[发明专利]立体等离子源系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件加工领域，特别涉及一种立体等离子源系统。

背景技术

刻蚀技术是半导体器件的加工中重要的加工技术，等离子源系统是刻蚀设备中至关重要的一部分，刻蚀设备的等离子源分为平面和立体两大类别，立体等离子源能产生更高密度的等离子，从而能够得到更快的刻蚀速率。

目前，立体等离子源的蚀刻设备是电绝缘材料零件的周边设置射频激发装置线圈，由射频激发装置通以射频能量，通过电绝缘材料零件的耦合，在蚀刻设备的腔室内形成等离子体，这样腔室内距离设置射频激发装置线圈越近的区域，等离子的密度越高，等离子会轰击电绝缘材料零件的内表面，为了避免等离子的轰击给电绝缘材料零件造成消耗和出现副产物，在现有技术中电绝缘材料零件采用Al203陶瓷材料。然而，当电绝缘材料零件受到离子轰击，会产生大量的热量，在对应设置射频激发装置线圈的区域产生的热量最大，由于电绝缘材料零件的尺寸较大，并且Al203陶瓷材料的传热效率不足，很容易造成电绝缘材料零件的断裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单、能够提高电绝缘材料零件温度均匀性从而避免其断裂的立体等离子源系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种立体等离子源系统，包括组成可封闭空间的电绝缘材料零件、进气盖板、腔室盖板和金属腔体；以及环绕在电绝缘材料零件周侧的射频激发装置；

所述电绝缘材料零件包括进气端和腔室端；

所述进气盖板覆盖所述进气端；

所述腔室盖板覆盖所述腔室端和所述金属腔体的连接端，并由金属腔体的连接端向外延伸形成第二延伸端；

所述腔室盖板上设置有用于向所述可封闭空间加热的至少一个第二加热器，以及位于所述第二延伸端的第二冷却器；

所述立体等离子源系统还包括位于所述腔室盖板覆盖所述腔室端处的用于检测所述可封闭空间温度的第二热电偶。

在其中一个实施例中，所述进气盖板覆盖并伸出所述进气端形成第一延伸端；

所述进气盖板上设置有用于向所述可封闭空间加热的至少一个第一加热器，以及位于所述第一延伸端的第一冷却器；

所述立体等离子源系统还包括位于所述进气盖板覆盖所述进气端处的用于检测所述可封闭空间温度的温度的第一热电偶。

在其中一个实施例中，所述进气盖板覆盖在所述进气端的部分为第一加热区，超出所述进气端的部分为第一冷却区；

所述腔室盖板覆盖在所述金属腔体的连接端的部分为第二加热区，超出所述金属腔体的连接端的部分为第二冷却区；

所述第一加热器设置在所述第一加热区；

所述第一冷却器设置在所述第一冷却区；

所述第二加热器设置在所述第二加热区；

所述第二冷却器设置在所述第二冷却区。

在其中一个实施例中，所述进气盖板和所述腔室盖板的厚度均大于15毫米。

在其中一个实施例中，所述第一加热区设置第一凹槽；

所述第二加热区设置第二凹槽；

所述第一加热器设置在所述第一凹槽内，并通过螺栓固定在所述第一凹槽内；

所述第二加热器设置在所述第二凹槽内，并通过螺栓固定在所述第二凹槽内。

在其中一个实施例中，所述第一加热器和所述第二加热器均为铠装加热丝。

在其中一个实施例中，还包括第一功率调节控制器和第二功率调节控制器；

所述第一功率调节控制器与所述第一加热器电连接，用于对所述第一加热器的加热功率进行调节；

所述第二功率调节控制器与所述第二加热器电连接，用于对所述第二加热器的加热功率进行调节。

在其中一个实施例中，所述第一冷却区设置第三凹槽；

所述第二冷却区设置第四凹槽；

所述第一冷却器设置在所述第三凹槽内，并通过螺钉固定在所述第三凹槽内；

所述第二冷却器设置在所述第四凹槽内，并通过螺钉固定在所述第四凹槽内。

在其中一个实施例中，还包括冷却系统，

所述第一冷却器和所述第二冷却器均通过管道与冷却系统相连通；

所述第一冷却器的内部和所述第二冷却器的内部均流通有由冷却系统通过管道提供的冷媒。

在其中一个实施例中，所述冷却系统设置第一调压阀和第二调压阀，用于调节所述第一冷却器和第二冷却器内部的冷媒流量；

所述冷却系统还设置第一流量监控器和第二流量监控器，用于对所述第一冷却器和第二冷却器内部的冷媒流量进行监控并记录。