一种耦合窗加热装置及具有其的电感耦合等离子处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种耦合窗加热装置及具有其的电感耦合等离子处理装置。耦合窗加热装置紧密贴合于耦合窗的上表面，包括：加热丝，加热丝外包覆有铜板，加热丝和铜板之间设置有第一绝缘层，耦合窗加热装置整体在一个平面内呈等螺距的螺旋状排布，加热丝的两端与加热电源的正负极相连接，铜板的两端与射频电源的正负极相连接。本发明专利技术的耦合窗加热装置，在为耦合窗提供均匀加热的同时，还能够起到增强感应线圈高频磁场的作用。

A heating device of coupling window and its inductively coupled plasma treatment device

【技术实现步骤摘要】
一种耦合窗加热装置及具有其的电感耦合等离子处理装置
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种耦合窗加热装置及具有其的电感耦合等离子处理装置。
技术介绍
近年来，随着半导体设备及其制造工艺的发展，对元件的集成度和性能要求越来越高，等离子工艺被广泛应用于半导体器件的制造中。其中主要的等离子处理装置包括电容耦合型(CCP)和电感耦合型(ICP)两种，其中电感耦合型的等离子处理装置具有等离子浓度高，刻蚀速率快等优点。电感耦合型等离子处理装置通常包括一个反应腔室，反应腔室内部的下方设置有用于放置待加工基片的基座。反应腔室顶部为一耦合窗，由于耦合窗内不同区域间的温度差异会影响反应腔室内反应进行速度的均一性，温度梯度太大时甚至会造成耦合窗的开裂破损，因而耦合窗的上表面设置有加热部件，其通常为电热线圈，以对耦合窗的温度进行控制。电热线圈通过导线连接到一个加热电源(其既可为交变电源，也可为直流电源)。电热线圈上方设置有感应线圈，感应线圈通过一个匹配网络连接到高频射频电源(如13MHz)，感应线圈在被施加高频射频功率后产生一个高频电磁场，由于耦合窗为电绝缘材料制成，这个高频电磁场向下穿过电热线圈和耦合窗进反应腔室内部，激励反应腔室内的反应气体产生并维持需要的等离子体，对基片进行工艺处理。然而，电热线圈成闭合回路以实现对耦合窗加热时，其在感应线圈所产生的高频电磁场作用下，会感应产生一个与感应线圈高频电磁场反向的电磁场。该反向电磁场作用至反应腔室内部时，会抵消一部分感应线圈所产生的高频电磁场的作用(相当于抵消了一部分感应线圈解离等离子体的能量)，从而降低了等离子体密度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开一种耦合窗加热装置及具有其的电感耦合等离子处理装置。此耦合窗加热装置不仅不会感应产生一个和感应线圈高频电磁场反向的电磁场，反而会产生与高频电磁场同向的电磁场，也即对高频电磁场不削弱反而有一定的增强。本专利技术的耦合窗加热装置，紧密贴合于耦合窗的上表面，包括：加热丝，所述加热丝外包覆有铜板，所述加热丝和所述铜板之间设置有第一绝缘层，所述耦合窗加热装置整体在一个平面内呈等螺距的螺旋状排布，所述加热丝的两端与加热电源的正负极相连接，所述铜板的两端与射频电源的正负极相连接。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述耦合窗加热装置的螺旋中心与所述耦合窗的中心重合。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述加热丝在铜板中以相同螺距均匀分布。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，处于螺旋中心的加热丝的一端通过引线从上方向外引出，所述引线外包覆有铜板，所述引线和所述铜板之间设置有第一绝缘层。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述引线与以螺旋状方式排布的加热丝间存在交叉点，所述引线与所述加热丝采用不同的材料，所述引线的导电率比所述加热丝的导电率更高。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述引线的材质为铜。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述引线悬置在耦合窗上方。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述引线与以螺旋状方式排布的的加热丝的上表面的距离大于5mm。