CN113921360A - 等离子体处理装置中的加热装置及抗射频干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置中的加热装置及抗射频干扰方法，将用于抗射频干扰的电感性元件或电容性元件，接入到加热装置的加热丝区域，使加热丝所在的供电回路对射频信号等效为开路或短路，减少耦合降低干扰，避免损坏加热丝的电源控制部分。

Description

等离子体处理装置中的加热装置及抗射频干扰方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种等离子体处理装置中的加热 装置及抗射频干扰方法。

背景技术

近年来，随着半导体制造工艺的发展，对元件的集成度和性能要求越来 越高，等离子体技术(Plasma Technology)得到了极为广泛的应用。等离子 体技术通过在等离子体处理装置的反应腔室内通入反应气体并引入电子流， 利用射频电场使电子加速，与反应气体发生碰撞使反应气体发生电离而产生 等离子体，产生的等离子体可被用于各种半导体制造工艺，例如沉积工艺(如 化学气相沉积)、刻蚀工艺(如干法刻蚀)等。

等离子体处理设备包括常见的电容耦合型和电感耦合型等离子体处理装 置。在需要较高等离子浓度的应用场合，电感耦合型等离子处理装置是主流。 通常地，传统的电感耦合等离子反应腔包括一个腔体，腔体内下部设置有基 座，基座上可以放置待处理的基片。反应腔顶部为绝缘材料窗，通常绝缘材 料窗是由石英等陶瓷材料制成。绝缘材料窗上方设置有连接到射频电源的射 频线圈，这些线圈作为天线产生射频电磁场，电磁场能够穿过绝缘材料窗进 入反应腔内电离反应气体以形成高浓度等离子体。通常地，在射频线圈和绝 缘材料窗之间还设置有加热器。在基片处理的过程中，绝缘材料窗的温度从 室温逐渐升高到超过100度的处理温度并维持在该处理温度。

发明内容

本发明提供一种等离子体处理装置中的加热装置及抗射频干扰方法，将 用于抗射频干扰的元件，接入到加热装置的加热丝区域，使加热丝所在的供 电回路对射频信号等效为开路或短路，减少耦合降低干扰，避免损坏加热丝 的电源控制部分。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种等离子体处理装 置中的加热装置，所述等离子体处理装置包含：

感应线圈，与射频源连接，在射频源的激励下产生感应磁场；

真空的反应腔；反应腔内的反应气体在感应磁场的作用下产生等离子体， 对反应腔内的基片进行处理；

介质窗，位于反应腔的顶部，将位于介质窗上方的感应线圈与反应腔隔 开；

加热装置，位于介质窗的上方，感应线圈的下方；所述加热装置包含一 个或多个加热组件，每个加热组件的两端与电源连接形成供电回路，使加热 组件中的加热丝产生热量，对介质窗进行加热，

其中，每个加热组件，包含：

一个或多个电感性元件；所述电感性元件串联地接入至供电回路中对应 于加热丝的区域，使所述供电回路对射频信号等效为开路；或者，

一个或多个电容性元件；所述电容性元件并联地接入至供电回路中对应 于加热丝的区域，使供电回路对射频信号等效为短路。

可选地，每个供电回路接入有一个电感性元件时，所述电感性元件的感 抗值，使所述供电回路对于射频源的射频频率等效为开路；

每个供电回路接入有多个电感性元件时，使供电回路中对应每个电感性 元件的接入点，对于射频源的射频频率均等效为开路，实现多点开路。

可选地，每个供电回路接入有一个电容性元件时，所述电容性元件的阻 抗值，使所述供电回路对于射频源的射频频率等效为短路；

每个供电回路接入有多个电容性元件时，使供电回路中对应每个电容性 元件的接入点，对于射频源的射频频率均等效为短路，实现多点短路。

可选地，每个供电回路接入有一个电感性元件时，所述电感性元件的阻 抗值，是该供电回路中的加热丝在射频源的射频频率下的阻抗值的100倍以 上；

每个供电回路接入有多个电感性元件时，每个电感性元件的阻抗值，是 该供电回路中的加热丝在射频源的射频频率下的阻抗值的100倍以上。

可选地，每个供电回路接入有一个电容性元件时，所述电容性元件的电 容值在2200pf以上；每个供电回路接入有多个电容性元件时，每个电容性元 件的电容值在2200pf以上。

