CN117276141B - 晶圆刻蚀温度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种晶圆刻蚀温度控制系统，包括作业腔室、引流腔室、射频腔室、射频线圈、介质隔板、进气模块、第一加热件、第二加热件、第三加热件和第四加热件；由于进气模块设于介质隔板上，第一加热件和第二加热件还能够对进气模块及其内反应气体进行高效加热，从而促进等离子体的产生、以保证甚至增强等离子体的浓度，还能够加强等离子体的能量；第三加热件能够对作业腔室进行加热；第四加热件能够直接对载台用于接触晶圆的台面进行加热；本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统设置有多组加热件，能够全面地加热腔体、加热反应气体、加热设备结构甚至加热晶圆，从而保证反应温度的控制精度，进而保证晶圆的刻蚀效果。

Description

晶圆刻蚀温度控制系统
技术领域
本申请涉及半导体制造设备领域，尤其是一种晶圆刻蚀温度控制系统。
背景技术
刻蚀是半导体制造工艺中一种重要的晶圆表面处理方式。光刻腐蚀是先通过光刻对光刻胶进行曝光处理，再通过其它方式实现腐蚀、以便于去除目标部分。
简单而言，刻蚀是用化学或物理方法有选择地将晶圆表面不需要的部分去除的过程，其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。
温度是影响刻蚀效果的重要因素之一，为保证晶圆具备合适的刻蚀温度，通常会在载片台设置加热器(heater)、对晶圆进行加热，但仅仅是对晶圆进行温控，依然无法保证离子的沉积效果。
发明内容
本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种晶圆刻蚀温度控制系统。
为实现以上技术目的，本申请提供了一种晶圆刻蚀温度控制系统，包括：作业腔室，用于为晶圆反应提供空间；引流腔室，设于作业腔室上方、并与作业腔室密封连接，引流腔室连通作业腔室；射频腔室，设于引流腔室上方；载台，设于作业腔室内、用于支承晶圆；射频线圈，设于射频腔室内、用于连接射频电源；介质隔板，设于射频腔室和引流腔室之间，射频线圈设于介质隔板上方；进气模块，设于介质隔板上、并伸入引流腔室中，反应气体能够通过进气模块进入作业腔室；第一加热件，设于介质隔板上，能够自上而下对介质隔板进行加热；第二加热件，环绕引流腔室设置，能够对引流腔室进行加热、并能够自下而上对介质隔板进行加热，第一加热件和第二加热件配合，能够在反应气体进入作业腔室前对反应气体进行温控；第三加热件，环绕载台设置，用于对作业腔室进行加热；第四加热件，设于载台内，用于对载台进行加热。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括：第一测温件，用于检测介质隔板的温度；和/或，第二测温件，用于检测作业腔室的温度；和/或，第三测温件，用于检测载台的温度；和/或，第一温控开关，用于控制第一加热件工作；和/或，第二温控开关，用于控制第二加热件工作；和/或，第三温控开关，用于控制第三加热件工作。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统包括：多个第三加热件，多个第三加热件环绕作业腔室间隔设置；两个第二测温件，两个第二测温件相对设置，载台处于两个第二测温件之间；两个第三温控开关，两个第三温控开关相对设置，载台处于两个第三温控开关之间；其中，两个第三温控开关分别控制部分第三加热件、以便于调控作业腔室内的温度均匀性。
进一步地，载台的半径为R，晶圆刻蚀温度控制系统包括三个第三测温件；第一个第三测温件用于检测载台上第一位置处的温度，第一位置与载台的圆心的距离为R1；第二个第三测温件用于检测载台上第二位置处的温度，第二位置与载台的圆心的距离为R2，R1＜R2＜R；第三个第三测温件用于检测载台基座的温度。
进一步地，引流腔室的壁内设有环形通道，第二加热件设于环形通道内、并绕设于引流腔室的壁上。
进一步地，第二加热件采用电磁线圈；和/或，引流腔室的内壁设有辅助进气孔，辅助进气孔连通环形通道和引流腔室，反应气体能够通过辅助进气孔进入作业腔室。
进一步地，本申请提供的第一加热件设置呈圆盘状；第一加热件上设有多个匀温孔，多个匀温孔沿圆周方向间隔设置；和/或，射频腔室内设有压块，压块的一端与射频腔室可拆卸地连接、另一端抵压第一加热件；和/或，晶圆刻蚀温度控制系统还包括隔热块，隔热块设于射频线圈和第一加热件之间。
