CN114895728A - 温控装置及半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种温控装置及半导体工艺设备，温控装置应用于半导体工艺设备，用于对介质窗的温度进行控制，温控装置包括换热结构、循环部件和温控组件，其中，换热结构设置于介质窗上，且在介质窗上的正投影呈渐开线状；循环部件与换热结构连通，用于向换热结构中输送换热介质，换热介质能够在换热结构和循环部件中循环并与介质窗进行热交换；温控组件设置于循环部件上，用于控制换热介质的温度。本发明提供的温控装置及半导体工艺设备，能够提高介质窗的温度均匀性，避免介质窗的损坏，并能够提高对介质窗的控温效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种温控装置及半导体工艺设备。
背景技术
刻蚀工艺是半导体工艺的核心工艺，其中，电感耦合等离子体(InductiveCoupled Plasma，缩写为ICP)刻蚀工艺是利用电磁场激发工艺气体形成等离子体，以利用等离子体对晶圆的表面进行物理轰击，从而对晶圆进行刻蚀的一种刻蚀工艺。
现有的ICP刻蚀工艺设备通常包括工艺腔室、介质窗和线圈，其中，介质窗设置于工艺腔室的顶部，与工艺腔室形成ICP刻蚀工艺的密封空间，线圈设置于介质窗的上方，线圈用于在通电时产生电磁场，介质窗能够使线圈产生的电磁场透过至工艺腔室内，从而使工艺腔室内的工艺气体能够在电磁场的作用下形成等离子体。
在ICP刻蚀工艺中，工艺腔室内的温度是影响ICP刻蚀工艺的重要因素，为了保证ICP刻蚀工艺的稳定性，现有的一种方式可以通过温控装置对介质窗的温度进行控制，使工艺腔室内的温度在一定范围内波动，从而得到温度稳定的工艺环境。
但是现有的一种温控装置，会使得介质窗上形成温度梯度，造成介质窗的温度均匀性较差，影响ICP刻蚀工艺，并且，由于工艺腔室内的真空压力，若介质窗上的温度梯度过大，则长期会导致介质窗疲劳破裂，并且，这样还会导致温控装置对于介质窗的温度控制的效率较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种温控装置及半导体工艺设备，其能够提高介质窗的温度均匀性，避免介质窗的损坏，并能够提高对介质窗的控温效率。
为实现本发明的目的而提供一种温控装置，应用于半导体工艺设备，用于对介质窗的温度进行控制，所述温控装置包括换热结构、循环部件和温控组件，其中，
所述换热结构置于所述介质窗上，且在所述介质窗上的正投影呈渐开线状；所述循环部件与所述换热结构连通，用于向所述换热结构中输送换热介质，所述换热介质能够在所述换热结构和所述循环部件中循环并与所述介质窗进行热交换；所述温控组件设置于所述循环部件上，用于控制所述换热介质的温度。
可选的，所述换热介质包括换热气体，所述换热结构包括通风管件，所述通风管件盘绕呈所述渐开线状，且所述通风管件朝向所述介质窗的一面具有通风开口，所述通风开口用于使所述通风管件中的所述换热气体与所述介质窗接触。
可选的，所述温控组件包括加热部件和/或冷却部件，所述加热部件用于对流经所述循环部件的所述换热气体进行加热，所述冷却部件用于对流经所述循环部件的所述换热气体进行冷却。
可选的，所述循环部件包括进气管、出气管和转接管，所述转接管的两端分别与所述进气管和所述出气管的一端连通，所述进气管与所述出气管的另一端分别与所述通风管件的两端连通，
所述加热部件包括加热管，所述出气管和所述进气管中的一者通过所述加热管与所述转接管连通，所述加热管中设置有加热件，所述加热件用于加热流经所述加热管的所述换热气体；
所述冷却部件包括柔性冷却带，所述柔性冷却带包覆在所述转接管外侧，用于冷却流经所述转接管的所述换热气体。
可选的，所述循环部件还包括气流增强器，所述进气管通过所述加热管与所述转接管连通，所述出气管通过所述气流增强器与所述转接管连通，所述气流增强器用于增强由所述转接管流向所述出气管的所述换热气体的气流。