可选地，所述射频源的射频频率为13.56MHz、2MHz或60MHz。

可选地，每个所述加热组件中的加热丝，包含：

形状相同的第一层加热丝和第二层加热丝，两者位置接近且在同一平面 错开；

加热丝连接部分，将第一层加热丝与第二层加热丝导电连接；

其中，第一层加热丝的第一端为电源输入端，第二层加热丝的第一端为 电源输出端，分别与电源连接；第一层加热丝的第二端、第二层加热丝的第 二端，与加热丝连接部分的两端分别连接。

可选地，所述电容性元件一端连接至第一层加热丝，另一端连接至第二 层加热丝。

可选地，所述电感性元件通过以下至少一种形式接入供电回路中：

串联在第一层加热丝中；

串联在第二层加热丝中；

作为加热丝连接部分，将第一层加热丝与第二层加热丝导电连接。

可选地，所述加热组件包含多个电感性元件时，所述多个电感性元件周 期性地接入至供电回路中对应于加热丝的区域；

所述加热组件包含多个电容性元件时，所述多个电容性元件周期性地接 入至供电回路中对应于加热丝的区域。

可选地，所述加热组件包含多个电感性元件时，所述多个电感性元件周 期性地接入至供电回路中对应于第一层加热丝或第二层加热丝的区域；

所述加热组件包含多个电容性元件时，所述多个电容性元件周期性地接 入至供电回路中对应于第一层加热丝或第二层加热丝的区域。

可选地，所述供电回路对射频信号等效为开路或短路的同时，所述供电 回路对加热丝的供电保持通路。

可选地，与所述加热组件连接的电源是交流或者直流供电的电源。

可选地，所述电感性元件包含射频扼流圈。

本发明的另一个技术方案是提供一种等离子体处理装置中抗射频干扰的 方法，感应线圈与射频源连接，在射频源的激励下所产生的感应磁场，透过 将感应线圈与反应腔隔开的介质窗，耦合到真空的反应腔内，使腔内的反应 气体受到激发产生用于处理基片的等离子体；位于介质窗上方、感应线圈下 方的加热装置，包含一个或多个加热组件，每个加热组件的两端与电源连接 形成供电回路，使加热组件中的加热丝产生热量，对介质窗进行加热；

所述加热装置是上述任意一种等离子体处理装置中的加热装置，其中的 每个加热组件包含：

一个或多个电感性元件；所述电感性元件串联地接入至供电回路中对应 于加热丝的区域，使所述供电回路对射频信号等效为开路，以避免所述感应 磁场耦合到供电回路中形成感应电动势；或者，

一个或多个电容性元件；所述电容性元件并联地接入至供电回路中对应 于加热丝的区域，使供电回路对射频信号等效为短路，以降低所述感应磁场 耦合到供电回路时所形成的感应电动势。

可选地，每个加热组件包含的电容性元件，并联地接入至供电回路中对 应于加热丝的区域时，将供电回路所对应的磁通面积减小，以降低所述感应 磁场耦合到供电回路时所形成的感应电动势。

可选地，每个加热组件有一个电容性元件，并联地接入至供电回路中对 应于加热丝的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分成多个 子区域所对应的磁通面积，从而降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成 的感应电动势；

所述子区域，包含：

第一子区域，对应于由为加热组件供电的电源一端、加热组件的第一端 到电容性元件的第一端之间的加热丝、电容性元件、电容性元件的第二端到 加热组件的第二端，及该电源另一端所围成的区域；

第二子区域，从电容性元件的第一端，经由第一子区域以外的加热丝， 到电容性元件的第二端所围成的区域。

可选地，每个加热组件有多个电容性元件，并联地接入至供电回路中对 应于加热丝的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分成多个 子区域所对应的磁通面积，从而降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成 的感应电动势；

