等离子处理装置、绝缘窗口及其控温方法制造方法及图纸

一种等离子处理装置、绝缘窗口及其控温方法，其中，绝缘窗口包括：绝缘窗口本体；气体通道，开设于所述绝缘窗口本体内；热气体源和冷气体源，用于向所述气体通道内输送热气体和冷气体；阀装置，用于调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比，以控制所述气体通道内气体的温度；控制器，用于控制所述阀装置来调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。所述绝缘窗口的温度动态可控，且均匀性较好。且均匀性较好。且均匀性较好。

【技术实现步骤摘要】
等离子处理装置、绝缘窗口及其控温方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种等离子处理装置、绝缘窗口及其控温方法。

技术介绍

[0002]等离子体处理装置被广泛应用再半导体领域内，用于对待处理基片进行高精度的加工，如：等离子体刻蚀、化学气相沉积，其中，电感耦合等离子体处理装置因具有刻蚀速率高、选择比高且大面积均匀性好的特点被广泛应用在硅刻蚀领域。所述电感耦合等离子体处理装置包括绝缘窗口，所述电感耦合等离子体处理装置内进行等离子体刻蚀工艺，在等离子体刻蚀工艺中，为了更稳定的工艺，需对绝缘窗口进行加热并保持一个较高的温度，以匹配等离子体处理装置的反应腔内的等离子体的温度。通常控制绝缘窗口的温度的方法包括：在所述绝缘窗口的表面贴设有加热器，另配置有风扇冷却来保持平衡。由于排风受限，当等离子体较强时，即使在加热器没有输出的情况下，绝缘窗口还是处于不可控的超过设定值。
[0003]因此，需要提供一种能够动态可控地调整绝缘窗口的温度。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供了一种等离子处理装置、绝缘窗口及其控温方法，以动态可控地调整绝缘窗口的温度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种绝缘窗口，包括：绝缘窗口本体；气体通道，开设于所述绝缘窗口本体内；热气体源和冷气体源，用于向所述气体通道内输送热气体和冷气体；阀装置，用于调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比，以控制所述气体通道内气体的温度；控制器，用于控制所述阀装置来调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。
[0006]可选的，还包括：温度传感器，用于检测所述绝缘窗口本体的温度并将检测结果发送至所述控制器，所述控制器根据检测结果和目标温度，向所述阀装置发送指示信号，指示调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。
[0007]可选的，所述热气体源的热气体温度范围为：100摄氏度～150摄氏度；所述冷气体源的冷气体温度范围为：0摄氏度～40摄氏度。
[0008]可选的，所述气体通道包括：环形通道和位于所述环形通道内的辐射形通道，所述辐射形通道的两端与环形通道连通，所述气体通道还设有与环形通道连通的入口和出口，所述入口和出口之间相互隔离；所述热气体源和冷气体源与所述入口连通，所述热气体源的热气体和冷气体源的冷气气体在气体通道内传输后，通过所述出口输出。
[0009]可选的，所述气体通道为螺旋形通道，所述螺旋形通道包括入口和出口，所述入口为螺旋形通道内的端部，所述出口为螺旋形通道外的端部。
[0010]可选的，还包括：汇合输入管路，用于汇合所述热气体源的热气体与冷气体源的冷气体，并将混合后的气体输送至所述气体通道。
[0011]可选的，还包括：输出管路，用于输出气体通道内的气体。
[0012]可选的，所述输出管路与热气体源连通。
[0013]可选的，所述绝缘窗口的材料包括：陶瓷材料或石英。
[0014]相应的，本专利技术还提供一种等离子体处理装置，包括：反应腔，其包括反应腔侧壁；上述的绝缘窗口，位于所述反应腔侧壁上方；电感线圈，位于所述绝缘窗口上方。
[0015]可选的，还包括：射频功率源，与所述电感线圈电连接；偏置功率源，与所述基座电连接。
[0016]相应的，本专利技术还提供一种绝缘窗口控温的方法，包括：提供热气体源和冷气体源，使所述热气体源的热气体和冷气体源的冷气体进入气体通道内；通过控制器控制阀装置来调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。
[0017]可选的，还包括：温度传感器，利用所述温度传感器检测所述绝缘窗口本体的温度并将检测结果发送至所述控制器，所述控制器根据检测结果和目标温度，向所述阀装置发送指示信号，指示调整调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。
