[发明专利]一种绝缘窗及其控制方法、及等离子体处理装置

说明书

本发明提供了一种绝缘窗及其控制方法、及等离子体处理装置，通过在绝缘窗上设置加热装置和半导体制冷器，实现了对绝缘窗温度的均一控制，半导体制冷器可以有效降低窗中心的温度，另外，半导体制冷器可以实现加热和冷却双重功能。

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀技术领域，尤其涉及一种用于等离子体刻蚀的绝缘窗技术领域。

背景技术

对于等离子体刻蚀技术，该技术是向反应腔内输入工艺气体，射频源被电感或电容耦合至反应腔内部来激励工艺气体，以形成和保持等离子体，在反应腔内部，晶圆被基板支撑而暴露在工艺气体中，实现刻蚀。其中，电感耦合等离子体(Inductive CoupledPlasma，ICP)是常见的技术，该技术是在反应腔上部覆盖绝缘窗，例如陶瓷窗，绝缘窗上部排布线圈。

随着晶圆的加工精度越来越高，对于陶瓷窗温度的均一性要求也越来越高。

现有技术中，为了保证陶瓷窗温度的均一性，需要对陶瓷窗进行温度控制，以防陶瓷窗温度差异对晶圆表面的均匀性产生影响。现有的温度控制方法是在陶瓷窗上粘贴加热装置，并在陶瓷窗上方安装风扇进行冷却，实现对陶瓷窗的加热和冷却。然而，在刻蚀过程中，等离子体的热量会集中加热陶瓷窗的中心部位，仅利用风扇难以对陶瓷窗实现精确降温。因此，亟需一种解决方案以适应陶瓷窗温度均一性的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种绝缘窗，其用于等离子体处理装置，包括：窗主体，所述窗主体具有内部区域和围绕内部区域的至少一部分的外部区域；温度控制装置，其包括加热装置和区域温控装置；所述加热装置至少位于所述窗主体的外部区域；所述区域温控装置位于所述窗主体的内部区域，其中，区域温控装置为半导体制冷器，所述半导体制冷器用于在等离子体产生之前对所述窗主体加热。

可选的，所述半导体制冷器还用于在等离子体产生时对窗主体冷却。

可选的，所述加热装置大致呈环形分布且形成至少一个环，所述半导体制冷器大致呈环形分布且形成至少一个环；其中，所述加热装置的功率密度沿着所述窗主体的径向方向由外部区域向内部区域减小，所述区域温控装置的功率密度沿着所述窗主体的径向方向由外部区域向内部区域增加。

可选的，半导体制冷器与加热装置在内部区域中沿着周向方向交替设置。

可选的，所述加热装置为加热贴片，所述加热贴片中间夹设有加热丝；所述加热丝具有短弯折部和长弯折部，所述短弯折部和长弯折部在窗主体的周向方向上交替设置并彼此相连形成大致的第一加热环；其中，长弯折部沿着窗主体的径向向内部区域延伸。

可选的，所述长弯折部沿着窗主体的径向向中心延伸的部分延伸至内部区域的窗主体的中心附近。

可选的，短弯折部由至少一个短弯折单元构成，且长弯折部由至少一个长弯折单元构成。

可选的，加热装置还包括第二加热环，所述第二加热环与第一加热环相邻，且位于第一加热环靠近内部区域一侧。

可选的，所述第二加热环为中间夹设有加热丝的加热贴片，所述加热丝具有短弯折部和长弯折部，所述短弯折部和长弯折部在窗主体的周向方向上交替设置并彼此相连形成大致的第二加热环；其中，长弯折部沿着窗主体的径向向内部区域延伸。

可选的，所述半导体制冷器包括第一半导体制冷器，所述第一半导体制冷器包括多个制冷单元，所述制冷单元为方形、扇形或环形，所述制冷单元形成大致的第一环形。

可选的，所述半导体制冷器包括第一半导体制冷器，所述第一半导体制冷器包括多个制冷单元，所述制冷单元为方形或扇形，所述制冷单元形成大致的第一环形，所述制冷单元和长弯折部的向内部区域延伸的部分交替设置。