所述子区域，包含：

第一子区域，对应于由为加热组件供电的电源一端、加热组件的第一端 到最近一个电容性元件的第一端之间的加热丝、所述最近一个电容性元件、 所述最近一个电容性元件的第二端到加热组件的第二端，及该电源另一端所 围成的区域；

若干个第二子区域，每个第二子区域对应于由相邻的两个电容性元件及 连接在其之间的加热丝围成的区域；

第三子区域，对应于从最远一个电容性元件的第一端，经由第一子区域、 第二子区域以外剩余的加热丝、所述最远一个电容性元件，到所述最远一个 电容性元件的第二端所围成的区域；

其中，所述最近一个电容性元件是位置最靠近加热组件与电源连接端的 一个电容性元件；所述最远一个电容性元件是位置最远离加热组件与电源连 接端的一个电容性元件。

与现有技术相比，本发明所述等离子体处理装置中的加热装置及抗射频 干扰方法，其优点在于：

ICP装置的感应线圈产生的电磁场耦合到下方的加热组件中，本发明在 每个加热组件对应的供电回路中，串联地接入电感性元件，使所述供电回路 对耦合来的射频信号等效为开路，避免产生感应电动势。或者，本发明在每 个加热组件对应的供电回路中，将电容性元件并联地接入到所述供电回路中， 使供电回路对射频信号等效为短路；与原先一个加热组件由一长段加热丝围 成的区域相比，本发明通过电容性元件的并联接入，将加热丝分成了多段， 使得一个加热组件的供电回路被划分形成多个闭合回路，每个闭合回路的磁通面积，远远小于整段加热丝围成的区域所对应的磁通面积，从而本发明可 以有效降低整个供电回路所产生的感应电动势。因此，本发明可以降低或消 除射频干扰，避免高电压或高电流沿着加热丝进入到供电回路，对电源控制 部分产生干扰。

与原先在加热组件及其电源之间单独设置滤波装置相比，本发明的示例， 将电感性元件或电容性元件接入到供电回路中对应于加热丝的区域，与加热 丝直接电性连接。还可以使多个电感性元件或多个电容性元件在对应于加热 丝的区域内分散地布置，形成多点开路或多点短路的状态，使供电回路整体 的等效开路或短路效果更好，并且可以更好地适应元件及其接入加热丝时的 布置空间、发热情况等，使元件选择的范围更大，也更容易布置，减少对ICP 装置原有布置的改动。

附图说明

图1是电感耦合型的等离子体处理装置的结构示意图；

图2是加热丝的示意图；

图3是磁场发生及形成干扰的原理图；

图4是现有技术中抗干扰的原理示意图；

图5、图6是两种加热丝的图案设计结构；

图7、图8是本发明中两种电感性元件接入加热组件，与图5、图6所示 加热丝连接的示意图；

图9、图10是本发明中电容性元件接入加热组件，与图5、图6所示加 热丝连接的示意图；

图11是加热组件中布置双层加热丝的示意图。

具体实施方式

图1是一电感耦合型的等离子体处理装置(ICP)的结构示意图。ICP处 理装置设有真空的反应腔，其包含一大致为圆柱形的反应腔侧壁50；反应腔 侧壁50上方设置一介质窗40(例如以陶瓷材料制成)，介质窗40上方设置 平面的感应线圈30(例如是螺旋型)，射频源32通过射频匹配网络31将射 频电压施加到感应线圈30上；在射频源32激励下产生的感应磁场透过介质 窗40进入反应腔，并在反应腔中产生变化的电场，该电场将充入到反应腔内的反应气体电离形成等离子体60，用于对放置在反应腔内底部基座70处的 基片80进行蚀刻、沉积等各种工艺处理。反应腔的下方还设置一排气泵90， 用于将反应副产物排出真空反应腔，维持反应腔的真空环境。

在介质窗40的上方、感应线圈30的下方设置一个或多个加热组件10； 每个加热组件10包含加热丝12(如电阻丝)，加热丝12的两端连接直流或 交流的电源20，如图2所示，输入电流I_in从电源20流入加热丝12的一端， 输出电流I_out从加热丝12的另一端流出回到电源20，形成完整的闭合回路。 电流通过加热丝12产生热量，对介质窗进行加热，使反应腔处于恒定的温度， 保持基片处理速率的一致性和均一性。

