[发明专利]ICP刻蚀机台及其绝缘窗口薄膜加热器装置和温度控制方法

说明书

本发明公开一种绝缘窗口薄膜加热器装置，该装置包含：设置于绝缘窗口顶部的电绝缘板，设置于电绝缘板上的粘结层，设置在粘结层上的薄膜加热器；薄膜加热器通过粘结层与电绝缘板固定形成一个加热模块，加热模块通过电绝缘板固定于绝缘窗口顶部。本发明的薄膜加热器通过粘结层固定在电绝缘板上形成整体，通过电绝缘板与绝缘窗口固定连接，便于薄膜加热器的拆装，简易了薄膜加热器与绝缘窗口的维护过程，节省人力和时间成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体制备中的加热技术，具体涉及一种ICP刻蚀机台及其绝缘窗口薄膜加热器装置和温度控制方法。

背景技术

如图1所示，电导耦合等离子体（Inductive Coupled Plasma，ICP）刻蚀机台的上部结构通常包含有：反应腔（chamber）170，设置于反应腔170顶部的反应腔顶盖（chamberlid）160，设置于反应腔顶盖160上的绝缘窗口（insulation window）150，设置于绝缘窗口150顶面的薄膜加热器（kapton heater）140，设置于薄膜加热器140上方的RF线圈（RF coilkit）130，设置在反应腔170顶部的外罩（housing）结构120，以及设置于外罩结构120顶部的若干冷却用风扇110，其中反应腔顶盖160、绝缘窗口150、薄膜加热器140、RF线圈130套设在外罩结构120内。其中薄膜加热器140直接粘接在绝缘窗口150上成为一体。

如图2所示，为一种薄膜加热器装置，薄膜加热器140设置于绝缘窗口150上，在薄膜加热器140与绝缘窗口150之间设有粘贴层141，薄膜加热器140粘贴在粘贴层141一面，粘贴层141的另一面粘贴在绝缘窗口150上，从而使薄膜加热器140直接与绝缘窗口150成为一体。

现有技术中，薄膜加热器140直接粘接于绝缘窗口150上，作为热良导体的绝缘窗口150会快速的将反应腔内部的等离子体（plasma）产生的热传递到上部被冷却用风扇110的风带走，在一定的温度控制下，需要薄膜加热器140提供更高的功率来弥补等离子体热量损失（plasma heat loss）来实现一定温度的控制。同时薄膜加热器140直接置于绝缘窗口150上，也使得绝缘窗口150的温度均匀性直接受薄膜加热器140影响，不可调也不可控，越是薄的绝缘窗口150，其温度均匀性受薄膜加热器140的影响越大。

机台长期进行刻蚀工艺，会有刻蚀工艺产生的附属生成物（process by-product）沉积到绝缘窗口150表面，因此绝缘窗口150需要定期清洗，清洗时由于薄膜加热器140属于电气元件，需要额外保护不能浸没，造成绝缘窗口150清洗工作额外的负担，另外还有薄膜加热器140由于清洗造成失效的风险。

将薄膜加热器140直接粘接在绝缘窗口150上的另一个潜在问题是，薄膜加热器140作为电器元件，有一定的使用寿命，但绝缘窗口150一般情况下不会坏，所以在薄膜加热器140损坏时，需要整个把绝缘窗口150连同薄膜加热器140一起拆出，再揭掉薄膜加热器140，工艺非常麻烦，过程可能会导致昂贵的绝缘窗口150损坏失效，同时拆装绝缘窗口150是个耗时耗力的工程，造成不必要的人工和时间成本浪费。

另外，薄膜加热器140采用高功率在升温时，薄膜加热器140的加热元件的电阻大，瞬间产生很多的热堆积在加热元件处，极易烧坏薄膜加热器140内部的粘胶，甚至瞬间产生的热会烧坏加热元件导致薄膜加热器140失效。

发明内容

本发明提供一种ICP刻蚀机台及其绝缘窗口薄膜加热器装置和温度控制方法，具有良好导热特性，薄膜加热器拆装便捷。

为实现上述目的，一种绝缘窗口薄膜加热器装置，其特点是，该装置包含：设置于绝缘窗口顶部的电绝缘板，设置于电绝缘板上的粘结层，设置在粘结层上的薄膜加热器；

上述薄膜加热器通过粘结层与电绝缘板固定形成一个加热模块，加热模块通过电绝缘板固定于绝缘窗口顶部。

上述电绝缘板的厚度范围取1至50毫米。