进一步地，进气模块包括：第一通气块，第一通气块内设有主进气孔和环形副进气孔，环形副进气孔围绕主进气孔设置；第二通气块，与第一通气块密封连接，第二通气块内设有主出气孔和副出气孔；其中，主出气孔连通主进气孔，主出气孔的出气端设有多个微孔，微孔连通引流腔室；环形副进气孔的出气端设有多个通孔，第二通气块内设有多个副出气孔，任一副出气孔与一个通孔相连通，副出气孔的出气端朝远离主出气孔的方向延伸设置。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括：第一进气管，连通反应气体供应装置和主进气孔；第二进气管，连通反应气体供应装置和环形副进气孔；第三进气管，连通反应气体供应装置和辅助进气孔，辅助进气孔设于引流腔室上。
进一步地，载台采用陶瓷制备；和/或，介质隔板采用陶瓷制备；和/或，射频腔室上设有风扇；和/或，射频腔室的壁上开有散热孔；和/或，射频腔室的壁设置为叶片状。
本申请提供了一种晶圆刻蚀温度控制系统，包括作业腔室、引流腔室和射频腔室，作业腔室内设有载台，引流腔室和作业腔室的内腔连通，构成一个相对密闭的反应腔，以便于控制晶圆刻蚀的环境气压；还包括射频线圈、介质隔板和进气模块，射频线圈中的射频电流产生交变磁场，电磁效力能够透过介质隔板作用于反应气体、实现对气体电子的加速，从而产生等离子体，等离子体轰击晶圆、即可实现对晶圆的刻蚀；还包括第一加热件、第二加热件、第三加热件和第四加热件，第一加热件能够自上而下对介质隔板进行直接、快速的加热，第二加热件既能够自下而上对介质隔板进行加热、又能够对射频腔室进行加热，由于进气模块设于介质隔板上，第一加热件和第二加热件还能够对进气模块及其内反应气体进行高效加热，从而促进等离子体的产生、以保证甚至增强等离子体的浓度，还能够加强等离子体的能量，以便于等离子体轰击晶圆；第三加热件能够对作业腔室进行加热，以便于作业腔室具备适合晶圆反应的温度；第四加热件能够直接对载台用于接触晶圆的台面进行加热，从而使得晶圆具备适合反应的温度；本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统设置有多组加热件，能够全面地加热腔体、加热反应气体、加热设备结构甚至加热晶圆，从而保证反应温度的控制精度，进而保证晶圆的刻蚀效果。
附图说明
图1为本申请提供的一种晶圆刻蚀装置的结构示意图；
图2为图1所示的晶圆刻蚀装置的结构剖视图；
图3为图1所示的晶圆刻蚀装置省略射频系统的结构示意图；
图4为图3所示的晶圆刻蚀装置省略作业腔室的俯视结构剖视图；
图5为图4所示的晶圆刻蚀装置的侧视结构剖视图；
图6为本申请提供的一种作业腔室的结构剖视图；
图7为本申请提供的一种载台的结构剖视图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
本申请提供了一种晶圆刻蚀温度控制系统，包括：作业腔室10，用于为晶圆反应提供空间；引流腔室20，设于作业腔室10上方、并与作业腔室10密封连接，引流腔室20连通作业腔室10；射频腔室30，设于引流腔室20上方。
具体可参照图1和图2，图示了一种晶圆刻蚀装置。其中，作业腔室10的一侧设有晶圆进出口，作业时，机械手能够通过晶圆进出口置入或者取出晶圆。引流腔室20设于作业腔室10上，二者的连接处通过密封圈密封连接；引流腔室20和作业腔室10的内腔连通，构成一个相对密闭的反应腔；密闭设计以便于控制晶圆刻蚀的环境气压。射频腔室30设于引流腔室20上，二者的内腔互不相通。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括载台100，设于作业腔室10内、用于支承晶圆。
具体可参照图2，图示实施例中，载台100设于作业腔室10的底部、并具有一定高度；载台100能够承接晶圆、并将晶圆保持在预设的作业位置处，以便于晶圆稳定、准确地接受刻蚀反应。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括：射频线圈210，设于射频腔室30内、用于连接射频电源220；介质隔板230，设于射频腔室30和引流腔室20之间，射频线圈210设于介质隔板230上方；进气模块500，设于介质隔板230上、并伸入引流腔室20中，反应气体能够通过进气模块500进入作业腔室10。
具体地，反应时，反应气体通过进气模块500进入引流腔室20、并通过引流腔室20进入作业腔室10；射频电源220工作，射频线圈210中的射频电流产生交变磁场，电磁效力透过介质隔板230进入反应腔、作用于反应气体、实现对气体电子的加速，从而产生等离子体，等离子体轰击晶圆、实现对晶圆的刻蚀。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括：第一加热件310，设于介质隔板230上，能够自上而下对介质隔板230进行加热；第二加热件320，环绕引流腔室20设置，能够对引流腔室20进行加热、并能够自下而上对介质隔板230进行加热，第一加热件310和第二加热件320配合，能够在反应气体进入作业腔室10前对其进行温控；第三加热件330，环绕载台100设置，用于对作业腔室10进行加热；第四加热件340，设于载台100内，用于对载台100进行加热。
具体可参照图2，图示实施例中，第一加热件310铺设于介质隔板230上表面，能够自上而下对介质隔板230进行直接、快速的加热。第二加热件320绕设在引流腔室20的壁上，既能够对射频腔室30进行加热，又能够自下而上对介质隔板230进行加热。由于进气模块500设于介质隔板230上，第一加热件310和第二加热件320还能够对进气模块500及其内反应气体进行高效的针对性加热。由此，电磁效力穿透介质隔板230作用的过程中，介质隔板230和射频腔室30具备合适的温度，有利于等离子体的产生、从而保证甚至增强等离子体的浓度，还能够加强等离子体的能量，以便于促进等离子体轰击晶圆。
结合参照图2和图6，第三加热件330围绕作业腔室10的内腔设置、分别在载台100周围，此时，第三加热件330能够对作业腔室10进行加热，以便于作业腔室10具备适合晶圆反应的温度。
继续参照图7，第四加热件340设置在载台100内部，能够直接对载台100用于接触晶圆的台面进行加热，如此，载台100承接晶圆时，温度能够直接、快速地传递到晶圆上，从而使得晶圆具备适合反应的温度。
综上，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统设置有多组加热件，能够全面地加热腔体、加热反应气体、加热设备结构甚至加热晶圆，从而保证反应温度的控制精度，进而保证晶圆的刻蚀效果。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第一测温件410，用于检测介质隔板230的温度。
其中，第一测温件410可采用热电偶、温度传感器等检测构件。通过设置第一测温件410，能够时时监测介质隔板230的温度，以便于确认第一加热件310和第二加热件320的加热效果。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第二测温件420，用于检测作业腔室10的温度。
其中，第二测温件420可采用热电偶、温度传感器等检测构件。通过设置第二测温件420，能够时时监测作业腔室10的腔内温度，以便于确认反应腔内的环境温度。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第三测温件430，用于检测载台100的温度。
其中，第三测温件430可采用热电偶、温度传感器等检测构件。通过设置第三测温件430，能够实时监测载台100的台面温度，以便于确认晶圆的直接受热效果。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第一温控开关，用于控制第一加热件310工作。
其中，温控开关与测温件和控制系统联动。例如，第一测温件410检测到介质隔板230的温度超过预设值时，第一温控开关能够关闭第一加热件310，以保证使用安全。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第二温控开关，用于控制第二加热件320工作。
同理，第一测温件410检测到介质隔板230的温度超过预设值时，第二温控开关能够关闭第二加热件320；或者，第二测温件420检测到反应腔内的温度超过预设值时，第二温控开关能够通过关闭第二加热件320、通过反应腔室上方降温进行热传递。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第三温控开关440，用于控制第三加热件330工作。
同理，第二测温件420检测到反应腔内的温度超过预设值时，第三温控开关440能够关闭第三加热件330，以便于反应腔降温。
一具体实施方式中，晶圆刻蚀温度控制系统包括两个第二测温件420，两个第二测温件420相对设置，载台100处于两个第二测温件420之间。
例如，载台100的台面呈圆形，两个第二测温件420设于载台100的一条直径的延长线上；两个第二测温件420相对设置，能够很好地检测反应腔两端的温度、以便于确认反应腔内的温度是否均匀。
容易想到的，若有需要，还可以设置更多个第二测温件420，从而更全面地检测作业腔室10内的温度。
进一步地，晶圆刻蚀温度控制系统包括多个第三加热件330，多个第三加热件330环绕作业腔室10间隔设置。
当各第三加热件330能够独立工作时，使得不同位置处的第三加热件330以不同的功率做工，即可分区域调节作业腔室10内的温度。
例如，两个第二测温件420检测到作业腔室10内两端的温度偏差较大，根据预设温度，使得温度较低或者温度较高处的第三加热件330按照对应增大或者减小输出功率，即可矫正温度差。
更进一步地，晶圆刻蚀温度控制系统包括两个第三温控开关440，两个第三温控开关440相对设置，载台100处于两个第三温控开关440之间；其中，两个第三温控开关440分别控制部分第三加热件330、以便于调控作业腔室10内的温度均匀性。
容易理解的，第三温控开关440可作为保护开关，作业腔室10内温度过高、超过预设值时，第三温控开关440能够关闭第三加热件330，避免第三加热件330持续工作最终损害设备、带来安全隐患。
设置两个第三温控开关440，使得每一第三温控开关440控制不同位置处的第三加热件330，配合第二测温件420，确认反应腔一侧的温度过高时，使得对应的第三温控开关440关闭有关的第三加热件330，即可针对性调控温度。
一具体实施例中，参照图6，作业腔室10的主体成方形，作业腔室10的四角处分别设有一个与主体可拆卸连接的安装块；第三加热件330采用加热棒；作业腔室10的四个侧壁和/或四个安装块内分别设置有至少一个第三加热件330；一个第二测温件420设于第一安装块10a内，另一个第二测温件420设于第二安装块10b内，第一安装块10a和第二安装块10b呈对角设置；一个第三温控开关440设于第三安装块10c内，另一个第三温控开关440设于第四安装块10d内，第三安装块10c和第四安装块10d亦呈对角设置；此时，两个第二测温件420和两个第三温控开关440分别设置在作业腔室10的一个角处。两个第二测温件420通过检测对角温度，能够大范围地监控作业腔室10的温度均匀性；而任一第三温控开关440能够控制设于与之相邻的两个侧壁之间的第三加热件330，从而对作业腔室10内进行分区温度控制。
为了监控载台100温度的均匀性，晶圆刻蚀温度控制系统包括至少两个第三测温件430，至少两个第三测温件430分区监测载台100的温度，以便于确认载台100中心和边缘的温度是否均匀。
一具体实施例中，参照图7，载台100的台面呈圆形，载台100的半径为R；晶圆刻蚀温度控制系统包括两个第三测温件430，第一个第三测温件430用于检测载台100上第一位置处的温度，第一位置与载台100的圆心的距离为R1；第二个第三测温件430用于检测载台100上第二位置处的温度，第二位置与载台100的圆心的距离为R2，R1＜R2＜R。
此时，第一个第三测温件430能够监测载台100中心部分的温度，第二个第三测温件430能够检测载台100边缘部分的温度，由此确保载台100用于承接晶圆的台面具备均匀的温度，从而避免温度偏差影响晶圆刻蚀的均匀性。
进一步地，图7所示的实施例中，第一个第三测温件430设于载台100的右侧，第二个第三测温件430设于载台100的左侧；避免两个第三测温件430同侧设置，以便于确认载台100的整体加热效果。
可选地，晶圆刻蚀温度控制系统包括至少两个第四加热件340，使得各第四加热件340独立工作，即可根据第三测温件430的检测情况，针对性地调整不同位置处的加热效果，进一步保证载台100温度的均匀性。
一实施例中，晶圆刻蚀温度控制系统包括两个第四加热件340，任一第四加热件340设置呈圆形或者螺旋形，两个第四加热件340呈同心圆布置，该同心圆的圆心即载台100的轴心。根据两个第三测温件430的检测结果，若载台100中心和边缘的温差较大，对应控制中心处或者边缘处的第四加热件340，即可修正温度差；或者，根据晶圆的中心刻蚀效率和边缘刻蚀效率的差距，通过控制不同位置的第四加热件340、调整载台100中心区域或者边缘区域的温度，即可改善晶圆的刻蚀均匀性。
另一实施例中，晶圆刻蚀温度控制系统包括两个第四加热件340，两个第四加热件340相对载台100的轴心中心对称设置；任一第四加热件340的加热区域中设有一个第三测温件430。使得两个第四加热件340中心对称设置，二者的加热范围、效果相似，有利于载台100温度的均衡。
进一步地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统包括三个第三测温件430，第一个第三测温件430靠近载台100的中心设置，第二个第三测温件430靠近载台100的边缘设置，这两个第三测温件430用于监测和反馈载台100的温度。第三个第三测温件430用于检测载台100基座的温度。
区别于前两个第三测温件430，第三个第三测温件430主要用于确认载台100是否正常运行。具体地，载台100台面为其用于支撑晶圆的部位，而基座为远离台面的部位，通过检测基座的温度，能够确认载台100整体的温度是否正常，避免出现过热等危险情况。
一些实施例中，为了调控载台100温度，载台100内除了设置第四加热件340、用于升温，还会设置冷却件（如能够通气或液的冷却管）；载台100温度低于预设值时，第四加热件340工作、快速升温；载台100温度高于预设值时，若仅关闭第四加热件340、或者降低第四加热件340的功率，在反应腔整体温度相辅相成的情况下，降温速度会很慢；增设冷却件，既能够快速降温，又能够配合第四加热件340平衡载台100的温度、使之保持在预设范围内，另外，完成作业后，加热件关闭、冷却件工作，还能够对载台100进行快速降温。
当载台100内同时设有第四加热件340和冷却件时，为避免第四加热件340和冷却件交错设置相互干扰、影响温度均匀性，载台100内，第四加热件340和冷却件分层布置。例如，第四加热件340靠近载台100的台面设置，以便于载台100快速升温；冷却件靠近载台100的基座设置、远离载台100的台面，如此，既能够通过间接热传导的方式平衡载台100的温度、又能够对第四加热件340进行降温。
通过设置第三个第三测温件430检测载台100基座的温度，还能够确认冷却件是否正常工作。
可选地，晶圆刻蚀温度控制系统还包括报警器，报警器与第三个第三测温件430联动，当第三个第三测温件430检测到基座温度偏差较大时，报警器工作，提醒操作人员确认设备运行状况。
为保证第二加热件320的作用效果，第二加热件320可设置在引流腔室20内。但若第二加热件320直接暴露在等离子环境下，其结构容易被腐蚀甚至击穿。
为保证加热效果、并保护第二加热件320，一实施方式中，引流腔室20的壁内设有环形通道21。
一实施例中，环形通道21用作第二加热件320。具体地，环形通道21相对密闭，直接将高温气体或者液体通入环形通道21，即可通过加热引流腔室20的壁、间接加热引流腔室20及介质隔板230。
另一实施例中，第二加热件320设于环形通道21内。通过将第二加热件320设置在环形通道21内，既能够隐藏并保护第二加热件320，还能够保证第二加热件320高效地作用于引流腔室20及介质隔板230、并起到保温效果。
进一步地，第二加热件320绕设于引流腔室20的壁上。盘设第二加热件320，既能够稳固第二加热件320的安装，又有利于第二加热件320对引流腔室20及介质隔板230作用。
此时，第二加热件320可采用软管（通高温气或液）、加热丝、加热板等容易贴合引流腔室20壁安装的加热结构。
需要补充的是，直接在引流腔室20的壁内开环形孔加工复杂、不易实现，为此，图2和图5所示的实施例中，引流腔室20的外壁上开有环形槽，环形槽环绕引流腔室20成圈设置；安装时，先使得第二加热件320绕环形槽设置在引流腔室20的壁上；环形槽的内凹设置既方便绕设第二加热件320、又能够对第二加热件320进行限位、有利于第二加热件320安装的准确性和稳定性。本申请提供的系统还包括盖板，盖板用于遮挡环形槽的开口。盖板设置呈圆环状，第二加热件320安装到位后，将盖板罩在环形槽的开口处，盖板即可遮挡环形槽，环形槽配合盖板构成相对封闭的环形通道21，盖板既能够将第二加热件320保护在环形槽内、又能够阻碍热量散失。
可选地，盖板与环形槽可拆卸地连接。
例如，图5所示的实施例中，环形槽的槽底设有插槽，环形槽的槽顶外壁设有螺孔；安装盖板时，使得盖板的下端插入槽底的插槽，插槽能够限定盖板的安装位置、并对盖板的下端进行固定；同时，盖板的上端开有安装孔；使得盖板上的安装孔与环形槽上的螺孔相对、栓入螺钉，即可紧固盖板的上端，从而使得盖板稳定地遮盖环形槽开口。需要对环形槽或其槽内设备进行检修、更换等处理时，旋出螺钉、取下盖板即可进行操作。
本申请并不限定盖板与环形槽的可拆连接方式。通过设置盖板可拆，还能够方便对第二加热件320进行检修、更换等操作。
可选地，第二加热件320采用电磁线圈。
通电后，线圈发热，能够实现对引流腔室20及介质隔板230加热。与此同时，线圈结构能够引发电磁效应，有利于促进等离子体向下轰击晶圆。若有需要，改变电流方向，还能够阻碍等离子体向下轰击晶圆、从而优化刻蚀工艺。
可选地，环形通道21用作反应气体的辅助进气通道。
具体可参照图2，图示实施例中，进气模块500设于介质隔板230上、悬于载台100上方，反应气体通过进气模块500进入反应腔后，主要从中心向四周扩散。若仅设置进气模块500，容易造成中心气体浓度大、边缘气体浓度小的情况，最终影响刻蚀均匀性。
结合参照图3至图5，引流腔室20的内壁开有辅助进气孔22，辅助进气孔22连通环形通道21和引流腔室20，反应气体能够通过辅助进气孔22进入作业腔室10。
此时，部分反应气体通过进气模块500从顶部通入反应腔，另有部分反应气体通过环形通道21和辅助进气孔22从侧面通入反应腔；通过辅助进气孔22通入的反应气体能够增加边缘气流、从而保证边缘气体浓度。
一具体实施例中，环形通道21内盘设有第二加热件320，第二加热件320采用电磁线圈；引流腔室20的内壁开有多个辅助进气孔22，多个辅助进气孔22环绕引流腔室20间隔分布。本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第三进气管613，连通反应气体供应装置和辅助进气孔22；第三进气管613亦盘设于环形通道21内、且穿插在电磁线圈中；由于电磁线圈接触第三进气管613，工作时，电磁线圈生热、能够直接加热第三进气管613中的反应气体，如此，既能够加强对反应气体的温度控制、又能够通过反应气体的对内流通，进一步加强对引流腔室20及介质隔板230的温度控制。同时，由于多个辅助进气孔22沿着引流腔室20的内壁间隔布置，第三进气管613通气后，反应气体能够通过多个辅助进气孔22全方位地从侧面进入反应腔内、确保充盈边缘区域。
一实施方式中，介质隔板230大致呈圆盘状，第一加热件310铺设于介质隔板230上；为全面覆盖介质隔板230，第一加热件310亦设置呈圆盘状。
该实施方式中，第一加热件310形状与介质隔板230的形状相适配，第一加热件310贴合介质隔板230的上表面设置，能够全面地加热介质隔板230。
可选地，第一加热件310表面开有多个匀温孔311。
容易理解的，若第一加热件310为完整的圆盘加热块，极有可能出现中心温度高、边缘温度低的热力集中情况，还可能出现区域温差，无法保证加热件本身的加热均匀性。
开设匀温孔311，能够有效保证热发生区域，从而保证加热效果。
图3和图4所示的实施例中，多个匀温孔311沿圆周方向间隔设置，该圆周的圆心为第一加热件310的轴心；任一匀温孔311设置呈类扇形，愈靠近圆心，匀温孔311的尺寸愈小。此时，第一加热件310呈对称结构，匀温孔311之间留下的加热区域的尺寸较为接近，有利于稳定加热效果，并能够均衡整个第一加热件310的发热效果；加热区域工作，热量也能够很好地辐射匀温孔311。
进一步地，第一加热件310的一侧开有安装穿槽，安装穿槽沿径向贯穿第一加热件310；本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括中心进气管，中心进气管连通反应气体供应装置和进气模块500；中心进气管穿设于安装穿槽中。如此，第一加热件310工作，还能够直接加热中心进气管中的反应气体，从而加强对反应气体的温度控制。
可选地，射频腔室30内设有压块350，压块350的一端与射频腔室30的壁可拆卸地连接、另一端抵压第一加热件310。
需要解释的是，介质隔板230通常采用方便交变磁场穿透的特殊材料设置，往往不易二次加工。为避免损害介质隔板230，设置压块350在外将第一加热件310固定在介质隔板230上。
具体可参照图5，图示实施例中，射频腔室30包括底板、侧板和顶板，底板设置呈圆环状、固定于引流腔室20上，介质隔板230穿设于底板中。射频腔室30的底板上设有螺孔；压块350包括压脚和连接部，连接部中设有贯穿的安装孔，压脚设于连接部的上端、并朝向第一加热件310水平延伸。安装第一加热件310时，确保第一加热件310铺设于介质隔板230，使得压脚抵压第一加热件310、并使得连接部上的安装孔对准底板上的螺孔，栓入螺钉，即可紧固压块350于底板上，与此同时，压脚将第一加热件310压紧在介质隔板230上。
可选地，晶圆刻蚀温度控制系统还包括隔热块，隔热块设于射频线圈210和第一加热件310之间。
容易理解的，射频线圈工作会产生高温，第一加热件310工作亦会升高温度，为避免射频腔室30温度过高，设置隔热块隔开射频线圈210和第一加热件310，有利于保护射频系统。
一实施方式中，第一加热件310铺设于介质隔板230上，隔热块铺设于第一加热件310上，通过压块350抵压隔热块、进而将第一加热件310压紧在介质隔板230和隔热块之间。
可选地，第三加热件330采用加热棒；晶圆刻蚀温度控制系统包括多个第三加热件330，第三加热件330设于作业腔室10的壁内，多个第三加热件330环绕载台100间隔设置。
具体可参照图6，图示实施例中，晶圆刻蚀温度控制系统包括十个第三加热件330；作业腔室10的主体呈方框状，作业腔室10的每一侧壁中都设有两个第三加热件330，从而保证侧面加热效果的可靠性；同时，作业腔室10的四角处还分别设有一个第三加热件330，能够保证作业腔室10的边角加热效果，通过四角加热辐射反应腔，加热效果更均匀、更稳定。
可选地，进气模块500包括：第一通气块510，第一通气块510内设有主进气孔和环形副进气孔，环形副进气孔围绕主进气孔设置；第二通气块520，与第一通气块510密封连接，第二通气块520内设有主出气孔和副出气孔。
分设第一通气块510和第二通气块520，便于在块内加工不同构型的孔。
具体可参照图2和图4，图示实施例中，主进气孔正对载台100的中心设置；环形副进气孔设置为圆弧状、环绕主进气孔设置。供气时，部分反应气体进入主进气孔、另有部分反应气体进入环形副进气孔；主进气孔和环形副进气孔的下端开放、为出气端，反应气体通过出气端通入主出气孔和副出气孔；主出气孔能够保证中心区域气体浓度，副出气孔能够增强边缘区域气体浓度。
结合参照图5，主出气孔连通主进气孔；主出气孔的上端为进气端，主出气孔的进气端孔径较大，能够聚集反应气体，以便于反应气体粒子离子化；主出气孔的下端为出气端，主出气孔的出气端设有多个微孔，微孔连通引流腔室20；微孔的孔径较小，以便于控制气体的流量、并能够在一定程度上增加气体的流速，有利于气体离子化；多个微孔密集布置，还能够避免气体集中输出、有利于气体均匀地分散流通。
继续参照图4，环形副进气孔的出气端设有多个通孔，第二通气块520内设有多个副出气孔，任一副出气孔与一个通孔相连通。此时，环形副进气孔的进气端设置为弧形槽结构，一根进气管从一侧连通环形副进气孔，反应气体能够沿着弧形槽充盈环形副进气孔，进而通过通孔和副出气孔向反应腔内四处扩散。通孔的小孔径结构能够控制气体的流通、保证气体高效地扩散。
结合参照图5，副出气孔的出气端朝远离主出气孔的方向延伸设置。此时，副出气孔的下端自上而下向反应腔的边缘延伸；副出气孔倾斜设置，有利于引导其内流通的反应气体向四周扩散。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括：第一进气管611，连通反应气体供应装置和主进气孔；第二进气管612，连通反应气体供应装置和环形副进气孔。
通过不同的进气管对主进气孔和环形副进气孔分别通气，能够保证进气模块500内的两组孔均正常通气。若有需要，两组进气管还能够供应不同的气体，或者，两组进气管能够以不同的流量进行供气，从而满足更多样的刻蚀需要。
可选地，本申请提供的晶圆刻蚀温度控制系统还包括第三进气管613，连通反应气体供应装置和辅助进气孔22，辅助进气孔22设于引流腔室20上。
辅助进气孔22的相关描述具体可参见上文，此处不在赘述。根据进气需要增设进气管，能够保证每一进气孔均有合适流量的气体通入，能够有效避免气体集中流通、分布不均匀等情况。
可选地，载台100采用陶瓷制备。
陶瓷载台100耐腐蚀性更好，还能够防止台面被等离子体击穿，更有利于设备的使用寿命。
可选地，介质隔板230采用陶瓷制备。
陶瓷介质既能够很好地供交变磁场穿透作用，又能够防腐蚀、防击穿。
为避免射频腔室30内温度过高，可选地，射频腔室30内设有风扇450。工作时，风扇450能够增强腔内气体的自然流通，以便于内外热交换、促进射频腔室30内降温。
可选地，射频腔室30的壁上开有散热孔460。
图1所示的实施例中，射频腔室30的主体大致呈柱状，射频腔室30的侧壁底部开设有四排散热孔460，任意两排相邻的散热孔460错位设置，既不影响腔壁的结构强度，又能够保证散热孔460的分布密集性、进而保证散热效果。
可选地，射频腔室30的壁设置为叶片状。
叶片结构能够增加射频腔室30的壁面积，从而增加内外热交换面积，进而促进散热。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，包括：
作业腔室（10），用于为晶圆反应提供空间；
引流腔室（20），设于所述作业腔室（10）上方、并与所述作业腔室（10）密封连接，所述引流腔室（20）连通所述作业腔室（10）；
射频腔室（30），设于所述引流腔室（20）上方；
载台（100），设于所述作业腔室（10）内、用于支承晶圆；
射频线圈（210），设于所述射频腔室（30）内、用于连接射频电源（220）；
介质隔板（230），设于所述射频腔室（30）和所述引流腔室（20）之间，所述射频线圈（210）设于所述介质隔板（230）上方；
进气模块（500），设于所述介质隔板（230）上、并伸入所述引流腔室（20）中，反应气体能够通过所述进气模块（500）进入所述作业腔室（10）；
第一加热件（310），设于所述介质隔板（230）上，能够自上而下对所述介质隔板（230）进行加热；
第二加热件（320），环绕所述引流腔室（20）设置，能够对所述引流腔室（20）进行加热、并能够自下而上对所述介质隔板（230）进行加热，所述第一加热件（310）和所述第二加热件（320）配合，能够在反应气体进入所述作业腔室（10）前对所述反应气体进行温控；
第三加热件（330），环绕所述载台（100）设置，用于对所述作业腔室（10）进行加热；
第四加热件（340），设于所述载台（100）内，用于对所述载台（100）进行加热。
2.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，还包括：
第一测温件（410），用于检测所述介质隔板（230）的温度；
和/或，第二测温件（420），用于检测所述作业腔室（10）的温度；
和/或，第三测温件（430），用于检测所述载台（100）的温度；
和/或，第一温控开关，用于控制所述第一加热件（310）工作；
和/或，第二温控开关，用于控制所述第二加热件（320）工作；
和/或，第三温控开关（440），用于控制所述第三加热件（330）工作。
3.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，包括：
多个所述第三加热件（330），多个所述第三加热件（330）环绕所述作业腔室（10）间隔设置；
两个第二测温件（420），两个所述第二测温件（420）相对设置，所述载台（100）处于两个所述第二测温件（420）之间；
两个第三温控开关（440），两个所述第三温控开关（440）相对设置，所述载台（100）处于两个所述第三温控开关（440）之间；
其中，两个所述第三温控开关（440）分别控制部分所述第三加热件（330）、以便于调控所述作业腔室（10）内的温度均匀性。
4.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述载台（100）的半径为R，所述晶圆刻蚀温度控制系统包括三个第三测温件（430）；
第一个所述第三测温件（430）用于检测所述载台（100）上第一位置处的温度，所述第一位置与所述载台（100）的圆心的距离为R1；
第二个所述第三测温件（430）用于检测所述载台（100）上第二位置处的温度，所述第二位置与所述载台（100）的圆心的距离为R2，R1＜R2＜R；
第三个所述第三测温件（430）用于检测所述载台（100）基座的温度。
5.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述引流腔室（20）的壁内设有环形通道（21），所述第二加热件（320）设于所述环形通道（21）内、并绕设于所述引流腔室（20）的壁上。
6.根据权利要求5所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述第二加热件（320）采用电磁线圈；
和/或，所述引流腔室（20）的内壁设有辅助进气孔（22），所述辅助进气孔（22）连通所述环形通道（21）和所述引流腔室（20），反应气体能够通过所述辅助进气孔（22）进入所述作业腔室（10）。
7.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述第一加热件（310）设置呈圆盘状；
所述第一加热件（310）上设有多个匀温孔（311），多个所述匀温孔（311）沿圆周方向间隔设置；和/或，所述射频腔室（30）内设有压块（350），所述压块（350）的一端与所述射频腔室（30）可拆卸地连接、另一端抵压所述第一加热件（310）；和/或，所述晶圆刻蚀温度控制系统还包括隔热块，所述隔热块设于所述射频线圈（210）和所述第一加热件（310）之间。
8.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述进气模块（500）包括：
第一通气块（510），所述第一通气块（510）内设有主进气孔和环形副进气孔，所述环形副进气孔围绕所述主进气孔设置；
第二通气块（520），与所述第一通气块（510）密封连接，所述第二通气块（520）内设有主出气孔和副出气孔；
其中，所述主出气孔连通所述主进气孔，所述主出气孔的出气端设有多个微孔，所述微孔连通所述引流腔室（20）；
所述环形副进气孔的出气端设有多个通孔，所述第二通气块（520）内设有多个所述副出气孔，任一所述副出气孔与一个所述通孔相连通，所述副出气孔的出气端朝远离所述主出气孔的方向延伸设置。
9.根据权利要求8所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，还包括：
第一进气管（611），连通反应气体供应装置和所述主进气孔；
第二进气管（612），连通所述反应气体供应装置和所述环形副进气孔；
第三进气管（613），连通所述反应气体供应装置和辅助进气孔（22），所述辅助进气孔（22）设于所述引流腔室（20）上。
10.根据权利要求1-9任一项所述的晶圆刻蚀温度控制系统，其特征在于，所述载台（100）采用陶瓷制备；
和/或，所述介质隔板（230）采用陶瓷制备；
和/或，所述射频腔室（30）上设有风扇（450）；
和/或，所述射频腔室（30）的壁上开有散热孔（460）；
和/或，所述射频腔室（30）的壁设置为叶片状。
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