根据楞次定律，闭合线圈内产生的感应电动势是正比于磁场强度(磁通 量)和线圈内闭合区域面积的变化率。上述的ICP处理装置中，每个加热组 件的加热丝12与其电源20组成闭合回路X，虽然该闭合回路X的面积(大 部分对应于加热丝12围成的区域)是固定的，一般不会发生变化；但是，如 图3所示，由于采用交流射频源，经感应线圈30产生较强的高频交变磁场E， 磁场方向会随着电流方向的改变而改变，这就引起穿过加热丝所在闭合回路 内的磁通量发生变化，从而产生感应电动势和感应电流，这些感应电流又进 一步感应产生次生交变磁场F，其磁场方向与感应线圈30产生的电磁场方向 相反，抵消了一部分感应线圈30产生的本来会向下穿过介质窗进入反应腔的 电磁场，这会导致耦合效率的大幅降低。

图3中符号A表示感应线圈30在结构图(左)与磁场形成原理图(中) 的对应关系，符号B表示加热装置在上述两图中的对应关系；符号C表示其 中一个加热组件10的加热丝，在加热丝图案(右)与磁场形成原理图(中) 的对应关系，符号D表示加热丝所在闭合回路在上述两图中的对应关系。

感应线圈产生的电磁场会耦合到加热组件中，使感应电流沿着加热丝进 入到其供电回路的电源控制部分，产生差模干扰。这些感应电流流过加热丝 还会发热，形成的热量受感应电流大小影响，最终使得加热组件产生的热量 既要受外部加热源的控制，也受感应线圈产生的电磁场强度的影响。感应线 圈产生的电磁场强度，需要能根据等离子处理工艺的要求进行随意设置，但 是介质窗上的温度分布需要相对较稳定的控制，不能快速突变，否则会因为 频繁的热膨胀收缩而开裂。所以业界需要可以避免感应线圈处的电磁场对加 热组件产生干扰的技术，以实现对介质窗上温度的精确控制。

通常地，一方面通过改变加热丝的布线图案(pattern)，例如尽可能地减 少每个加热丝所在闭合回路的面积，来减少耦合降低干扰。另一方面，通过 在加热丝及为其供电的电源之间，额外增加一个独立的滤波装置(图4)，以 阻断耦合到加热丝的电磁场进入到供电回路的电源控制部分，来减少或消除 上述的差模干扰。可见，目前对加热丝的布线图案设计，与对滤波装置的设 计是相互独立的，没有将两者集成到一个电路设计中进行考虑。这样不仅增 加了设备结构的复杂性，而且独立的滤波装置必须能承受住沿加热丝耦合过 来的高电压或高电流的射频干扰，则对该滤波装置中的元件要求更高(如需 要更高的阻抗值、更长久的使用寿命等等)，成本也将相应提高。

配合参见图1所示，本发明提供一种电感耦合型的等离子体处理装置 (ICP)，设有真空的反应腔；该反应腔包含一大致为圆柱形的反应腔侧壁50， 侧壁一侧开设有传片口(图未示出)，用于取放基片80；反应腔侧壁50上方 设有一介质窗40(例如以陶瓷材料制成)；介质窗40上方设有平面的感应线 圈30(如螺旋型)，射频源32通过射频匹配网络31将射频电压施加到感应 线圈30上；在射频源32激励下产生的感应磁场，以磁场耦合形式透过介质 窗40进入反应腔，在反应腔中由该感应磁场产生的变化电场将充入到反应腔 内的反应气体电离形成等离子体60，用于对放置在反应腔内底部基座70处 的基片80进行蚀刻、沉积等各种工艺处理。反应腔的下方还设置一排气泵 90，用于将反应副产物排出真空反应腔，维持反应腔的真空环境。