可选的，所述循环部件还包括进气结构，所述进气结构具有与所述气流增强器连通的连通孔，所述换热气体的外部气源通过所述连通孔向所述气流增强器通入所述换热气体。
可选的，所述温控装置包括两个所述循环部件，所述通风管件包括第一通风管和第二通风管，所述第二通风管盘绕在所述第一通风管的周围，其中，所述第一通风管的两端分别与两个所述循环部件中的一者的所述出气管和另一者的所述进气管连通，所述第二通风管分别与两个所述循环部件中的一者的所述进气管和另一者的所述出气管连通，以使所述换热气体能够在两个所述循环部件、所述第一通风管和所述第二通风管中循环。
可选的，所述柔性冷却带包括直流电源和依次叠设的第一柔性绝缘件、半导体冷却结构、第二柔性绝缘件和柔性隔热件，所述第一柔性绝缘件的背离所述半导体冷却结构的一侧与所述转接管贴合，所述直流电源的正极和负极分别与所述半导体冷却结构的两端电连接，以在所述半导体冷却结构的接触所述第一柔性绝缘件的一侧形成冷端。
可选的，半导体冷却结构包括多个第一铜片、多个第二铜片、多个N型半导体和多个P型半导体，多个所述第一铜片和多个所述第二铜片相对且交错设置，多个所述N型半导体和多个所述P型半导体间隔且交替设置于多个所述第一铜片和多个所述第二铜片之间，其中，
每个所述第一铜片和每个所述第二铜片均连接有一个所述N型半导体和一个所述P型半导体，同一个所述N型半导体与相邻的一个所述P型半导体连接于同一个所述第一铜片，并与相邻的另一个所述P型半导体连接于同一个所述第二铜片，位于端部的所述第一铜片和所述第二铜片的一者与所述直流电源的正极电连接，另一者与所述直流电源的负极电连接，以使电子由所述第一铜片进入对应的所述N型半导体或者由所述P型半导体进入相应的所述第一铜片时吸热。
本发明还提供一种半导体工艺设备，包括工艺腔室、线圈结构和所述介质窗，所述介质窗设置于所述工艺腔室的顶部，所述线圈结构设置于所述介质窗的上方，还包括如本发明提供的所述温控装置，所述温控装置设置于所述介质窗上，其中，所述循环部件和所述换热结构分别位于所述线圈结构的上下两侧，且所述换热结构与所述线圈结构具有预设距离。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的温控装置，通过将换热结构设置于介质窗上，并使换热结构在介质窗上的正投影呈渐开线状，可以增加换热结构覆盖介质窗的面积，也就是增加了换热结构与介质窗接触的面积，从而使换热结构中的换热介质在与介质窗进行热交换时，能够减少介质窗上无法与换热介质直接进行热交换的区域的面积，增加介质窗上能够与换热介质直接进行热交换的区域的面积，继而能够提高介质窗的温度均匀性，减小介质窗上的温度梯度，进而能够避免介质窗的损坏，并能够提高对介质窗的控温效率，并且，通过使换热结构在介质窗上的正投影呈渐开线状，还可以使换热结构各处的流通横截面积得到减小，从而能够使换热介质在换热结构中的流通速度得到增加，这样也能够提高对介质窗的控温效率。
本发明提供的半导体工艺设备，借助本发明提供的温控装置对介质窗的温度进行控制，从而能够提高介质窗的温度均匀性，避免介质窗的损坏，并能够提高对介质窗的控温效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的温控装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的温控装置的俯视剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的温控装置的通风管件的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的温控装置的通风管件的第二通风管的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的温控装置的通风管件的第一通风管的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的温控装置的循环部件的进气管的