一種icp刻蝕器件中的加熱組件及加熱組件設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種ICP刻蝕器件中的加熱組件及加熱組件設(shè)置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，是ICP刻蝕器件I的結(jié)構(gòu)示意圖，該ICP刻蝕器件中包含平面螺旋感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2的兩端通過(guò)引線201連接射頻源3，感應(yīng)線圈2在射頻源3的激勵(lì)下，產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)(磁感線7如圖1中虛線所示)。陶瓷射頻窗103將平面螺旋感應(yīng)線圈2和真空腔101隔離開(kāi)來(lái)，真空腔101內(nèi)充滿反應(yīng)氣體，在電磁場(chǎng)的作用下，氣體放電產(chǎn)生等離子體102，對(duì)半導(dǎo)體基片5進(jìn)行刻蝕。加熱組件4包含電阻絲401 (如圖2所示)，電阻絲401設(shè)置在陶瓷射頻窗103上方，位于平面螺旋感應(yīng)線圈2下方，該電阻絲401的兩端連接電源
6。如圖2所示，輸入電流Iin從電源6流入電阻絲401的一端，輸出電流I _從電阻絲的另一端流出回到電源6，形成完整的閉合回路。電流通過(guò)電阻絲401產(chǎn)生熱量，對(duì)陶瓷射頻窗103進(jìn)行加熱，從而使真空腔101維持恒定的溫度來(lái)提供刻蝕速率的一致性和均一性。
[0003]根據(jù)楞次定律，閉合線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度(磁通量)和線圈內(nèi)閉合區(qū)域面積的變化率。ICP刻蝕器件I的加熱組件4中的電阻絲401和電源6組成閉合回路，在進(jìn)行刻蝕的過(guò)程中，雖然電阻絲401形成的閉合線圈的面積固定，不會(huì)發(fā)生變化，但是由于射頻源3采用交流射頻源，因此感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向會(huì)隨著電流方向的改變而改變，這就引起穿過(guò)電阻絲401形成的閉合回路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，這些感應(yīng)電流又進(jìn)一步產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的電磁場(chǎng)方向相反，就抵消了一部分感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的本來(lái)會(huì)向下穿過(guò)陶瓷射頻窗103進(jìn)入真空腔101的電磁場(chǎng)，這會(huì)導(dǎo)致耦合效率的大幅降低。這些感應(yīng)電流流過(guò)電阻絲401也會(huì)發(fā)熱，形成的熱量受感應(yīng)電流大小影響，最終使得加熱組件4上產(chǎn)生的熱量既要受外部加熱源6的控制，也受感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響。感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度是需要根據(jù)等離子處理工藝的需要隨意設(shè)置的，但是陶瓷射頻窗103上的溫度分布確需要相對(duì)較穩(wěn)定的控制，不能快速突變，否則會(huì)因?yàn)轭l繁的熱膨脹收縮而開(kāi)裂。所以業(yè)界需要能夠避免感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)加熱組件的干擾的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷射頻窗上溫度的精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種ICP刻蝕器件中的加熱組件及加熱組件設(shè)置方法，可避免在加熱組件形成的閉合回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大大降低了對(duì)感應(yīng)線圈形成的感應(yīng)磁場(chǎng)的影響，提高了加熱的能力和均勻性。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種ICP刻蝕器件中的加熱組件，該加熱組件設(shè)置在ICP刻蝕器件中，所述的ICP刻蝕器件包含:
感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈的兩端通過(guò)引線連接射頻源，在射頻源的激勵(lì)下，感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)；
真空腔，真空腔內(nèi)的反應(yīng)氣體在感應(yīng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生等離子體，對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行刻蝕；
陶瓷射頻窗，其將感應(yīng)線圈和真空腔隔離開(kāi)來(lái)；
所述的加熱組件包含電阻絲組件和隔離組件，所述的電阻絲組件和隔離組件設(shè)置在陶瓷射頻窗上表面，位于感應(yīng)線圈下方；
所述的電阻絲組件包含:
多層上下相疊設(shè)置的電阻絲部分，每一層電阻絲部分形成電阻絲層；
連接位于相鄰電阻絲層內(nèi)的至少兩個(gè)電阻絲部分的電阻絲連接部分；所述的隔離組件包含多個(gè)設(shè)置在相鄰電阻絲層之間的絕緣材料層；
所有電阻絲層上的電阻絲部分形狀相同且位置上下重合。
[0006]所述的電阻絲層的數(shù)量M為偶數(shù)，所述的電阻絲連接部分的數(shù)量N=M-1，所述的絕緣材料層的數(shù)量L= N=M-10
[0007]所述電阻絲組件的電流入口端位于第一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于最后一層電阻絲層；或者，電阻絲組件的電流入口端位于最后一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于第一層電阻絲層。
[0008]所述的加熱組件還包含連接電阻絲組件的電流入口端和電流出口端的電源。
[0009]本發(fā)明還提供一種設(shè)置ICP刻蝕器件中的加熱組件的方法，該方法將一根完整的電阻絲組件分層設(shè)置，該電阻絲組件分為電阻絲部分和電阻絲連接部分，所述的電阻絲部分多層上下相疊設(shè)置，每一層電阻絲部分形成電阻絲層，電阻絲連接部分連接位于相鄰電阻絲層內(nèi)的至少兩個(gè)電阻絲部分，該方法還設(shè)置隔離組件，所述的隔離組件包含多個(gè)設(shè)置在相鄰電阻絲層之間的絕緣材料層；
要保證分層設(shè)置的電阻絲組件滿足以下條件:
