工艺腔室和半导体处理设备制造技术

本发明专利技术公开了工艺腔室和半导体处理设备。包括腔室本体以及套设在所述腔室本体外侧的冷却元件，所述冷却元件与所述腔室本体的外周壁之间形成有冷却气体通道，所述工艺腔室还包括温度感应元件、加热元件以及控制元件，所述温度感应元件、所述加热元件均与所述控制元件电连接；其中，所述温度感应元件，用于检测所述腔室本体内的当前实际温度并将其发送至所述控制元件；所述控制元件，用于将所述当前实际温度与预设温度进行比较，并当所述当前实际温度小于所述预设温度时，控制所述加热元件对所述腔室本体进行加热。能够有效减缓腔室本体内温度降低速率，可以提高每次工艺制程的均匀性，提高工艺良率，降低制作成本。

Process chamber and semiconductor processing equipment

【技术实现步骤摘要】
工艺腔室和半导体处理设备
本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种工艺腔室和一种半导体处理设备。
技术介绍
近年来，MEMS器件及系统在汽车和消费电子领域应用越来越广泛，以及TSV通孔刻蚀(Through-SiliconEtch)技术在未来封装领域的广阔前景，干法等离子体深硅刻蚀工艺应用越来越多，逐渐成为MEMS加工领域及TSV技术中最炙手可热工艺之一。上述干法刻蚀设备中一般都集成有等离子体系统，包括等离子源系统和下偏压系统。等离子源负责在真空腔室内产生高密度的等离子体，下偏压系统则给等离子体的离子运动以方向，引导带电粒子轰击晶片，从而产生物理刻蚀，等离子环境中的活性自由基和气体本身的化学活性对晶片产生化学刻蚀作用。等离子源系统是刻蚀设备中至关重要的一部分。在施加功率的射频线圈作用下，腔室本体内部产生等离子体。随着高刻蚀速率的需求，等离子体功率密度也增高，在等离子体进行启辉时，释放出大量的热量，从而使得腔室本体内的温度急剧升高，但是，在启辉结束后，腔室本体内的温度会急速下降，这样，会导致腔室本体内的温差变化较大，导致每次工艺制程的均匀性变差，降低工艺良率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种微环境系统、一种微环境系统的压力控制方法以及一种半导体处理设备。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面，提供了一种工艺腔室，包括腔室本体以及套设在所述腔室本体外侧的冷却元件，所述冷却元件与所述腔室本体的外周壁之间形成有冷却气体通道，所述工艺腔室还包括温度感应元件、加热元件以及控制元件，所述温度感应元件、所述加热元件均与所述控制元件电连接；其中，所述温度感应元件，用于检测所述腔室本体内的当前实际温度并将其发送至所述控制元件；所述控制元件，用于将所述当前实际温度与预设温度进行比较，并当所述当前实际温度小于所述预设温度时，控制所述加热元件对所述腔室本体进行加热。可选地，所述加热元件包括金属丝加热器。可选地，所述加热元件包括石墨加热器。可选地，所述石墨加热器呈环状结构，所述环状结构可拆卸地套设在所述腔室本体的外侧，并与所述腔室本体的外周壁相贴合。可选地，所述环状结构包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环经由卡箍固定在所述腔室本体的外周壁上。可选地，所述加热元件的两端分别设置有电源引入线，所述电源引入线用于与电源电连接；并且，当所述当前实际温度小于所述预设温度时，所述控制元件用于控制所述加热元件经由所述电源引入线与所述电源导通。可选地，所述电源引入线上串联设置有滤波盒，以对射频功率进行滤波。可选地，还包括：线圈盒，所述线圈盒罩设在所述冷却元件外侧，所述滤波盒安装在所述线圈盒中；并且，所述线圈盒的侧壁靠近底壁的一端设置有第一冷却气体引入口，所述冷却元件对应所述第一冷却气体引入口的位置设置有第二冷却气体引入口，冷却气体经由所述第一冷却气体引入口、所述第二冷却气体引入口进入到所述冷却气体通道内。可选地，所述冷却元件的顶壁设置有第一排气口，所述线圈盒上设置有第二排气口，冷却气体经由所述第一排气口、所述第二排气口与厂务排风口连接。本专利技术的第二方面，提供了一种半导体处理设备，所述半导体处理设备包括前文记载的所述的工艺腔室。本专利技术的工艺腔室和半导体处理设备。包括温度感应元件、加热元件以及控制元件。在启辉结束后，温度感应元件可以实时感应腔室本体内的当前实际温度，并将其所感应到的当前实际温度反馈至控制元件，控制元件在接收到该当前实际温度时，将其与预设温度进行比较，并当当前实际温度小于预设温度时，表征腔室本体内的温度变化较为剧烈，控制元件控制加热元件对腔室本体进行加热，以减缓腔室本体内温度降低速率，可以使得腔室本体内的温度符合工艺需求温度，从而可以提高每次工艺制程的均匀性，提高工艺良率，降低制作成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术第一实施例中工艺腔室的结构示意图；图2为本专利技术第二实施例中腔室本体与加热元件的装配结构图。