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的温控装置的进气管与第二通风管连通的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的温控装置的包覆有柔性冷却带的转接管的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的温控装置的柔性冷却带的冷端侧的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的温控装置的柔性冷却带的热端侧的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的温控装置的柔性冷却带的半导体冷却结构的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的温控装置及半导体工艺设备的结构示意图；
附图标记说明：
1-温控装置；11-通风管件；111-第一通风管；112-第二通风管；
113-通风开口；121-进气管；122-出气管；123-转接管；124-气流增强器；125-进气结构；126-进气中间管；127-出气中间管；128-壳体；129-进气口；13-加热部件；131-加热管；132-加热件；14-柔性冷却带；141-直流电源；142-第一柔性绝缘件；143-半导体冷却结构；1431-第一铜片；1432-第二铜片；1433-N型半导体；1434-P型半导体；144-第二柔性绝缘件；145-柔性隔热件；146-连接扣；147-连接孔；100-半导体工艺设备；101-介质窗；102-线圈结构；103-工艺腔室；104-调节架；105-支撑架。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的温控装置及半导体工艺设备进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明实施例提供一种温控装置1，应用于半导体工艺设备100，用于对介质窗101的温度进行控制，温控装置1包括换热结构、循环部件和温控组件，其中，换热结构设置于介质窗101上，且在介质窗101上的正投影呈渐开线状；循环部件与换热结构连通，用于向换热结构中输送换热介质，换热介质能够在换热结构和循环部件中循环并与介质窗101进行热交换；温控组件设置于循环部件上，用于控制换热介质的温度。
本发明实施例提供的温控装置1，通过将换热结构设置于介质窗101上，并使换热结构在介质窗101上的正投影呈渐开线状，可以增加换热结构覆盖介质窗101的面积，也就是增加了换热结构与介质窗101接触的面积，从而使换热结构中的换热介质在与介质窗101进行热交换时，能够减少介质窗101上无法与换热介质直接进行热交换的区域的面积，增加介质窗101上能够与换热介质直接进行热交换的区域的面积，继而能够提高介质窗101的温度均匀性，减小介质窗101上的温度梯度，进而能够避免介质窗101的损坏，并能够提高对介质窗101的控温效率，并且，通过使换热结构在介质窗101上的正投影呈渐开线状，还可以使换热结构各处的流通横截面积得到减小，从而能够使换热介质在换热结构中的流通速度得到增加，这样也能够提高对介质窗101的控温效率。
在实际应用中，换热结构中的换热介质可以与介质窗101进行热交换，与介质窗101进行热交换后的换热介质在循环流动至循环部件中后，设置于循环部件上的温控组件可以控制循环部件中的换热介质的温度，使得在换热结构和循环部件中循环的换热介质，能够持续与介质窗101进行热交换。
例如，在需要对介质窗101进行加热时，温控组件可以对循环部件中的换热介质进行加热，控制循环部件中的换热介质的温度升高至高于介质窗101的温度，这样当温度高于介质窗101的温度的换热介质被循环部件输送向换热结构中后，可以在换热结构中与介质窗101进行热交换，使介质窗101的温度升高，对介质窗101进行加热，而与介质窗101进行热交换后的换热介质的温度会下降，当降温后的换热介质循环流动至循环部件中后，换热介质会再次受到温控组件的加热，从而使换热介质能够持续对介质窗101进行加热，使介质窗101的温度升高。
