[發明專利]一種等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201310299430.3
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN104299874B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 左濤濤;吳狄
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及等離子體處理技術領域，尤其涉及一種電感耦合等離子體處理裝置。

背景技術

等離子體處理裝置廣泛應用于集成電路的制造工藝中，如沉積、刻蝕等。其中，電感耦合型等離子體(ICP，Inductively Coupled Plasma)裝置是等離子體處理裝置中的主流技術之一，其原理主要是使用射頻功率驅動電感耦合線圈產生較強的高頻交變磁場，使得低壓的反應氣體被電離產生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發態的原子、分子和自由基等活性粒子，上述活性粒子可以和待處理晶圓的表面發生多種物理和化學反應，使得晶圓表面的形貌發生改變，即完成刻蝕過程；另外，上述活性離子比常規的氣態反應物具有更高的活性，可以促進反應氣體間的化學反應，即可以實現等離子體增強型化學氣相沉積(PECVD)

根據等離子體刻蝕工藝的要求，產生的等離子體通常要達到一定的溫度才能進行更好地刻蝕工藝，故在等離子體區域需設置對等離子體進行加溫的裝置。現有技術中，在等離子體處理裝置的側壁內部設置一加熱元件，通過加熱元件實現對反應腔內的等離子體的溫度控制。然而，由于反應腔的側壁材料為熱的良導體，加熱元件在加熱反應腔內部等離子體的同時也會使得反應腔外部溫度過高，同時，加熱元件提供的熱量向上、向下傳導，不僅浪費能量，同時使反應腔的其他部件溫度不可控，影響刻蝕工藝的進行。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種等離子體處理裝置，包括至少一個腔體外殼和至少一個反應腔，反應腔內設置基座用于支撐基片，所述腔體外殼包括一絕緣窗口和位于絕緣窗口下方的腔體蓋，腔體蓋下方設置腔體側壁，所述腔體蓋和所述腔體側壁之間設置一等離子體加熱環，所述等離子體加熱環內設置一加熱元件，所述加熱元件周圍設置至少一條隔熱渠道。

優選的，所述加熱元件周圍設置至少兩條隔熱渠道，所述第一條隔熱渠道靠近所述等離子體加熱環與所述腔體蓋的接觸面，所述第二條隔熱渠道靠近所述等離子體加熱環與所述腔體側壁的接觸面，所述兩條隔熱渠道大體平行。

進一步的，所述加熱元件周圍還設置第三條隔熱渠道，所述第三條隔熱渠道大體垂直于所述第一條隔熱渠道和所述第二條隔熱渠道。

優選的，所述第三條隔熱渠道設置于所述加熱元件靠近所述反應腔外部空間的一側。

優選的，所述的第三條隔熱渠道與所述前兩條隔熱渠道相連通。

優選的，所述加熱元件周圍設置一條隔熱渠道，所述隔熱渠道為環繞所述加熱元件設置的弧形渠道，其設置于所述加熱元件靠近反應腔外部空間的一側。

優選的，所述等離子體加熱環為鋁或鋁合金材質。

優選的，所述等離子體處理裝置為電感耦合等離子體處理裝置。

優選的，所述等離子體加熱環包括靠近腔體蓋的上端和靠近腔體側壁的下端，所述上端徑向寬度大于所述下端徑向寬度。

優選的，所述等離子體加熱環的下端和所述腔體側壁平行設置且兩者之間設置一定縫隙。

本發明的優點在于：通過設置一帶加熱元件的等離子體加熱環，實現對反應腔內的等離子體加熱，滿足刻蝕工藝對等離子體溫度的要求；在所述加熱元件的周圍設置隔熱渠道，將等離子體加熱環的加熱元件產生的熱量與周圍的部件和外部空間進行隔離，在使得熱量不被損耗的同時，保證了各個部件之間的溫度能獨立控制，便于反應工藝在不同位置對溫度的不同需求。隔熱渠道將加熱元件產生的熱量與外部空間進行隔離，能保證外部空間的溫度不會對操作人員造成威脅。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

如下附圖構成了本說明書的一部分，和說明書一起列舉了不同的實施例，以解釋和闡明本發明的宗旨。以下附圖并沒有描繪出具體實施例的所有技術特征，也沒有描繪出部件的實際大小和真實比例。

圖1示出本發明所述的等離子體處理裝置結構示意圖；

圖2示出腔體外殼的局部結構示意圖。

具體實施方式

本發明公開了一種等離子體處理裝置，為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式做詳細的說明。