本发明提供的一种加热装置，位于介质窗40的上方，感应线圈30的下 方；所述加热装置包含一个或多个加热组件10，每个加热组件10的两端与 电源20连接，形成加热组件10的供电回路，使加热组件10中的加热丝产生 热量，对介质窗40进行加热。设有多个加热组件10时，每个加热组件10 有各自对应的电源20；这些电源20，可以是独立的多个供电装置，也可以是 同一个电源装置中的多个供电单元。所述电源20是交流或者直流供电的电源。

为了减少或消除射频干扰，每个加热组件10中，如图7或图8所示，将 电感性元件13串联地接入到供电回路中，使供电回路对射频源耦合过来的射 频信号等效为开路，避免产生感应电动势；或者，如图9或图10所示，将电 容性元件14并联地接入到供电回路中，使供电回路对射频信号等效为短路， 由此在供电回路内划分形成面积较小的多个闭合回路，从而减少了磁通面积， 降低整个供电回路所产生的感应电动势(图9中同时示出其中一个电容性元 件14接入时的放大图G，对图9、图10的示例均可适用)。供电回路对射频 信号等效为开路或短路的同时，供电回路对加热丝12的供电仍保持通路，使 加热丝12可以产生热量，对介质窗的温度进行控制。

优选的示例中，每个电感性元件13的两端或每个电容性元件14的两端， 分别与加热丝12直接电性连接，将每个加热组件10中的加热丝12分成若干 段。即，本例是将电感性元件13或电容性元件14，接入到供电回路中对应 于加热丝12的区域。而这不是对电感性元件13或电容性元件14接入位置的 限制，可以根据需要，将一部分电感性元件13或者电容性元件14接入到供 电回路中加热丝12区域以外的其他位置，例如设置到电源20处，或接入到电源20与加热组件10之间，等等。

每个供电回路中，可以串联地接入一个或多个电感性元件13(分别参见 图7、图8)。如图8所示，有多个电感性元件13时，将其在对应于加热丝 12的区域内分散地布置，形成多点开路的状态，使供电回路整体的等效开路 效果更好。一些示例中，电感性元件13是周期性布置的。

为了能在接入电感性元件13的接入点等效为开路，电感性元件13需有 足够大的阻抗值。若某供电回路接入一个电感性元件13时，该电感性元件 13的阻抗值，例如是该供电回路中的加热丝12在射频源的射频频率下的阻 抗值的100倍以上。若某个供电回路接入有多个电感性元件13时，每个电感 性元件13的阻抗值，分别是该供电回路中的加热丝12在射频源的射频频率 下的阻抗值的100倍以上。

假设没有接入电感性元件13时，一个加热组件10包含的加热丝12，在 射频源的射频频率下的阻抗值为5Ω；则，所接入的每个电感性元件13的阻 抗值优选在500Ω以上。一个供电回路中的多个电感性元件13，其各自的阻 抗值可以是相同的，也可以是不同的。

每个供电回路中，可以并联地接入一个或多个电容性元件14。如图9或 图10所示，多个电容性元件14在对应于加热丝12的区域内分散地布置；一 些示例中，电容性元件14是周期性布置的。

为了能在接入电容性元件14的接入点等效为短路，电容性元件14需有 足够大的阻抗值。某个供电回路接入一个电容性元件14时，该电容性元件 14的阻抗值，足以使其所在的供电回路相对于射频源的射频频率等效为短 路。某个供电回路接入有多个电容性元件14时，使该供电回路中对应每个电 容性元件14的接入点，对于射频源的射频频率均等效为短路，实现多点短路。

ICP装置中，射频源的射频频率例如为13.56MHz、2MHz或60MHz等。 可以使用阻抗值在千欧级的电感性元件13或电容性元件14。可以使用射频 扼流圈(RF choke)作为所述的电感性元件13。如果以电感性元件13或电 容性元件14所在的接入点等效为开路或短路的效果为主，则电感性元件13 的电感值或电容性元件14的电容值可以设计的尽可能大。

示例地，电感性元件13的电感值是几十微亨(μH)。电容性元件的电容 值例如在2200pf以上，某供电回路接入一个电容性元件时，该电容性元件的 电容值在2200pf以上；接入有多个电容性元件时，每个电容性元件的电容值 在2200pf以上。

