[发明专利]上电极组件及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种上电极组件及半导体加工设备，其包括设置在腔室盖板上的介质桶、环绕在该介质桶周围的线圈、用于加热介质桶的加热机构、上加热带和下加热带，其中，上加热带和下加热带分别套设在介质桶的外周壁的顶部和底部，且分别位于线圈的上方和下方。本发明提供的上电极组件，其不仅可以提高介质桶的温控准确性和温度均匀性，而且还可以提高热传递效率，从而可以提高工艺质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种上电极组件及半导体加工设备。

背景技术

目前，等离子体加工设备越来越广泛地应用于集成电路(IC)、功率器件、MEMS器件等的制造工艺中。其中一个显著的应用就是电感耦合等离子体(Inductive CoupledPlasma，简称ICP)设备，其由电流通过射频线圈产生的电磁场激发反应气体产生等离子体。随着高刻蚀速率的需求不断增高，要求等离子体的密度也随之增大，为此，采用立体线圈环绕在陶瓷桶外侧已成必然。在进行工艺的过程中，温度是保证高质量工艺结果和反应腔室稳定性的重要参数，温度的准确性直接影响刻蚀速率的均匀性和CD的均匀性。

图1为现有的上电极组件的剖视图。请参阅图1，上电极组件安装在反应腔室的腔室顶盖1上，且包括陶瓷桶2、上盖板5和立体线圈3和加热机构7。其中，上盖板5设置在陶瓷桶2的顶部，并且在上盖板5与陶瓷桶2之间设置有密封圈4，用以对二者之间的间隙进行密封。立体线圈3环绕设置在陶瓷桶2的外侧。加热机构7通常由多个加热棒组成，且设置在上盖板5上，用以通过加热上盖板5间接加热陶瓷桶2。

上述上电极组件在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，由于加热机构7是通过加热上盖板5间接加热陶瓷桶2，而且设置在上盖板5与陶瓷桶2之间的密封圈4的导热性很差，因而通过控制上盖板5的温度来间接控制陶瓷桶2的温度，这种控温方式非常不准确。

其二，由于加热机构7设置在上盖板5上，由加热机构7产生的热量，需要自上而下逐渐地传递至陶瓷桶2的底部，这不仅热传递效率较低，而且导致陶瓷桶2在其轴向上的温度分布不均匀。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种上电极组件及半导体加工设备，其不仅可以提高介质桶的温控准确性和温度均匀性，而且还可以提高热传递效率，从而可以提高工艺质量。

为实现本发明的目的而提供一种上电极组件，包括设置在腔室盖板上的介质桶、环绕在所述介质桶周围的线圈以及用于加热所述介质桶的加热机构，所述加热机构包括上加热带和下加热带，二者分别套设在所述介质桶的外周壁的顶部和底部，且分别位于所述线圈的上方和下方。

优选的，还包括用于冷却所述介质桶的冷却机构。

优选的，所述冷却机构包括冷却盖板、冷却套筒和风扇，其中，所述冷却套筒环绕在所述介质桶的周围，且位于所述线圈的外侧，并且在所述冷却套筒的底部设置有排气孔；所述冷却盖板设置在所述冷却套筒的顶部，在所述冷却盖板、冷却套筒和所述介质桶之间形成环形空间，并且在所述冷却盖板中设置有进气通道，所述进气通道与所述环形空间相连通；所述风扇用于通过所述进气通道向所述环形空间内送风。

优选的，所述进气通道包括匀流腔和多个进气孔，其中，所述风扇设置在所述冷却盖板上，且位于所述匀流腔顶部的中心位置处，用以向所述匀流腔送风；所述多个进气孔设置在所述冷却盖板上，且位于所述匀流腔的底部；并且所述多个进气孔沿所述环形空间的周向均匀分布；每个所述进气孔分别与所述匀流腔和所述环形空间相连通。

优选的，所述上电极组件还包括用于向所述介质桶所括空间内输送工艺气体的进气管路，所述进气管路的出气端设置在所述介质桶的内周壁上，所述进气管路的进气端自所述冷却盖板延伸出去。