在需要对介质窗101进行冷却时，温控组件可以停止对循环部件中的换热介质进行加热，并对循环部件中的换热介质进行冷却，使循环部件中的换热介质的温度下降至低于介质窗101的温度，这样当温度低于介质窗101的温度的换热介质被循环部件输送向换热结构中后，可以在换热结构中与介质窗101进行热交换，使介质窗101的温度下降，对介质窗101进行冷却，而与介质窗101进行热交换后的换热介质的温度会上升，当升温后的换热介质循环流动至循环部件中后，则换热介质会在循环部件中逐渐冷却，从而使换热介质能够持续对介质窗101进行冷却，使介质窗101的温度降低。
在实际应用中，对于在需要对介质窗101进行降温时，现有技术中通常向介质窗101的上方通入常温的压缩空气进行吹扫，效率低。在本实施例中，温控组件为对循环部件中的换热介质进行冷却的状态，换热介质受到温控组件的冷却的方式来说，由于温控组件会对换热介质进行冷却，因此，换热介质在循环部件中冷却后的温度会较低，则冷却介质在换热结构中与介质窗101进行热交换的效率较高，能够提高对介质窗101的控温效率。
如图1-图3所示，在本发明一优选实施例中，换热介质可以包括换热气体，换热结构可以包括通风管件11，通风管件11盘绕呈渐开线状，且通风管件11朝向介质窗101的一面具有通风开口113，通风开口113用于使通风管件11中的换热气体与介质窗101接触。
通过使通风管件11盘绕呈渐开线状，当通风管件11设置于介质窗101上时，可以使通风管件11在介质窗101上的正投影呈渐开线状，通过使通风管件11朝向介质窗101的一面具有通风开口113，当换热气体流经通风管件11时，可以使换热气体经通风开口113流动至介质窗101与介质窗101接触换热。并且，当换热气体的流量一定时，换热气体通过的流通横截面积越小，则换热气体的流速越快，而介质窗101被换热气体带走的热量与二者的温差和换热气体的流速呈正比，也就是说，换热气体的流速越快，则介质窗101被换热气体带走的热量越多，换热气体与介质窗101的换热效率越高，对介质窗101的控温效率越高，因此，通过使通风管件11盘绕呈渐开线状，可以使得换热介质流经通风管件11的流通横截面积减小，从而能够提高对介质窗101的控温效率。
在本发明一优选实施例中，通风开口113的径向尺寸可以为10mm-15mm。
在本发明一优选实施例中，通风开口113的径向尺寸可以为10mm。
如图2所示，温控组件可以包括加热部件13和/或冷却部件，加热部件13用于对流经循环部件的换热气体进行加热，冷却部件用于对流经循环部件的换热气体进行冷却。
借助加热部件13对流经循环部件的换热气体进行加热，可以使流经循环部件的换热气体的温度升高，并且能够具有较高的升温效率，通过取消加热部件13对流经循环部件的换热气体的加热，可以使换热气体能够在流经循环部件的过程中逐渐冷却。借助冷却部件对流经循环部件的换热气体进行冷却，可以使流经循环部件的换热气体的温度降低，并且能够具有较高的降温效率，从而能够提高对介质窗101的控温效率。
如图1、图2、图6-图8所示，在本发明一优选实施例中，循环部件可以包括进气管121、出气管122和转接管123，转接管123的两端分别与进气管121和出气管122的一端连通，进气管121与出气管122的另一端分别与通风管件11的两端连通，加热部件13包括加热管131，出气管122和进气管121中的一者通过加热管131与转接管123连通，加热管131中设置有加热件132，加热件132用于加热流经加热管131的换热气体；冷却部件包括柔性冷却带14，柔性冷却带14包覆在转接管123外侧，用于冷却流经转接管123的换热气体。