在实际应用时，还可以考虑这些接入元件的体积及在ICP装置中布置加 热丝和这些元件的空间位置，考虑元件本身的发热情况、元件接入后通过加 热丝的电流值和加热丝的发热情况，考虑对元件参数要求不同造成的成本差 异等因素，来选择合适的电感性元件或电容性元件接入。类似地，除了实现 多点开路或多点短路状态，使供电回路整体有更好的抗干扰效果以外，设置 多个电感性元件或电容性元件并使其分散(如周期性)布置，也是考虑了上 述实际应用时的情况。这样使得元件选择的范围更大，也更方便将其布置到 ICP装置现有的空间中，避免对ICP装置的其他设备做过多的改动。

一些示例中，如图11所示，使每个加热组件10中的加热丝12，分为第 一层加热丝181、第二层加热丝182，和将两者导电连接的加热丝连接部分 183。第一层加热丝181的第一端为电源输入端，第二层加热丝182的第一端 为电源输出端，分别与电源连接；第一层加热丝181的第二端、第二层加热 丝182的第二端，与加热丝连接部分183的两端分别连接。其中，第一层加 热丝181、第二层加热丝182的形状大致相同，两者以极小的间距在同一平 面错开布置，以减少磁通面积。在一个ICP装置中，可以布置一个或多个这 样的加热组件10。

图11是含双层加热丝的加热组件10的一个示例。图5、图6是另外的 两个示例，图7～图10分别是在这两个示例基础上接入电感性元件或电容性 元件时的情况。例如，每个加热组件10的第一层加热丝181、第二层加热丝 182各自展开时，形成为连续的若干个凸齿；这些凸齿可以是周期排布的， 也可以没有特定的配布规律；相邻凸齿的幅度可以是相同的(图8或图10)， 也可以是不同的(图7或图9)；凸齿的齿型可以是矩形(图7～图10)、梯形(图11)或其他的形状。所述加热组件10(保持其中两层加热丝12的凸齿 形)再被整体制成适合布置在ICP装置中的形状。例如图4所示，将分别制 成半圆弧形的两个加热组件10在一个平面相对布置；或者，还可以设置另外 两个半圆弧形的加热组件10，使其相对并布置在由前两个加热组件10围成 的区域之内，形成内外两圈(图未示出)。可以用类似的方式，将加热组件 10或其中周期布置的加热丝单元制成其他形状，或者在一个ICP装置中布置 其他数量的加热组件10，本发明对此不作限制。

配合图11与图7～图10所示，上述示例的加热组件10接入抗射频干扰 的元件时，电感性元件13可以通过以下至少一种方式接入供电回路：串联在 第一层加热丝181中(图未示出)；串联在第二层加热丝182中(图8)；作 为加热丝连接部分183，将第一层加热丝181与第二层加热丝182导电连接 (图7或图8)。接入电容性元件14时，电容性元件14一端连接至第一层加 热丝181，另一端连接至第二层加热丝182(图9或图10)。

加热组件10包含多个电感性元件13时，多个电感性元件13分散地(如 周期性地)接入至供电回路中对应于第一层加热丝181或第二层加热丝182 的区域(图8)。加热组件10包含多个电容性元件14时，多个电容性元件14 分散地(如周期性地)接入至供电回路中对应于第一层加热丝181或第二层 加热丝182的区域(图9或图10)。

每个加热组件10包含的多个电容性元件14，并联地接入至供电回路中 对应于加热丝12的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分成 多个子区域所对应的磁通面积，从而降低感应磁场耦合到供电回路时所形成 的感应电动势；如图10所示，所述子区域，包含：第一子区域15，对应于 由为加热组件10供电的电源20一端、加热组件10的第一端到最近一个电容 性元件14的第一端之间的加热丝12、最近一个电容性元件14及其第二端到 加热组件10的第二端，及该电源20另一端所围成的区域；若干个第二子区 域16，每个第二子区域16对应于由相邻的两个电容性元件14及连接在其之 间的加热丝12围成的区域；第三子区域17，对应于从最远一个电容性元件 14的第一端，经由第一子区域15、第二子区域16以外剩余的加热丝12，到 最远一个电容性元件14及其第二端所围成的区域；其中，最近一个电容性元 件14是位置最靠近加热组件10第一、第二端(即加热组件10与电源20连接端)的一个电容性元件14；最远一个电容性元件14是位置最远离加热组 件10第一、第二端(即加热组件10与电源20连接端)的一个电容性元件 14。图10中标记的第一、第二、第三子区域划分关系亦可适用于图9的示例， 不再在图9重复标记。