所有電阻絲層上的電阻絲部分形狀相同且位置上下重合，將電阻絲組件的閉合回路的面積減小到趨近為O。
[0010]所述的電阻絲層的數(shù)量M為偶數(shù)，所述的電阻絲連接部分的數(shù)量N=M-1，所述的絕緣材料層的數(shù)量L= N=M-10
[0011]所述電阻絲組件的電流入口端位于第一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于最后一層電阻絲層；或者，電阻絲組件的電流入口端位于最后一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于第一層電阻絲層。
[0012]本發(fā)明還提供一種ICP刻蝕器件，該ICP刻蝕器件包含:
感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈的兩端通過(guò)引線連接射頻源，在射頻源的激勵(lì)下，感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)；
真空腔，真空腔內(nèi)的反應(yīng)氣體在感應(yīng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生等離子體，對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行刻蝕；
陶瓷射頻窗，其將感應(yīng)線圈和真空腔隔離開(kāi)來(lái)；
加熱組件，其設(shè)置在ICP刻蝕器件中；
所述的加熱組件包含電阻絲組件和隔離組件，所述的電阻絲組件和隔離組件設(shè)置在陶瓷射頻窗上表面，位于感應(yīng)線圈下方； 所述的電阻絲組件包含:
多層上下相疊設(shè)置的電阻絲部分，每一層電阻絲部分形成電阻絲層；
連接位于相鄰電阻絲層內(nèi)的至少兩個(gè)電阻絲部分的電阻絲連接部分；所述的隔離組件包含多個(gè)設(shè)置在相鄰電阻絲層之間的絕緣材料層；
所有電阻絲層上的電阻絲部分形狀相同且位置上下重合。
[0013]所述的電阻絲層的數(shù)量M為偶數(shù)，所述的電阻絲連接部分的數(shù)量N=M-1，所述的絕緣材料層的數(shù)量L= N=M-10
[0014]所述電阻絲組件的電流入口端位于第一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于最后一層電阻絲層；或者，電阻絲組件的電流入口端位于最后一層電阻絲層，電阻絲組件的電流出口端位于第一層電阻絲層。
[0015]所述的加熱組件還包含連接電阻絲組件的電流入口端和電流出口端的電源。
[0016]本發(fā)明可避免在加熱組件形成的閉合回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大大降低了對(duì)感應(yīng)線圈形成的感應(yīng)磁場(chǎng)的影響，提高了加熱的能力和均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是【背景技術(shù)】中ICP刻蝕器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是【背景技術(shù)】中加熱組件中電阻絲的布置形式示意圖。
[0019]圖3是包含本發(fā)明提供的加熱組件的ICP刻蝕器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明提供的加熱組件中的電阻絲組件的剖面圖。
[0021]圖5是本發(fā)明提供的加熱組件中的電阻絲組件的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下根據(jù)圖3?圖5，具體說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
[0023]如圖3所示，所述的ICP刻蝕器件I包含:
感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2的兩端通過(guò)引線201連接射頻源3，在射頻源3的激勵(lì)下，感應(yīng)線圈2產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)；
真空腔101，真空腔101內(nèi)的反應(yīng)氣體在感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生等離子體102，對(duì)半導(dǎo)體基片5進(jìn)行刻蝕；
陶瓷射頻窗103，其將感應(yīng)線圈2和真空腔101隔離開(kāi)來(lái)，該陶瓷射頻窗103是平板狀的，或者是穹頂形的；
加熱組件8包含電阻絲801和連接電阻絲兩端的電源9，所述的電阻絲801設(shè)置在陶瓷射頻窗103上，位于感應(yīng)線圈2下方。
[0024]根據(jù)楞次定律，閉合線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度(磁通量)和線圈內(nèi)閉合區(qū)域面積的變化率。在ICP刻蝕器件I中，難以控制穿過(guò)電阻絲801組成的閉合回路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，那么如果能夠盡量減小電阻絲801的閉合回路的面積，就能減少產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的影響，如果能將電阻絲801的閉合回路的面積減小到趨近為0，就完全沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流產(chǎn)生，也就不會(huì)對(duì)感應(yīng)線圈2產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)帶來(lái)任何影響。
[0025]按此思路，本發(fā)明提供一種ICP刻蝕器件中的加熱組件，該加熱組件設(shè)置在ICP刻蝕器件中，加熱組件8包含電阻絲組件801和隔離組件，還包含連接電阻絲組件801的電流入口端83和電流出口端84的電源9，所述的電阻絲組件801和隔離組件設(shè)置在陶瓷射頻窗103上，位于感應(yīng)線圈2下方。
[0026]如圖4所示，所述的電阻絲組件801是分層設(shè)置的一根完整電阻絲，該電阻絲組件801包含:
多層上下相疊置的電阻絲部分81，每一層電阻絲部分81形成電阻絲層；
連接位于相鄰電阻絲層內(nèi)的至少兩個(gè)電阻絲部分81的電阻絲連接部分82。
[0027]所述的隔離組件包含多個(gè)設(shè)置在相鄰電阻絲層之間的絕緣材料層；
如圖5所示，所有電阻絲層上的電阻絲部分81形狀相同且位置上下重合，將電阻絲組件801的閉合回路的面積減小到趨近為O。
[0028]電阻絲組件801的電流入口端83位于第一層電阻絲層，電阻絲組件801的電流出口端84位于最后一層電阻絲層；或者，電阻絲組件801的電流入口端83位于最后一層電阻絲層，電阻絲組件801的電流出口端84位于第一層電阻絲層。
[0029]所述的電阻絲層的數(shù)