專利名稱：一種用于等離子處理器的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種加熱裝置，具體涉及一種用于等離子處理器的氣體分布裝置的加熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有等離子反應(yīng)腔通常都包括一個放置待加工晶圓的基座，基座內(nèi)通有連接到射頻電源的電極和其它控溫裝置。于基座相對的是一個氣體分布裝置比如典型的氣體噴淋頭，通過氣體噴淋頭將混合好的反應(yīng)氣體按要求向晶圓表面均勻的噴射出去。由于等離子加工過程中反應(yīng)腔內(nèi)溫度會被射頻能量加熱而升高，所以氣體噴淋頭以及周圍會被加熱的部件都會隨著溫度的變化而熱脹冷縮。每個等離子加工步驟完成后都會熄滅等離子，將加工好的晶圓送出并準(zhǔn)備好加工下一片晶圓，或者對反應(yīng)腔清洗。但是中間的這段非等離子處理的時間段由于反應(yīng)腔工作狀態(tài)不同，射頻能量供應(yīng)不同所以氣體噴淋頭的溫度不同。 隨著加工周期的進(jìn)行這樣的溫度交替變化會造成反應(yīng)腔內(nèi)部件交替的伸縮，這會造成部件之間的磨損。對于氣體噴淋頭造成影響更大，因為氣體噴淋頭的氣體噴口現(xiàn)在直徑都是毫米級，甚至只有1-2個毫米，相對于整個氣體噴淋頭大于300mm的直徑來說，這樣的伸縮很容易造成摩擦顆粒物堵塞噴口或者造成不同氣體噴口之間貫穿漏氣。要防止這一問題的產(chǎn)生，現(xiàn)有技術(shù)通常需要對氣體噴淋頭及其附屬部件進(jìn)行控溫，使其在運(yùn)行狀態(tài)維持在一個穩(wěn)定的溫度。這些控溫裝置通常安裝在氣體噴淋頭背面，由大面積的控溫板組成，控溫板上安裝有加熱裝置如電阻絲或者散熱裝置。加熱裝置可以安裝在控溫板內(nèi)，但是這樣就對控溫板的加工提高了難度。加熱裝置也可以安裝在控溫板上方與控溫板背面也就是上表面緊貼?，F(xiàn)有技術(shù)常見的加熱裝置的下表面為了與控溫板上表面匹配都是平面的。但是這樣的結(jié)構(gòu)存在一些缺陷，加熱裝置和控溫板之間導(dǎo)熱能力不夠，且需要額外固定裝置以防止加熱裝置在控溫板上移動。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種用于刻蝕芯片的加熱裝置，可以增加加熱器與控溫板的接觸面積，同時使加熱器對基座加熱時溫度上升均勻。為了達(dá)到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于等離子處理器的加熱裝置包括一個等離子反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座以放置待加工工件，一個氣體分布裝置安裝在反應(yīng)腔頂部與基座相對，該氣體分布裝置與反應(yīng)氣體氣源連接，氣體分布裝置上方包括一控溫板，其特點是所述控溫板上包括一加熱裝置，該加熱裝置包含發(fā)熱器和導(dǎo)熱塊，發(fā)熱器安裝在導(dǎo)熱塊中，導(dǎo)熱塊具有一與控溫板上溝槽形狀匹配的接觸界面，該接觸界面與控溫板平面具有傾斜角度，且該角度大于5度小于70度。所述的導(dǎo)熱塊接觸界面與控溫板平面具有傾斜角度大于15度小于60度。所述的導(dǎo)熱塊與控溫板接觸界面的截面形狀呈V形或U形。[0009]所述的發(fā)熱器采用電熱絲。所述的導(dǎo)熱塊采用鋁材料，與發(fā)熱器通過釬焊或澆鑄為一體。所述導(dǎo)熱塊安裝在控溫板上表面。一種用于等離子處理器的加熱裝置包括一個等離子反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座以放置待加工工件，一個氣體分布裝置安裝在反應(yīng)腔頂部與基座相對，該氣體分布裝置與反應(yīng)氣體氣源連接，氣體分布裝置上方包括一控溫板，其特點是所述控溫板上包括一散熱裝置，該散熱裝置包含散熱器和導(dǎo)熱塊，散熱器安裝在導(dǎo)熱塊中，導(dǎo)熱塊具有一與控溫板上溝槽形狀匹配的接觸界面，該接觸界面與控溫板平面具有傾斜角度，且該角度大于5度小于75度。所述的導(dǎo)熱塊接觸界面與控溫板平面具有傾斜角度大于15度小于60度。本實用新型提供的一種用于等離子處理器的加熱裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本實用新型由于采用發(fā)熱器嵌設(shè)在導(dǎo)熱塊中，通過加熱導(dǎo)熱塊，從而完成對控溫板的加熱，使控溫板的溫度上升的均勻。本實用新型由于導(dǎo)熱塊與控溫板接觸界面的截面形狀呈V形或U形，增加了導(dǎo)熱面積。