在实际应用中，换热气体通过出气管122输送向通风管件11，换热气体在流经通风管件11之后，由进气管121循环回循环部件，并经转接管123流向出气管122，再由出气管122输送向通风管件11，从而实现换热气体在循环部件和通风管件11中的循环。由于出气管122和进气管121中的一者通过加热管131与转接管123连通，因此，换热气体在依次流经进气管121、转接管123和出气管122的过程中，还会流经加热管131，当换热气体流经加热管131时，加热管131中的加热件132可以对换热气体进行加热。由于转接管123外侧包覆有柔性冷却带14，因此，当换热气体流经转接管123时，柔性冷却带14可以对换热气体进行冷却。
如图2和图8所示，可选的，转接管123可以呈半弧状。
可选的，加热件132可以包括加热丝。通过向加热丝供电，可以使加热丝对流经加热管131的换热气体进行加热，通过取消对加热丝的供电，可以取消加热丝对流经加热管131的换热气体的加热，使换热气体能够在流经循环部件的过程中逐渐冷却。
如图2所示，可选的，加热件132可以沿加热管131的内周壁设置呈环状。
如图3所示，可选的，通风管件11的两端可以设置有进气中间管126和出气中间管127，出气管122与进气管121的的另一端分别通过进气中间管126和出气中间管127与通风管件11的两端连通。
也就是说，换热气体在由循环部件的出气管122流向通风管件11的过程中，会先流入进气中间管126，并在流经进气中间管126之后，流入通风管件11，换热气体在由通风管件11流向循环部件的进气管121的过程中，会先流入出气中间管127，并在流经出气中间管127之后，流入循环部件的进气管121。
如图2所示，在本发明一优选实施例中，循环部件可以还包括气流增强器124，进气管121通过加热管131与转接管123连通，出气管122通过气流增强器124与转接管123连通，气流增强器124用于增强由转接管123流向出气管122的换热气体的气流。
也就是说，换热气体在依次流经进气管121、转接管123和出气管122的过程中，会先由进气管121流向加热管131，并在流经加热管131之后再流向转接管123，并在流经转接管123之后再流向气流增强器124，并在流经气流增强器124之后再流向出气管122，当换热气体流经加热管131时，加热管131中的加热件132可以对换热气体进行加热，当换热气体流经气流增强器124时，气流增强器124可以增强换热气体的气流，使换热气体由转接管123流向出气管122的气流得到增强，从而可以使换热气体流向通风管件11的气流得到增强，进而能够提高对介质窗101的控温效率，并且，由于气流增强器124位于出气管122与转接管123之间，相对于气流增强器124位于进气管121与转接管123之间距离通风管件11更近，因此，能够使气流增强器124使换热气体流向通风管件11的气流得到增强的效果得到提高。
可选的，气流增强器124可以包括空气放大器。
如图2所示，在本发明一优选实施例中，循环部件可以还包括进气结构125，进气结构125具有与气流增强器124连通的连通孔，换热气体的外部气源(图中未示出)通过连通孔向气流增强器124通入换热气体。
也就是说，外部气源用于提供换热气体，换热气体被外部气源通过进气结构125的连通孔通入气流增强器124，换热气体再经由气流增强器124流向出气管122，从而借助气流增强器124增强由外部气源通入的换热气体的气流，使由外部气源通入的换热气体流向通风管件11的气流得到增强，进而能够提高对介质窗101的控温效率。
如图1和图2所示，可选的，循环部件可以还包括壳体128，壳体128套设在气流增强器124、加热管131和转接管123的外部，且壳体128上开设有进气口129，换热气体的外部气源通过进气口129与进气结构125的连通孔连通。
也就是说，外部气源提供的换热气体会依次经过进气口129和连通孔进入气流增强器124。通过在气流增强器124、加热管131和转接管123的外部套设壳体128，可以借助壳体128对气流增强器124、加热管131和转接管123进行保护，降低高温及污染腐蚀对气流增强器124、加热管131和转接管123的影响。
