安装底座、喷淋头组件、控温方法及等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种安装底座、喷淋头组件、控温方法及等离子体处理装置。所述安装底座应用于一喷淋头组件，所述喷淋头组件还包括加热器和喷淋头，所述加热器用于对所述喷淋头进行加热，所述安装底座设有流通冷却液的冷却通道，用于对所述喷淋头进行降温，其特征在于，所述安装底座还包括：控温通道，设置于所述冷却通道与所述喷淋头之间的冷却路径上，用于调节所述喷淋头的降温效率。本发明专利技术能够实现在高偏置功率时提高冷却效率、低偏置功率时降低冷却效率，改善喷淋头温度可控性、降低加热器功率输出及延长加热器的使用寿命。出及延长加热器的使用寿命。出及延长加热器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
安装底座、喷淋头组件、控温方法及等离子体处理装置


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，特别涉及一种安装底座、喷淋头组件、控温方法及等离子体处理装置。

技术介绍

[0002]在等离子体处理工艺中，首先需要将调制气体和制程气体混合为反应气体，再将反应气体导入反应腔室中，并施加射频功率，对半导体待加工件进行等离子体处理工艺。用于将调制气体和制程气体混合的装置为气体喷淋头组件。在喷淋头组件中，喷淋头安装在安装底座(Mounting Base)上，且需要被精确控温。目前喷淋头的控温方式是，通过对安装底座的直接控温来实现对喷淋头的间接控温。如图1所示，安装底座100下表面用于安装喷淋头 200，其上表面下凹后的空间用于安装加热器300和流气装置(未示出)，加热器300直接对安装底座100加热并通过热传导进而间接对喷淋头200加热，安装底座100的挂耳处还设有冷却通道110，其中通入冷却水或者控温制冷剂，对安装底座100进行冷却从而实现间接对喷淋头200冷却。
[0003]目前对于高功率的机台，当偏置功率(bias power)开得较高时，由等离子体的热效应导致的喷淋头升温需要安装底座的较大冷却功率才能保证喷淋头温度可控。在目前设计中，由于冷却功率不足，因而高偏置功率时，其实加热器输出的加热功率已经到0了，喷淋头的控温完全是基于冷却水冷却的被动控温。在这种设计下，当机台用于低偏置功率时，为了保证喷淋头控温稳定，需要加热器输出高功率来对安装底座和喷淋头加热，其中很大一部分能量都被冷却水带走了，导致控温困难并且会导致高功率输出时加热器过热发生烧坏、热膨胀发生变形等问题。
[0004]因此，需要一种在高偏置功率时冷却效率高、低偏置功率时冷却效率相对较低的设计来改善喷淋头温度可控性、降低加热器功率输出及延长加热器的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种安装底座、喷淋头组件、控温方法及等离子体处理装置，能够在高偏置功率时提高冷却效率、低偏置功率时降低冷却效率，改善喷淋头温度可控性、降低加热器功率输出及延长加热器的使用寿命。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种安装底座，应用于一喷淋头组件，所述喷淋头组件还包括加热器和喷淋头，所述加热器用于对所述喷淋头进行加热，所述安装底座设有流通冷却液的冷却通道，用于对所述喷淋头进行冷却，所述安装底座还包括：控温通道，设置于所述冷却通道与所述喷淋头之间的冷却路径上，用于调节所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。
[0008]进一步的，所述控温通道的数量为至少两条，在所述冷却路径上前后依次分布。
[0009]进一步的，所述控温通道设有流体入口和流体出口，流体为冷却液时，所述流体入口低于所述流体出口。
[0010]进一步的，所述控温通道设有流体入口和流体出口，流体为气体时，所述流体入口高于所述流体出口。
[0011]进一步的，所述控温通道内可切换充入冷却液或气体。
[0012]进一步的，所述流体入口和所述流体出口相对设置或同侧设置。
[0013]进一步的，在所述控温通道中通入循环冷却液，提高所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。
[0014]进一步的，在所述控温通道中通入吹扫气体并维持不流动状态，降低所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。
[0015]进一步的，在所述控温通道中维持真空状态，降低所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。
[0016]进一步的，所述安装底座的下表面用于安装所述喷淋头，所述安装底座的上表面部分区域向下凹陷形成的容纳空间用于安装所述加热器，所述安装底座的上表面向外延伸形成挂耳，所述冷却通道设于所述挂耳处。
[0017]进一步的，所述加热器紧贴所述容纳空间的底部表面设置。