本专利技术的耦合窗加热装置中，优选为，所述引线与以螺旋状方式排布的加热丝之间设置有第二绝缘层。本专利技术还公开一种电感耦合等离子处理装置，包括反应腔室，耦合窗，感应线圈和基座，还包括耦合窗加热装置，紧密贴合于耦合窗的上表面，加热丝的两端与加热电源的正负极相连接，铜板的两端与射频电源的正负极相连接。附图说明图1是本专利技术的耦合窗加热装置的结构示意图。图2是本专利技术的耦合窗加热装置的俯视图。图3是本专利技术的耦合窗加热装置的截面图。图4是电感耦合型等离子处理装置的结构示意图。图5是本专利技术的耦合窗加热装置沿A-A剖开的剖视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“垂直”“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。除非在下文中特别指出，器件中的各个部分可以由本领域的技术人员公知的材料构成，或者可以采用将来开发的具有类似功能的材料。图1是本专利技术的耦合窗加热装置的结构示意图。图2是本专利技术的耦合窗加热装置的俯视图。图3是耦合窗加热装置的截面图。如图1～图3所示，本专利技术的耦合窗加热装置3由加热丝31、铜板32和第一绝缘层33组成，其中，加热丝31外包覆有铜板32，在加热丝31和铜板32之间设置有第一绝缘层33。加热丝31通常采用镍镉合金或者钨合金，第一绝缘层材料例如是氮化铝陶瓷。耦合窗加热装置整体在一个平面内呈等螺距的螺旋状排布，也即包覆有绝缘层33和铜板32的加热丝31呈等螺距的螺旋状排布。图4中示出了电感耦合型等离子处理装置的结构示意图。感应耦合型等离子处理装置包括反应腔室1，反应腔室1内部的下方设置有用于放置待加工基片的基座5。反应腔室1顶部为耦合窗2，由于其为电绝缘材料制成，因而上方的电磁场可透过其进入反应腔室1，以激发反应腔室1内的反应气体解离生成等离子体，进行工艺处理。由于耦合窗2内不同区域间的温度差异会影响反应腔室1内反应进行速度的均一性，温度梯度太大时甚至会造成耦合窗2的开裂破损。耦合窗加热装置3紧密贴合于耦合窗2的上表面。耦合窗加热装置3的加热丝31的两端L1′,L2′与加热电源的正负极相连接，铜板32的两端L1,L2与射频电源的正负极相连接。加热装置3上方设置有至少一个感应线圈4，感应线圈4接到高频射频电源。感应线圈4在被施加高频射频功率后产生一个高频电磁场，这个高频电磁场向下穿过加热装置3和耦合窗2进入反应腔室1内部，激励反应腔室1内的反应气体产生并维持需要的等离子体。耦合窗加热装置3的铜板32具有优良的导热性，因此，加热丝31产生的热量可以顺利的传导到耦合窗2的上表面，此结构设计保证了加热的效率。此外，由于加热丝31被铜板32所包覆并且两者之间有第一绝缘层33隔绝，因此，当射频触发时，虽然加热丝31中有电流，但是由于铜板32的存在，加热丝31不会在感应线圈4产生的高频电磁场作用下，感应产生一个与感应线圈4高频电磁场反向的电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合窗加热装置，紧密贴合于耦合窗的上表面，其特征在于，/n包括：加热丝，所述加热丝外包覆有铜板，所述加热丝和所述铜板之间设置有第一绝缘层，/n所述耦合窗加热装置整体在一个平面内呈等螺距的螺旋状排布，所述加热丝的两端与加热电源的正负极相连接，所述铜板的两端与射频电源的正负极相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种耦合窗加热装置，紧密贴合于耦合窗的上表面，其特征在于，
包括：加热丝，所述加热丝外包覆有铜板，所述加热丝和所述铜板之间设置有第一绝缘层，
所述耦合窗加热装置整体在一个平面内呈等螺距的螺旋状排布，所述加热丝的两端与加热电源的正负极相连接，所述铜板的两端与射频电源的正负极相连接。


2.根据权利要求1所述的耦合窗加热装置，其特征在于，
所述耦合窗加热装置的螺旋中心与所述耦合窗的中心重合。


3.根据权利要求1所述的耦合窗加热装置，其特征在于，
所述加热丝在铜板中以相同螺距均匀分布。


4.根据权利要求1所述的耦合窗加热装置，其特征在于，
处于螺旋中心的加热丝的一端通过引线从上方向外引出，所述引线外包覆有铜板，所述引线和所述铜板之间设置有第一绝缘层。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海洋，邱勇，程实然，王铖熠，李娜，陈兆超，胡冬冬，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32