如图1-图5所示，在本发明一优选实施例中，温控装置1可以包括两个循环部件，通风管件11可以包括第一通风管111和第二通风管112，第二通风管112盘绕在第一通风管111的周围，其中，第一通风管111的两端分别与两个循环部件中的一者的出气管122和另一者的进气管121连通，第二通风管112分别与两个循环部件中的一者的进气管121和另一者的出气管122连通，以使换热气体能够在两个循环部件、第一通风管111和第二通风管112中循环。
可选的，第一通风管111和第二通风管112在介质窗101上的正投影可以均呈渐开线状，第一通风管111和第二通风管112可以均盘绕呈渐开线状，第二通风管112盘绕在第一通风管111的周围，第一通风管111和第二通风管112共同形成通风管件11盘绕所呈的渐开线状。第一通风管111和第二通风管112朝向介质窗101的一面均具有通风开口113，以使第一通风管111和第二通风管112中的换热气体均能够与介质窗101接触。
在实际应用中，两个循环部件中，换热气体通过一个循环部件的出气管122流向与其连通的第一通风管111，进入与第一通风管111连通的另一个循环部件的进气管121，并由另一个循环部件的出气管122流向第二通风管112之后，流向一个循环部件的进气管121，从而实现换热气体在两个循环部件、第一通风管111和第二通风管112中的循环。这样的设计，可以使换热气体在流经通风管件11的过程中，能够经过两个循环部件，从而能够借助设置在两个循环部件上的温控组件控制换热气体的温度，从而能够提高对换热气体的温度的效率，进而能够提高对介质窗101的控温效率。
如图9-图11所示，在本发明一优选实施例中，柔性冷却带14可以包括直流电源141和依次叠设的第一柔性绝缘件142、半导体冷却结构143、第二柔性绝缘件144和柔性隔热件145，第一柔性绝缘件142的背离半导体冷却结构143的一侧与转接管123贴合，直流电源141的正极和负极分别与半导体冷却结构143的两端电连接，以在半导体冷却结构143的接触第一柔性绝缘件142的一侧形成冷端。
当通过直流电源141向半导体冷却结构143供电时，半导体冷却结构143的接触第一柔性绝缘件142的一侧形成冷端，半导体冷却结构143的接触第二柔性绝缘件144的一侧形成热端，在将柔性冷却带14包覆在转接管123外时，通过将第一柔性绝缘件142的背离半导体冷却结构143的一侧与转接管123贴合，可以借助柔性冷却带14对换热气体进行冷却，柔性隔热件145可以对半导体冷却结构143的热端进行隔热，从而满足半导体工艺所需的防火以及隔热的工艺要求。
可选的，第一柔性绝缘件142可以包括玻纤布。
可选的，第二柔性绝缘件144可以包括玻纤布。
可选的，柔性隔热件145可以包括隔热毡。
这样的设计可以为使柔性冷却带14具有耐高温、绝缘、防火等性能，并使柔性冷却带14能够紧紧包覆在转接管123外，其中，玻纤布的成分可以包括二氧化硅和氧化铝，属于绝缘、耐高温材料，且材料本身具有阻燃性，能够满足半导体工艺的工艺需求。
如图11所示，在本发明一优选实施例中，半导体冷却结构143可以包括多个第一铜片1431、多个第二铜片1432、多个N型半导体1433和多个P型半导体1434，多个第一铜片1431和多个第二铜片1432相对且交错设置，多个N型半导体1433和多个P型半导体1434间隔且交替设置于多个第一铜片1431和多个第二铜片1432之间，其中，每个第一铜片1431和每个第二铜片1432均连接有一个N型半导体1433和一个P型半导体1434，同一个N型半导体1433与相邻的一个P型半导体1434连接于同一个第一铜片1431，并与相邻的另一个P型半导体1434连接于同一个第二铜片1432，位于端部的第一铜片1431和第二铜片1432的一者与直流电源141的正极电连接，另一者与直流电源141的负极电连接，以使电子由第一铜片1431进入对应的N型半导体1433或者由P型半导体1434进入相应的第一铜片1431时吸热。
