气放大器和加热器的另一操作。该方法包括用于在温度达到第二预定值时第二次启动空气放大器但不启动加热器以冷却所述窗的另一操作。然后，在温度低于第三预定值时启动空气放大器。在一实施方式中，所述方法的操作由处理器执行。 在又一实施方式中，半导体制造装置包括多个空气放大器、充气空间、多个加热器、一或多个温度传感器、以及控制器。多个空气放大器耦合到增压气体，每个空气放大器在启动时产生空气流。充气空间包括多个分块(sect1n)，各个分块耦合到各自的空气放大器，其中各个分块从所述各自的空气放大器接收空气流且各个分块将所述空气流分布在等离子体室的窗上。各个加热器耦合到各自的空气放大器，使得空气流在各个加热器在等离子体室中的处理过程中被启动时被加热。一或多个温度传感器设置在等离子体室的窗周围，且控制器被限定来基于由所述一或多个温度传感器测得的一或多个温度来启动各个空气放大器以及启动各个加热器。 由下面结合附图进行的详细说明，其它方面会变得显而易见。 【附图说明】 通过参考下面结合附图进行的说明可最好地理解实施方式。 图1示意性地描绘了根据本文所示和所描述的一或多种实施方式的等离子体处理设备。 图2示意性地描绘了根据本文所示和所描述的一或多种实施方式的充气空间。 图3示意性地描绘了根据本文所示和所描述的一或多种实施方式的充气空间分段(segment)。 图4A示出了根据一实施方式的与空气放大器耦合以加热空气流的加热器元件。 图4B不出了根据一实施方式的在空气放大器和附着于充气空间的导管之间串联耦合的加热器元件。 图5不出了根据一实施方式的在没有充气空间的介电窗正上方的空气流供应源。 图6示出了根据一实施方式的具有多个充气空间的室。 图7A-7D示出了利用压缩空气冷却室的窗的不同配置的若干实施方式。 图8是根据一实施方式的用于在处理过程中管理窗的温度的方法的流程图。 图9是根据一实施方式的用于管理室的窗的温度的方法的流程图。 图1OA是根据一实施方式的示出用空气冷却所述窗的不同测试的结果的图表。 图1OB示出了介电窗的随着时间推移的温度控制的实施方式。 图11是用于实施本文所述的实施方式的计算机系统的简化示意图。 【具体实施方式】 接下来的实施方式记载了用于控制半导体制造装置中的温度的方法和装置，更具体地，记载了用于控制RF室中介电窗的温度的方法和装置。 显然，本专利技术的实施方式可在没有这些具体细节的一些或全部的情况下实施。另一方面，公知的工艺操作不会被详细描述以免不必要地模糊本专利技术的实施方式。 图1示意性地描绘了根据本文所示和所描述的一或多种实施方式的等离子体处理设备。等离子体处理设备通常包括真空室、密封该真空室的开口的介电窗、能量源、至少一个空气放大器、以及至少一个加热元件。在此将更详细地描述等离子体处理设备和等离子体处理设备的操作的各种实施方式。 等离子体处理设备100包括用于在衬底24的处理过程中围住等离子体处理气体和等离子体的真空室20。真空室20可由可被设置为参考电位的金属材料制成。衬底24可置于真空室20中以进行处理。真空室20可围住等离子体处理气体，所述等离子体处理气体可包括卤素或卤族元素，比如，例如氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。此外，具体的工艺气体可包括 CC1F3、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F3> CF4, HBr, CH3F, C2F4, N2, 02、Ar、Xe、He、H2,NH3、SF6, BC13、Cl2,以及能够被离子化的其它气体。 等离子体处理设备100包括介电窗10，电磁能可透射通过介电窗10。介电窗10包括被配置为暴露于真空室20的内部的等离子体暴露表面以及空气暴露表面14。介电窗10由透射电磁能(比如具有10kHz至10MHz的频率范围的电磁能)的介电材料制成。合适的介电材料包括石英和陶瓷，陶瓷包括例如氮化铝(A1N)、氧化铝(A1203)、或者具有类似透射性质的任何其它耐火材料。 能量源30产生足以使等离子体处理气体离子化的电磁能。能量源30可包括内线圈32和外线圈34。注意，能量源30可包括制成适于产生电磁能的任何形状的线圈，比如，例如彼此相对成角度绕转而形成的刻面同心分段(segme本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体制造装置，其包括耦合到增压气体的空气放大器，所述空气放大器在启动时产生空气流；耦合到所述空气放大器的充气空间，其中所述充气空间接收所述空气流并使所述空气流分布在等离子体室的窗上；耦合到所述空气放大器的加热器，其中当在所述等离子体室中的处理过程中启动所述加热器时加热所述空气流；位于所述等离子体室的所述窗的周围的温度传感器；以及限定来基于由所述温度传感器测得的温度启动所述空气放大器和启动所述加热器的控制器。
【技术特征摘要】
2013.03.27 US 13/851,7931.一种半导体制造装置，其包括 耦合到增压气体的空气放大器，所述空气放大器在启动时产生空气流； 耦合到所述空气放大器的充气空间，其中所述充气空间接收所述空气流并使所述空气流分布在等离子体室的窗上； 耦合到所述空气放大器的加热器，其中当在所述等离子体室中的处理过程中启动所述加热器时加热所述空气流； 位于所述等离子体室的所述窗的周围的温度传感器；以及 限定来基于由所述温度传感器测得的温度启动所述空气放大器和启动所述加热器的控制器。2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中所述充气空间包括多个分块，其中第一分块耦合到所述空气放大器而其它分块耦合到各自的空气放大器和加热器。3.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中所述控制器被限定来读取计算机可读介质中的配方的指令，所述指令限定用于启动所述空气放大器和所述加热器的参数。4.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其还包括: 耦合到所述空气放大器且耦合到所述控制器的调节器，其中所述控制器被限定来将所述调节器设置为从多个 值中选定的性能值以调节所述空气流的强度。5.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其还包括: 所述等离子体室的所述窗上的内线圈；和 所述等离子体室的所述窗上的外线圈。6.根据权利要求5所述的半导体制造装置，其中所述充气空间是环形的且被设置在所述内线圈和所述外线圈之间。7.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其还包括: 第一线圈； 第二线圈； 第三线圈，其中所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈是同中心的，其中所述充气空间是环形的且被设置在所述第一线圈和所述第二线圈之间；和设置在所述第二线圈和所述第三线圈之间的外充气空间。8.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其还包括: 在所述空气放大器和所述充气空间之间的导管。9.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其还包括: 耦合到所述加热器且耦合到所述控制器的加热器调节器。10.一种用于处理半导体设备的方法，所述方法包括: 第一次启动限定来产生空气流的空气放大器； 第一次启动被耦合到所述空气放大器的加热器以加热所述空气流，其中所述空气流被分布在等离子体室的窗上； 当所述窗的温度达到第一预定值时停用所述空气放大器和所述加热器； 当所述温度达到第二预定值时第...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩·麦克切斯尼，亚历克斯·帕特森，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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