附图标记说明100：工艺腔室；110：腔室本体；120：冷却元件；121：第二冷却气体引入口；122：第一排气口；130：加热元件；131：石墨加热器；131a：第一半环；131b：第二半环；140：线圈盒；141：第一冷却气体引入口；142：第二排气口；150：射频线圈。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如图1和图2所示，本专利技术的第一方面，涉及一种工艺腔室100，该工艺腔室100包括腔室本体110以及套设在腔室本体110外侧的冷却元件120。腔室本体110一般由陶瓷材料制作形成，其形状基本上呈筒状，因而腔室本体110也可以称之为陶瓷筒。冷却元件120与腔室本体110的外周壁之间形成有冷却气体通道L。冷却元件120的形状与腔室本体110的形状相适配，例如，在腔室本体110为陶瓷筒的结构时，冷却元件120也为套筒的结构。其中，上述工艺腔室100还包括温度感应元件(图中并未示出)、加热元件130以及控制元件(图中并未示出)。温度感应元件、加热元件130均与控制元件电连接。该温度感应元件，用于检测腔室本体110内的当前实际温度并将该当前实际温度发送至控制元件。控制元件，用于将当前实际温度与预设温度进行比较，并当该当前实际温度小于预设温度时，控制加热元件130对腔室本体110进行加热。具体地，在工艺腔室100进行工艺时，工艺气体被激发形成等离子体，等离子体在进行启辉时，会放出大量的热量，从而导致腔室本体110内部的温度快速升温(相关实验证明，腔室本体110内的温度只在启辉过程中温度升高，且启辉功率越高，温度上升速度越快)。为了避免腔室本体110出现温度出现过热的现象，利用套设在腔室本体110外侧的冷却元件120，可以向该冷却元件120与腔室本体110之间所形成的冷却气体通道L内提供冷却气体，从而可以利用冷却气体带走腔室本体110的一部分热量，进而可以实现腔室本体110的散热。在启辉完成后(灭辉阶段)，腔室本体110内的温度以每分钟大约20℃的速度快速降低，这样，会导致腔室本体110内的温差过大，而温度急剧变化对工艺制程影响很大，会导致每次工艺制程的均匀性变差。为了避免在启辉完成后，腔室本体110内出现温度急剧变化，引入了上述的温度感应元件、加热元件130以及控制元件。具体地，温度感应元件可以实时感应腔室本体110内的当前实际温度，并将其所感应到的当前实际温度反馈至控制元件，控制元件在接收到该当前实际温度时，将其与预设温度进行比较，并当当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工艺腔室，包括腔室本体以及套设在所述腔室本体外侧的冷却元件，所述冷却元件与所述腔室本体的外周壁之间形成有冷却气体通道，其特征在于，所述工艺腔室还包括温度感应元件、加热元件以及控制元件，所述温度感应元件、所述加热元件均与所述控制元件电连接；其中，/n所述温度感应元件，用于检测所述腔室本体内的当前实际温度并将其发送至所述控制元件；/n所述控制元件，用于将所述当前实际温度与预设温度进行比较，并当所述当前实际温度小于所述预设温度时，控制所述加热元件对所述腔室本体进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种工艺腔室，包括腔室本体以及套设在所述腔室本体外侧的冷却元件，所述冷却元件与所述腔室本体的外周壁之间形成有冷却气体通道，其特征在于，所述工艺腔室还包括温度感应元件、加热元件以及控制元件，所述温度感应元件、所述加热元件均与所述控制元件电连接；其中，
所述温度感应元件，用于检测所述腔室本体内的当前实际温度并将其发送至所述控制元件；
所述控制元件，用于将所述当前实际温度与预设温度进行比较，并当所述当前实际温度小于所述预设温度时，控制所述加热元件对所述腔室本体进行加热。


2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热元件包括金属丝加热器。


3.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热元件包括石墨加热器。


4.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述石墨加热器呈环状结构，所述环状结构可拆卸地套设在所述腔室本体的外侧，并与所述腔室本体的外周壁相贴合。


5.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述环状结构包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环经由卡箍固定在所述腔室本体的外周壁上。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳朋亮，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11