在实际应用中，例如第一铜片1431与直流电源141的负极电连接，第二铜片1432与直流电源141的正极电连接，则开启直流电源141，电子会依次经过直流电源141的负极、第一铜片1431、N型半导体1433、第二铜片1432、P型半导体1434和相邻的另一个第一铜片1431，由于N型半导体1433的能级比第一铜片1431和第二铜片1432的能级高，P型半导体1434的能级比第一铜片1431和第二铜片1432的能级低，因此电子从第一铜片1431进入N型半导体1433时需要吸热，电子从N型半导体1433进入第二铜片1432时需要放热，电子从第二铜片1432进入P型半导体1434时需要放热，电子从P型半导体1434进入相邻的另一个第一铜片1431时需要吸热，故半导体冷却结构143的多个第一铜片1431的一侧可以作为半导体冷却结构143的冷端，与第一柔性绝缘件142接触，多个第二铜片1432的一端可以作为半导体冷却结构143的热端，与第二柔性绝缘件144接触，以借助柔性隔热件145对半导体冷却结构143的热端进行隔热。
可选的，相邻的第一铜片1431之间可以采用银胶连接。
可选的，相邻的第二铜片1432之间可以采用银胶连接。
可选的，相邻的N型半导体1433和P型半导体1434之间可以采用银胶连接。
如图9所示，在本发明一优选实施例中，柔性冷却带14可以包括多个半导体冷却结构143，多个半导体冷却结构143间隔排布，且并联于直流电源141的正极和负极之间。这样的设计，可以通过一个直流电源141为多个半导体冷却结构143供电。
如图8-图10所示，在本发明一优选实施例中，柔性冷却带14的两端可以分别设置有连接扣146和连接孔147，连接扣146用于与连接孔147插接。
也就是说，在将柔性冷却带14包覆于转接管123外时，可以通过将连接扣146插接在连接孔147中，实现柔性冷却带14两端的连接。
如图12所示，本发明实施例还提供一种半导体工艺设备100，包括工艺腔室103、线圈结构102和介质窗101，介质窗101设置于工艺腔室103的顶部，线圈结构102设置于介质窗101的上方，还包括如本发明实施例提供的温控装置1，温控装置1设置于介质窗101上，其中，循环部件和换热结构分别位于线圈结构102的上下两侧，且换热结构与线圈结构102具有预设距离。
本发明实施例提供的半导体工艺设备100，借助本发明实施例提供的温控装置1对介质窗101的温度进行控制，从而能够提高介质窗101的温度均匀性，避免介质窗101的损坏，并能够提高对介质窗101的控温效率。
线圈结构102可以在半导体工艺中提供电磁场，以激发工艺腔室103内的工艺气体形成等离子体，但线圈结构102在工作时会产生热量，为了减小线圈结构102的热量对换热结构造成影响，并使换热结构靠近介质窗101，可以将换热结构设置于线圈结构102的下方，并使换热结构与线圈结构102具有预设距离(如图12中距离A所示)。
在本发明一优选实施例中，换热结构与线圈结构102的预设距离(如图12中距离A所示)可以为5mm。
如图12所示，可选的，半导体工艺设备100可以还包括调节架104和支撑架105，调节架104设置于工艺腔室103的顶部，介质窗101设置于调节架104上，支撑架105设置于调节架104上，线圈结构102设置于调节架104的底部，并位于介质窗101的上方。
综上所述，本发明实施例提供的温控装置1及半导体工艺设备100，能够提高介质窗101的温度均匀性，避免介质窗101的损坏，并能够提高对介质窗101的控温效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种温控装置，应用于半导体工艺设备，用于对介质窗的温度进行控制，其特征在于，所述温控装置包括换热结构、循环部件和温控组件，其中，
所述换热结构置于所述介质窗上，且在所述介质窗上的正投影呈渐开线状；所述循环部件与所述换热结构连通，用于向所述换热结构中输送换热介质，所述换热介质能够在所述换热结构和所述循环部件中循环并与所述介质窗进行热交换；所述温控组件设置于所述循环部件上，用于控制所述换热介质的温度。