[0018]进一步的，所述冷却路径位于所述安装底座的侧壁。
[0019]进一步的所述安装底座的形状为底部封闭的圆桶形。
[0020]进一步的，所述控温通道为围绕所述圆桶形侧壁内的环形通道。
[0021]进一步的，所述控温通道包括在圆周方向间隔设置的多个可独立控制的环段。
[0022]一种喷淋头组件，包括喷淋头、加热器以及如上文任一项所述的安装底座，所述喷淋头和所述加热器安装在所述安装底座上。
[0023]一种喷淋头的控温方法，包括：
[0024]提供如上文所述的喷淋头组件；
[0025]当需要提高所述喷淋头的冷却效率时，在所述控温通道内通入循环冷却液；
[0026]当需要降低所述喷淋头的冷却效率时，在所述控温通道内通入吹扫气体并维持不流动状态，或在所述控温通道内维持真空状态。
[0027]一种等离子体处理装置，包括反应腔和如上文所述的喷淋头组件，所述喷淋头组件安装在所述反应腔的顶部开口处。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0029]在安装底座上除设置冷却通道外，还在冷却通道与所述喷淋头之间冷却路径上新增设置控温通道，通过该控温通道可以增强或减弱所述安装底座上所述冷却通道对所述喷淋头的冷却效果，调节安装底座对喷淋头的冷却效率，从而能够在高偏置功率时提高喷淋头的冷却效率、低偏置功率时降低喷淋头的冷却效率，改善喷淋头温度可控性、降低加热器功率输出及延长加热器的使用寿命。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0031]图1为现有的喷淋头组件的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术一实施例提供的喷淋头组件的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术另一实施例提供的喷淋头组件的结构示意图；
[0034]图4为本专利技术一实施例提供的喷淋头的控温方法的流程图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施方式的目的。为了使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0036]如图2所示，为本专利技术提供的喷淋头组件的安装示意图。在等离子体处理装置中，反应腔400的顶部设有开口，用于安装喷淋头200及其控温、流气装置。喷淋头组件包括喷淋头200以及安装底座100、加热器300，其中，喷淋头200安装在安装底座1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安装底座，应用于一喷淋头组件，所述喷淋头组件还包括加热器和喷淋头，所述加热器用于对所述喷淋头进行加热，所述安装底座设有流通冷却液的冷却通道，用于对所述喷淋头进行冷却，其特征在于，所述安装底座还包括：控温通道，设置于所述冷却通道与所述喷淋头之间的冷却路径上，用于调节所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。2.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，所述控温通道的数量为至少两条，在所述冷却路径上前后依次分布。3.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，所述控温通道设有流体入口和流体出口，流体为冷却液时，所述流体入口低于所述流体出口。4.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，所述控温通道设有流体入口和流体出口，流体为气体时，所述流体入口高于所述流体出口。5.如权利要求3或4所述的安装底座，其特征在于，所述控温通道内可切换充入冷却液或气体。6.如权利要求3或4所述的安装底座，其特征在于，所述流体入口和所述流体出口相对设置或同侧设置。7.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，在所述控温通道中通入循环冷却液，提高所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。8.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，在所述控温通道中通入吹扫气体并维持不流动状态，降低所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。9.如权利要求1所述的安装底座，其特征在于，在所述控温通道中维持真空状态，降低所述安装底座对所述喷淋头的冷却效率。10.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶如彬，吴昊，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：