每个加热组件10有一个电容性元件14，将其并联地接入至供电回路中 对应于加热丝12的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分形 成的成多个子区域所对应的磁通面积，从而降低感应磁场耦合到供电回路时 所形成的感应电动势；所述子区域，包含：第一子区域，对应于由为加热组 件10供电的电源20一端、加热组件10的第一端到电容性元件14的第一端 之间的加热丝12、电容性元件14及其的第二端到加热组件10的第二端，及 该电源20另一端所围成的区域；第二子区域，从电容性元件14的第一端， 经由第一子区域以外的加热丝12，到电容性元件14及其的第二端所围成的 区域。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识 到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述 内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的 保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种等离子体处理装置中的加热装置，所述等离子体处理装置包含：

感应线圈，与射频源连接，在射频源的激励下产生感应磁场；

真空的反应腔；反应腔内的反应气体在感应磁场的作用下产生等离子体，对反应腔内的基片进行处理；

介质窗，位于反应腔的顶部，将位于介质窗上方的感应线圈与反应腔隔开；

加热装置，位于介质窗的上方，感应线圈的下方；所述加热装置包含一个或多个加热组件，每个加热组件的两端与电源连接形成供电回路，使加热组件中的加热丝产生热量，对介质窗进行加热，

其特征在于，每个加热组件，包含：

一个或多个电感性元件；所述电感性元件串联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域，使所述供电回路对射频信号等效为开路；或者，

一个或多个电容性元件；所述电容性元件并联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域，使供电回路对射频信号等效为短路。

2.如权利要求1所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

每个供电回路接入有一个电感性元件时，所述电感性元件的感抗值，使所述供电回路对于射频源的射频频率等效为开路；

每个供电回路接入有多个电感性元件时，使供电回路中对应每个电感性元件的接入点，对于射频源的射频频率均等效为开路，实现多点开路。

3.如权利要求1所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

每个供电回路接入有一个电容性元件时，所述电容性元件的阻抗值，使所述供电回路对于射频源的射频频率等效为短路；

每个供电回路接入有多个电容性元件时，使供电回路中对应每个电容性元件的接入点，对于射频源的射频频率均等效为短路，实现多点短路。

4.如权利要求2所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

每个供电回路接入有一个电感性元件时，所述电感性元件的阻抗值，是该供电回路中的加热丝在射频源的射频频率下的阻抗值的100倍以上；

每个供电回路接入有多个电感性元件时，每个电感性元件的阻抗值，是该供电回路中的加热丝在射频源的射频频率下的阻抗值的100倍以上。

5.如权利要求3所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

每个供电回路接入有一个电容性元件时，所述电容性元件的电容值在2200pf以上；每个供电回路接入有多个电容性元件时，每个电容性元件的电容值在2200pf以上。

6.如权利要求2～5中任意一项所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，所述射频源的射频频率为13.56MHz、2MHz或60MHz。

7.如权利要求1所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

每个所述加热组件中的加热丝，包含：

形状相同的第一层加热丝和第二层加热丝，两者位置接近且在同一平面错开；

加热丝连接部分，将第一层加热丝与第二层加热丝导电连接；

其中，第一层加热丝的第一端为电源输入端，第二层加热丝的第一端为电源输出端，分别与电源连接；第一层加热丝的第二端、第二层加热丝的第二端，与加热丝连接部分的两端分别连接。

8.如权利要求7所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述电容性元件一端连接至第一层加热丝，另一端连接至第二层加热丝。

9.如权利要求7所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述电感性元件通过以下至少一种形式接入供电回路中：