[0018]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0019]本专利技术技术方案提供的等离子体处理装置中，由于所述绝缘窗口本体内增设有气体通道，所述气体通道内用于输送冷气体源提供的冷气和热气体源提供的热气，通过控制器控制阀装置调节流通于气体通道内的热气体和冷气体的混合比，有利于使绝缘窗口的实际温度与设定温度相一致，且能够动态可控地调节绝缘窗口的温度。
[0020]进一步，通过热气体加热绝缘窗口，而不采用电阻丝加热绝缘窗口，有利于避免电阻丝对射频的干扰。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种等离子处理装置的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术一种绝缘窗口的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术另一种绝缘窗口的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术绝缘窗口控温方法的流程图。
具体实施方式
[0025]正如
技术介绍
所述，迫切需要在一种绝缘窗口以动态可控地调整绝缘窗口的温度，为此，本专利技术致力于提供一种绝缘窗口及包含所述绝缘窗口的等离子体处理装置，以下进行详细说明：
[0026]图1为本专利技术一种等离子处理装置的结构示意图。
[0027]请参考图1，等离子体处理装置1包括：反应腔10，其内为真空环境，其包括反应腔侧壁；绝缘窗口12，位于所述反应腔侧壁上方。
[0028]所述反应腔10内为真空环境，其包括由金属材料制成的大致为圆柱形的反应腔侧壁，反应腔侧壁上设置一开口11用于容纳基片进出。反应腔侧壁上方设置一绝缘窗口12，所述绝缘窗口12的材料包括陶瓷材料或石英，绝缘窗口12上方设置电感耦合线圈13，射频功率源16通过射频匹配网络17将射频电压施加到电感耦合线圈13上。
[0029]反应腔10内部设置一内衬14，用以保护反应腔10内壁不被等离子体腐蚀，反应腔
侧壁靠近绝缘窗口12的一端设置气体注入口15，在其他实施例中也可以在绝缘窗口12的中心区域设置气体注入口，气体注入口15用于将反应气体注入反应腔10内，射频功率源16的射频功率驱动电感耦合线圈13产生较强的高频交变磁场，使得反应腔10内低压的反应气体被电离产生等离子体。在反应腔10内底部设置下电极组件11，承载待处理基片W。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待处理基片的表面发生多种物理和化学反应，使得基片表面的形貌发生改变，即完成刻蚀过程。一偏置射频功率源18通过射频匹配网络19将偏置射频电压施加到基座上，用于控制等离子体中带电粒子的轰击方向。
[0030]由于等离子体充斥在所述绝缘窗口12与下电极组件11之间，所述绝缘窗口12的下方将接触等离子体，所述等离子体的强度较高，将使绝缘窗口12的温度较高，所述绝缘窗口12温度的高低和均匀性，将影响工艺的稳定性，因此，迫切需要提高绝缘窗口12温度的可控性，以提高工艺的可控性和稳定性。
[0031]如下对如何提高绝缘窗口12温度可控性进行详细说明：
[0032]图2为本专利技术一种绝缘窗口的结构示意图。
[0033]请参考图2，绝缘窗口12包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘窗口，其特征在于，包括：绝缘窗口本体；气体通道，开设于所述绝缘窗口本体内；热气体源和冷气体源，用于向所述气体通道内输送热气体和冷气体；阀装置，用于调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比，以控制所述气体通道内气体的温度；控制器，用于控制所述阀装置来调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。2.如权利要求1所述的绝缘窗口，其特征在于，还包括：温度传感器，用于检测所述绝缘窗口本体的温度并将检测结果发送至所述控制器，所述控制器根据检测结果和目标温度，向所述阀装置发送指示信号，指示调整流通于所述气体通道内热气体相对于冷气体的混合比。3.如权利要求1所述的绝缘窗口，其特征在于，所述热气体源的热气体温度范围为：100摄氏度～150摄氏度；所述冷气体源的冷气体温度范围为：0摄氏度～40摄氏度。4.如权利要求1所述的绝缘窗口，其特征在于，所述气体通道包括：环形通道和位于所述环形通道内的辐射形通道，所述辐射形通道的两端与环形通道连通，所述气体通道还设有与环形通道连通的入口和出口，所述入口和出口之间相互隔离；所述热气体源和冷气体源与所述入口连通，所述热气体源的热气体和冷气体源的冷气气体在气体通道内传输后，通过所述出口输出。5.如权利要求1所述的绝缘窗口，其特征在于，所述气体通道为螺旋形通道，所述螺旋形通道包括入口和出口，所述入口为螺旋形通道内的端部，所述出口为螺旋形通道外的端部...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴文林，陈煌琳，
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：