[发明专利]一种用于电感耦合型等离子处理器射频窗口的加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体等离子刻蚀领域，特别涉及一种用于电感耦合型等离子处理器射频窗口的加热装置。

背景技术

在半导体处理领域广泛应用电感耦合型（ICP）等离子处理设备，ICP等离子处理设备具有反应气体解离率高这一优点，相比电容耦合型同样功率的RF电源能够产生浓度更高的等离子体，在硅刻蚀领域被广泛采用。如图3所示为典型的ICP反应器结构，ICP反应器包括反应腔100，反应腔内包括基座20，基座上方固定有待处理的基片。基座中通常还通过一个匹配网络1连接到一个低频的射频电源，以控制刻蚀中的等离子能量。反应腔顶部包括绝缘材料制成的射频窗110，射频窗通常由氧化硅或者氧化铝制成，能够让高频磁场穿过同时密封反应器顶部。由于反应器内部等离子分布不均匀，射频窗的热量也会不均匀的被导走，所以射频窗上整体会出现不均匀的温度分布，这对下方等离子处理均一性的改善带来不利影响，严重时温度梯度过大还会造成射频窗开裂。为了改善温度均一性通常会在射频窗上设置一个加热装置120以补偿下方温度的不均匀。加热装置120上方还可以设置一个法拉第屏蔽板以屏蔽电场对反应器内部造成的影响。一个高频射频电源通过匹配网络2和导线142连接到设置于屏蔽板上方的电感线圈以激励通入反应器内的气体产生等离子体。射频窗口（RF window）对于刻蚀过程中是至关重要的，因为射频窗口表面直接接触等离子体，且沉积在射频窗口表面上的化学物质会影响半导体晶片上的刻蚀质量。另一方面，等离子体能够升温射频窗口，使得温射频窗口温度上下波动，并导致射频窗口温度不均匀。现有技术中加热器通常采用较厚电阻丝，连接到外部电源进行加热。但是电阻丝无法有效地将产生的热量传导到整个射频窗表面上，所以对温度均匀性的改善有限，所以需要一种低成本的改善射频窗温度均匀性的加热装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电感耦合型等离子处理器射频窗口的加热装置，该装置使得射频窗口受热均匀，可以避免射频窗口由于等离子体引起的温度波动及不稳定现象。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于电感耦合型等离子处理器射频窗口的加热装置，该装置加热射频窗口，其特点是，该加热装置包含：至少一个加热器，其贴合设置在射频窗口上，所述的加热器包含电阻丝、包裹在电阻丝上的绝缘薄膜，且所述加热器厚度小于1mm；

所述加热器的电阻丝包括多个从射频窗口中心向射频窗口边缘延展的电阻丝段，每个电阻丝段在两个端点通过一个连接部与相邻的电阻丝端连接，所述多个电阻丝段与多个连接部共同构成加热器。

所述的绝缘薄膜采用聚酰亚胺。

所述的加热器呈环状部分覆盖在所述的射频窗口上，围绕射频窗口上表面外围。

所述的加热器全部覆盖在所述的射频窗口上。

在所述的射频窗口上部设有射频线圈。

所述加热器的电阻丝沿着射频窗口径向分布，防止射频线圈产生的电磁场在电阻丝中产生感应电流。

所述多个电阻丝段的长度总和大于所述多个连接部长度总和的3倍以上。

所述加热器覆盖所述射频窗口顶部外围圆周。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明由于在射频窗口设有散热器，可以避免射频窗口由于等离子体引起的温度波动及不稳定现象。

本发明在电阻丝上包裹一层聚酰亚胺薄膜，该材料具有优良的化学稳定性、耐高温性、坚韧性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性，使得电阻丝体积小、形变大。

本发明电阻丝沿着射频窗口径向分布，防止射频线圈产生的电磁场在电阻丝产生感应电流。

附图说明

图1为本发明一种用于射频窗口的加热装置的结构示意图。

图2为本发明一种用于射频窗口的加热装置中电阻丝沿射频窗口周向分布的示意图。

图3是现有技术电感耦合（ICP）等离子处理器结构图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种用于射频窗口的加热装置，该装置加热射频窗口1，该装置包含：一个或多个加热器2，加热器2贴合设置在射频窗口1上方，该加热器2将射频窗口1分割成若干个温控区，保证温控区受热均匀。