串联在第一层加热丝中；

串联在第二层加热丝中；

作为加热丝连接部分，将第一层加热丝与第二层加热丝导电连接。

10.如权利要求1或7～9中任意一项所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述加热组件包含多个电感性元件时，所述多个电感性元件周期性地接入至供电回路中对应于加热丝的区域；

所述加热组件包含多个电容性元件时，所述多个电容性元件周期性地接入至供电回路中对应于加热丝的区域。

11.如权利要求7～9中任意一项所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述加热组件包含多个电感性元件时，所述多个电感性元件周期性地接入至供电回路中对应于第一层加热丝或第二层加热丝的区域；

所述加热组件包含多个电容性元件时，所述多个电容性元件周期性地接入至供电回路中对应于第一层加热丝或第二层加热丝的区域。

12.如权利要求1所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述供电回路对射频信号等效为开路或短路的同时，所述供电回路对加热丝的供电保持通路。

13.如权利要求1或7所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

与所述加热组件连接的电源是交流或者直流供电的电源。

14.如权利要求1所述等离子体处理装置中的加热装置，其特征在于，

所述电感性元件包含射频扼流圈。

15.一种等离子体处理装置中抗射频干扰的方法，感应线圈与射频源连接，在射频源的激励下所产生的感应磁场，透过将感应线圈与反应腔隔开的介质窗，耦合到真空的反应腔内，使腔内的反应气体受到激发产生用于处理基片的等离子体；位于介质窗上方、感应线圈下方的加热装置，包含一个或多个加热组件，每个加热组件的两端与电源连接形成供电回路，使加热组件中的加热丝产生热量，对介质窗进行加热；

其特征在于，所述加热装置是权利要求1-14中任意一项所述等离子体处理装置中的加热装置，其中的每个加热组件包含：

一个或多个电感性元件；所述电感性元件串联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域，使所述供电回路对射频信号等效为开路，以避免所述感应磁场耦合到供电回路中形成感应电动势；或者，

一个或多个电容性元件；所述电容性元件并联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域，使供电回路对射频信号等效为短路，以降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成的感应电动势。

16.如权利要求15所述等离子体处理装置中抗射频干扰的方法，其特征在于，

每个加热组件包含的电容性元件，并联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域时，将供电回路所对应的磁通面积减小，以降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成的感应电动势。

17.如权利要求16所述等离子体处理装置中抗射频干扰的方法，其特征在于，

每个加热组件有一个电容性元件，并联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分成多个子区域所对应的磁通面积，从而降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成的感应电动势；

所述子区域，包含：

第一子区域，对应于由为加热组件供电的电源一端、加热组件的第一端到电容性元件的第一端之间的加热丝、电容性元件、电容性元件的第二端到加热组件的第二端，及该电源另一端所围成的区域；

第二子区域，从电容性元件的第一端，经由第一子区域以外的加热丝，到电容性元件的第二端所围成的区域。

18.如权利要求16所述等离子体处理装置中抗射频干扰的方法，其特征在于，

每个加热组件有多个电容性元件，并联地接入至供电回路中对应于加热丝的区域时，将对应于整个供电回路的磁通面积进一步划分成多个子区域所对应的磁通面积，从而降低所述感应磁场耦合到供电回路时所形成的感应电动势；

所述子区域，包含：

第一子区域，对应于由为加热组件供电的电源一端、加热组件的第一端到最近一个电容性元件的第一端之间的加热丝、所述最近一个电容性元件、所述最近一个电容性元件的第二端到加热组件的第二端，及该电源另一端所围成的区域；

若干个第二子区域，每个第二子区域对应于由相邻的两个电容性元件及连接在其之间的加热丝围成的区域；

第三子区域，对应于从最远一个电容性元件的第一端，经由第一子区域、第二子区域以外剩余的加热丝、所述最远一个电容性元件，到所述最远一个电容性元件的第二端所围成的区域；

其中，所述最近一个电容性元件是位置最靠近加热组件与电源连接端的一个电容性元件；所述最远一个电容性元件是位置最远离加热组件与电源连接端的一个电容性元件。

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