圖1為本實用新型一種用于等離子處理器的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型一種用于等離子處理器的加熱裝置的細(xì)節(jié)放大圖。
具體實施方式
下面結(jié)合圖廣圖2對本實用新型做進(jìn)一步闡述，詳細(xì)描述本實用新型的一個優(yōu)選實施例圖1顯示了本實用新型等離子反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)，其中包括反應(yīng)腔壁100，反應(yīng)腔下方還包括一個抽氣裝置106。反應(yīng)腔內(nèi)包括安裝晶圓的基座10，基座上可以是晶圓固定裝置如靜電夾盤11晶圓12固定在靜電夾盤11上。反應(yīng)腔上部有一個氣體分布裝置包括氣體分布板如業(yè)界常用的氣體噴淋頭20，氣體噴淋頭上方包括一控溫板21，控溫板上方包括氣密部件101。反應(yīng)氣體源41通過氣體管道43流入氣體分布板20?？販匕迳线€包括加熱裝置23對控溫板21進(jìn)行加熱。如圖2所示，一種用于等離子處理器的加熱裝置的細(xì)節(jié)放大圖。氣體管道43穿過控溫板21向下方的氣體分布板20供應(yīng)氣體。加熱裝置23包含發(fā)熱器230和導(dǎo)熱塊231 和導(dǎo)熱塊封閉片232，導(dǎo)熱塊231和導(dǎo)熱快封閉片232構(gòu)成的空間將發(fā)熱器固定在導(dǎo)熱塊中，且實現(xiàn)導(dǎo)熱塊與發(fā)熱器良好的熱傳導(dǎo)。發(fā)熱器230嵌設(shè)在導(dǎo)熱塊231中，發(fā)熱器230與導(dǎo)熱塊231合為一體。發(fā)熱器230可以是任何可控的產(chǎn)生熱量的裝置如典型的電阻絲連接外部電源后可控的產(chǎn)生需要的熱量。導(dǎo)熱塊231設(shè)置在控溫板內(nèi)與導(dǎo)入塊外形匹配的凹槽中。導(dǎo)熱塊231呈V形或U形。如圖廣圖2所示，本實用新型現(xiàn)場應(yīng)用時，將發(fā)熱器230嵌設(shè)在導(dǎo)熱塊2中，在本實施例中發(fā)熱器230采用電熱絲，導(dǎo)熱塊231與封閉片均可采用鋁合金材料制成，發(fā)熱器230與導(dǎo)熱塊231合為一體，最后將導(dǎo)熱塊231以呈V形或U形的下凹式設(shè)置在控溫板21 的凹槽中。加熱裝置23中的發(fā)熱器230，導(dǎo)熱塊和封閉片可以通過澆注或釬焊的方法構(gòu)成整體部件，加熱裝置23與控溫板21也可以通過釬焊或澆鑄的方式合為一體。發(fā)熱器230通過導(dǎo)線與外部的電源電連接。當(dāng)需要刻蝕芯片時，將發(fā)熱器230與外部電源接通，芯片設(shè)置在基座10的上表面，導(dǎo)熱塊231隨著發(fā)熱器230的發(fā)熱也一同發(fā)熱。導(dǎo)熱塊與控溫板之間接觸的界面并不是所有表面都具有良好的導(dǎo)熱性的，兩者的界面上存在大量凹凸不平的接觸點。如果沒有外部壓力的緊壓，這些接觸面僅僅是點接觸狀態(tài)則導(dǎo)熱效率很差。為了達(dá)到緊壓的目的需要額外的機(jī)構(gòu)來將加熱裝置23壓到控溫板本21上，這需要額外的機(jī)構(gòu)和成本。本實用新型發(fā)現(xiàn)這一問題提出了加熱裝置23與控溫板21之間的界面是傾斜的， 在整個傾斜面上都受到加熱裝置重力分量的擠壓所以導(dǎo)熱效率很高，所以本實用新型在只改變導(dǎo)熱接觸面的情況下實現(xiàn)了大幅提高有限效導(dǎo)熱面積的功能，提高了導(dǎo)熱效率，節(jié)約了能源，而且由于接觸面嵌入導(dǎo)熱板中所以不需要額外的固定裝置就可固定加熱裝置到控溫板上。綜上所述，本實用新型提供的一種等離子處理器的加熱裝置具有如下優(yōu)點本實用新型由于采用發(fā)熱器230嵌設(shè)在導(dǎo)熱塊231中，通過加熱導(dǎo)熱塊231，從而完成對控溫板21的加熱，使控溫板21的溫度上升的均勻。本實用新型由于導(dǎo)熱塊231以呈V形或U形的下凹式嵌設(shè)在基座3的凹槽31中， 增加了導(dǎo)熱面積。也可以是其它類似的導(dǎo)熱界面只要存在受壓的傾斜界面均可構(gòu)成本實用新型的高效導(dǎo)熱界面。其中傾斜界面與控溫板21的平面夾角越大則導(dǎo)熱面積越大，但是隨著這個夾角的增加加熱裝置23的重力在傾斜界面上的壓力就減小，所以導(dǎo)熱效率也會下降，所以本實用新型導(dǎo)熱界面與控溫板平面的夾角大于5度小于70度時能達(dá)到較佳的效果，大于15度小于60能達(dá)到最佳的導(dǎo)熱效果。