2.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述换热介质包括换热气体，所述换热结构包括通风管件，所述通风管件盘绕呈所述渐开线状，且所述通风管件朝向所述介质窗的一面具有通风开口，所述通风开口用于使所述通风管件中的所述换热气体与所述介质窗接触。
3.根据权利要求2所述的温控装置，其特征在于，所述温控组件包括加热部件和/或冷却部件，所述加热部件用于对流经所述循环部件的所述换热气体进行加热，所述冷却部件用于对流经所述循环部件的所述换热气体进行冷却。
4.根据权利要求3所述的温控装置，其特征在于，所述循环部件包括进气管、出气管和转接管，所述转接管的两端分别与所述进气管和所述出气管的一端连通，所述进气管与所述出气管的另一端分别与所述通风管件的两端连通，
所述加热部件包括加热管，所述出气管和所述进气管中的一者通过所述加热管与所述转接管连通，所述加热管中设置有加热件，所述加热件用于加热流经所述加热管的所述换热气体；
所述冷却部件包括柔性冷却带，所述柔性冷却带包覆在所述转接管外侧，用于冷却流经所述转接管的所述换热气体。
5.根据权利要求4所述的温控装置，其特征在于，所述循环部件还包括气流增强器，所述进气管通过所述加热管与所述转接管连通，所述出气管通过所述气流增强器与所述转接管连通，所述气流增强器用于增强由所述转接管流向所述出气管的所述换热气体的气流。
6.根据权利要求5所述的温控装置，其特征在于，所述循环部件还包括进气结构，所述进气结构具有与所述气流增强器连通的连通孔，所述换热气体的外部气源通过所述连通孔向所述气流增强器通入所述换热气体。
7.根据权利要求4所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置包括两个所述循环部件，所述通风管件包括第一通风管和第二通风管，所述第二通风管盘绕在所述第一通风管的周围，其中，所述第一通风管的两端分别与两个所述循环部件中的一者的所述出气管和另一者的所述进气管连通，所述第二通风管分别与两个所述循环部件中的一者的所述进气管和另一者的所述出气管连通，以使所述换热气体能够在两个所述循环部件、所述第一通风管和所述第二通风管中循环。
8.根据权利要求4所述的温控装置，其特征在于，所述柔性冷却带包括直流电源和依次叠设的第一柔性绝缘件、半导体冷却结构、第二柔性绝缘件和柔性隔热件，所述第一柔性绝缘件的背离所述半导体冷却结构的一侧与所述转接管贴合，所述直流电源的正极和负极分别与所述半导体冷却结构的两端电连接，以在所述半导体冷却结构的接触所述第一柔性绝缘件的一侧形成冷端。
9.根据权利要求8所述的温控装置，其特征在于，半导体冷却结构包括多个第一铜片、多个第二铜片、多个N型半导体和多个P型半导体，多个所述第一铜片和多个所述第二铜片相对且交错设置，多个所述N型半导体和多个所述P型半导体间隔且交替设置于多个所述第一铜片和多个所述第二铜片之间，其中，
每个所述第一铜片和每个所述第二铜片均连接有一个所述N型半导体和一个所述P型半导体，同一个所述N型半导体与相邻的一个所述P型半导体连接于同一个所述第一铜片，并与相邻的另一个所述P型半导体连接于同一个所述第二铜片，位于端部的所述第一铜片和所述第二铜片的一者与所述直流电源的正极电连接，另一者与所述直流电源的负极电连接，以使电子由所述第一铜片进入对应的所述N型半导体或者由所述P型半导体进入相应的所述第一铜片时吸热。
10.一种半导体工艺设备，包括工艺腔室、线圈结构和所述介质窗，所述介质窗设置于所述工艺腔室的顶部，所述线圈结构设置于所述介质窗的上方，其特征在于，还包括如权利要求1-9任意一项所述的温控装置，所述温控装置设置于所述介质窗上，其中，所述循环部件和所述换热结构分别位于所述线圈结构的上下两侧，且所述换热结构与所述线圈结构具有预设距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |