[發明專利]一種加熱方法、裝置及基片處理設備

有效

• 申請號: 200910087117.7
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101924016A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 鄭能濤
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/324;H01L21/66
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;陳源

技術領域

本發明涉及基片加工/處理技術領域，具體地，涉及一種在基片處理設備中對載板及待加工工件進行加熱處理的加熱方法和加熱裝置。此外，本發明還涉及應用上述加熱裝置和/或加熱方法的基片處理設備。

背景技術

目前，基片處理技術已被廣泛應用于太陽能電池、TFT面板以及大規模集成電路等高科技產品的制造工藝中。例如，作為一種重要的基片處理技術的等離子體增強化學氣相沉積(Plasma?EnhancedChemical?Vapor?Deposition，以下簡稱PECVD)技術就常被應用于上述領域和工藝中。下面以PECVD為例對基片處理技術進行詳細說明。

盡管在廣大科研人員的不懈努力下，PECVD技術已得到長足發展并日臻完善，但是隨著對產品質量要求的提高，依然存在諸多技術細節有待關注與改進。例如，在PECVD工藝中，往往需要對載板、工件以及整個腔室環境進行加熱處理，而加熱溫度的均勻性是影響等離子體分布和產品加工質量的重要因素。因此，對載板及待加工工件進行均勻的加熱處理是保證產品最終加工質量的關鍵環節。

請參閱圖1，為目前較為常用的一種在PECVD設備的工藝腔室內對載板及待加工工件進行加熱的原理示意圖。在該密閉的反應腔室1內，由上至下依次為上電極2、待加工工件3(即為諸如硅片等的待加工/處理的基片)、載板4和加熱電阻絲5。當進行加熱處理時，待加工工件3均勻地排列在載板4上，然后接通加熱電源使加熱電阻絲5產生熱量從而使載板4升溫，載板4再將熱量傳遞至其上的待加工工件3，以期進行均勻的加熱處理。

目前，加熱電阻絲常采用三相交變電源供電，具體是在電源的各相中均串接一組加熱電阻絲從而使電源的各相電壓趨于穩定。各相中加熱電阻絲的發熱功率可通過式(1)表示：P＝U²/R。理想狀態下，各組加熱電阻絲的阻值相等、電源各相電壓值也相等，從而可對載板及其上的工件進行均勻的加熱。然而在實際應用中，各相的電壓值并不能一直或者完全相等，因此，電壓值的差異將使電阻絲的發熱功率也存在差異。而且由式(1)可知，由于加熱電阻絲的發熱功率與電壓值的平方成正比，因此，即便是電壓值的較小差異也可對加熱電阻絲的發熱功率造成較大影響，并進而影響載板預熱的均勻性。

此外，載板通常采用石墨材料制成，其受熱后會有一定程度的膨脹，如果其受熱不均勻就會出現扭曲變形的情況。例如，圖2就示出了一種常見的因受熱不均而引起的載板變形情況。其中，載板4中間區域由于受熱較多而使其膨脹程度大于邊緣區域，從而導致載板4的中間區域向上凸起，有時該凸起部分甚至能夠接觸到上電極2。這將使得載板及其所承載的待加工工件受熱更加不均勻，進而給工藝生產帶來下述問題：

首先，由于載板受熱不均而出現的扭曲、變形，將直接使置于載板上方的待加工工件受熱產生變化，而使位于載板上方不同位置處的工件受熱不同，更甚者同一工件上不同位置的受熱也不一致。這將嚴重影響產品的加工質量，并會造成物力和財力的浪費。

其次，在放電過程中，石墨載板將作為下電極使用。而載板變形后，會導致反應腔室內部的電場分布不均，進而影響工藝所需的等離子體環境，最終降低產品質量。

為解決上述因載板受熱不均而出現變形所帶來的各種問題，技術人員采用了一種如圖3所示的載板分區加熱的方式。如圖所示，將載板分為內區10和外區20兩部分，并對各區施加不同電壓來進行加熱處理，以期望能夠抵消由于電壓差異所導致的石墨載板升溫不均的問題。但是由于串接在各區中的加熱電阻絲自身結構差異等的原因，使得分區加熱依然無法解決因石墨載板受熱不均而出現變形所帶來的工藝問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種加熱方法、加熱裝置以及基片處理設備，其能夠在對載板及其所承載的待加工工件進行加熱的同時，有效消除甚至避免載板因受熱而產生的變形，進而有效提高工藝質量。

為此，本發明提供一種加熱方法，用于在基片處理設備的工藝腔室中，對載板及其所承載的待加工工件進行加熱，直至達到工藝所需的目標溫度T^*，該方法包括下述步驟：100)檢測所述載板的平面度并判斷載板是否出現變形，如果是，則不對所述載板進行加熱，而使其進入恒溫狀態以消除所述變形；如果否，則對所述載板進行加熱；200)重復步驟100，直至將所述載板及待加工工件加熱至目標溫度T^*。

其中，在所述步驟100之前，還包括對載板及待加工工件進行加熱的步驟，而使所述載板及待加工工件的溫度達到第一溫度T1。

其中，所述預熱溫度T1為在30～150℃范圍內的任一溫度。