導(dǎo)熱界面也可以部分是與控溫板平面平行部分與控溫板平面傾斜的形成如梯形的截面。這樣的形狀設(shè)計仍然大于傳統(tǒng)的方型截面的加熱裝置的導(dǎo)熱效率。同樣的實用新型原理也可以應(yīng)用到散熱的機(jī)構(gòu)中，如圖2所示的加熱裝置內(nèi)的發(fā)熱器230換成散熱器，將熱導(dǎo)出控溫板時也可以應(yīng)用本實用新型的連接結(jié)構(gòu)，以提高熱傳導(dǎo)效率，簡化安裝。散熱器可以是內(nèi)部流有冷卻劑的金屬管道，這些管道與外部的散熱裝置相連實現(xiàn)對控溫板的高效散熱。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種用于等離子處理器的加熱裝置包括一個等離子反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座(10)以放置待加工工件，一個氣體分布裝置安裝在反應(yīng)腔頂部與基座(10)相對，該氣體分布裝置與反應(yīng)氣體氣源連接，氣體分布裝置上方包括一控溫板，其特征在于所述控溫板(21)上包括一加熱裝置(23)，該加熱裝置(23)包含發(fā)熱器(230)和導(dǎo)熱塊 (231)，所述的發(fā)熱器(230)安裝在導(dǎo)熱塊(231)中，導(dǎo)熱塊(231)具有一與控溫板上溝槽形狀匹配的接觸界面，該接觸界面與控溫板(21)平面具有傾斜角度，且該角度大于5度小于 70度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱塊 (231)接觸界面與控溫板(21)平面具有傾斜角度大于15度小于60度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱塊 (231)與控溫板(21)接觸界面的截面形狀呈V形或U形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述的發(fā)熱器(230)采用電熱絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱塊(231)采用鋁材料，與發(fā)熱器(230)通過釬焊或澆鑄為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱塊 (231)安裝在控溫板(21)上表面。
7.一種用于等離子處理器的加熱裝置包括一個等離子反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座(10)以放置待加工工件，一個氣體分布裝置安裝在反應(yīng)腔頂部與基座(10)相對，該氣體分布裝置與反應(yīng)氣體氣源連接，氣體分布裝置上方包括一控溫板(21)，其特征在于所述控溫板(21)上包括一散熱裝置，該散熱裝置包含散熱器和導(dǎo)熱塊(231)，散熱器安裝在導(dǎo)熱塊(231)中，導(dǎo)熱塊(231)具有一與控溫板(21)上溝槽形狀匹配的接觸界面，該接觸界面與控溫板(21)平面具有傾斜角度，且該角度大于5度小于75度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于等離子處理器的加熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱塊 (231)接觸界面與控溫板(21)平面具有傾斜角度大于15度小于60度。
專利摘要本實用新型公開了一種用于等離子處理器的加熱裝置包括一個等離子反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括一個基座以放置待加工工件，一個氣體分布裝置安裝在反應(yīng)腔頂部與基座相對，該氣體分布裝置與反應(yīng)氣體氣源連接，氣體分布裝置上方包括一控溫板，控溫板上包括一加熱裝置，該加熱裝置包含發(fā)熱器和導(dǎo)熱塊，發(fā)熱器安裝在導(dǎo)熱塊中，導(dǎo)熱塊具有一與控溫板上溝槽形狀匹配的接觸界面，該接觸界面與控溫板平面具有傾斜角度，且該角度大于5度小于70度。該加熱裝置的發(fā)熱器嵌設(shè)在導(dǎo)熱塊中，通過加熱導(dǎo)熱塊，從而完成對控溫板的加熱，使控溫板的溫度上升的均勻。
文檔編號H01J37/32GK202058689SQ201120168930
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者周旭升, 徐朝陽 申請人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司