[發明專利]一種等離子處理器以及靜電夾盤加熱方法

有效

• 申請號: 201811636389.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111383894B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 倪圖強;飯塚浩;吳迪;謝林;左濤濤
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

本發明公開一種等離子處理器以及靜電夾盤加熱方法，反應腔內包括支撐基片的基座，射頻電源連接并供應射頻功率到基座，基座上包括靜電夾盤和用于控制靜電夾盤溫度的加熱系統，加熱系統包括多個加熱器分別用于控制靜電夾盤不同區域的溫度，加熱系統包含：多區加熱器，其包含若干個加熱器；加熱器驅動器，用于驅動多個加熱器；控制加熱器驅動器以實現控制多區加熱器的功率輸出進行加熱的控制器，與加熱器驅動器連接；控制器與主機通信連接，獲取主機的指令或反饋指令給主機，實現對加熱系統的控制。本發明可減少不必要的射頻濾波器，便于配置設計，結構簡單，小尺寸可以在滿足功能的基礎上，還能減輕了設計上對空間的需求。

技術領域

本發明涉及等離子刻蝕領域，特別涉及一種等離子處理器以及靜電夾盤加熱方法。

背景技術

現有技術中，在等離子體刻蝕或化學氣相沉積等工藝過程中，常采用靜電夾盤(Electro Static Chuck，簡稱ESC)來固定、支撐及傳送基片(Wafer)等待加工件。靜電夾盤設置于反應腔室中，通過對靜電夾盤來加熱基片，促成基片與反應腔室中的等離子體進行反應，從而實現對基片的加工制造。

靜電夾盤的加熱區域不止一個，需要通過設置多區加熱器對靜電夾盤的多個加熱區域分別進行加熱。由于對多區加熱器進行控制的元器件(例如SCR電力調整器和SSR固態繼電器等)尺寸較大，在有限的空間內無法直接放置在多區加熱器的下方，即射頻濾波組件和加熱器控制單元只能在偏遠位置，此時其與多區加熱器并非處于同電位狀態，所以需要給每個加熱器添加RF濾波器(射頻濾波器)，保證正常工作，如圖1所示。

由于射頻濾波組件和加熱器控制單元在偏遠位置，各個加熱器和加熱器控制單元之間均連接有射頻濾波器，使得射頻功率會在此長距離路徑中損耗，這可能導致刻蝕速率降低以及存在其他潛在的射頻泄漏風險。

基于上述原因，需要研發一種結構簡單、節省空間、簡化濾波結構的基于多區加熱器的加熱系統實為必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種等離子處理器以及靜電夾盤加熱方法，加熱器驅動器與MCU(控制器)采用集成結構以及將MCU和主機之間采用不需要射頻濾波的光纖通信或無線藍牙通信方式，將加熱器驅動器與MCU直接放置在多區加熱器下方，使得加熱器驅動器與MCU同多區加熱器基本處于同電位狀態，減少不必要的射頻濾波器，便于配置設計，結構簡單，還可以在滿足功能的基礎上減輕設計上對空間的需求。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種等離子處理器，所述等離子處理器包括一反應腔，反應腔內包括一個用于支撐基片的基座，一個射頻電源連接并供應射頻功率到所述基座，所述基座上包括一靜電夾盤和用于控制靜電夾盤溫度的一加熱系統，所述加熱系統包括多個加熱器分別用于控制靜電夾盤不同區域的溫度，所述加熱系統還包括：

加熱器驅動控制器，其與所述多個加熱器連接，用于驅動所述多個加熱器，所述加熱器驅動控制器位于所述多個加熱器下方的射頻輻射環境中；

位于反應腔外大氣環境中的加熱電源，其與所述加熱器驅動控制器之間通過一根功率供應線和一根功率回線實現電連接，為所述加熱器驅動控制器和所述多個加熱器進行供電，所述功率供應線和所述功率回線上還串聯有一個射頻濾波器，使得所述加熱電源經過所述射頻濾波器連接到所述加熱器驅動控制器；

所述加熱器驅動控制器中包括至少一個控制器和至少一個加熱器驅動器，通過控制所述加熱器驅動器輸出到所述多個加熱器的驅動信號來對所述多個加熱器的功率輸出進行控制。

優選地，所述等離子處理器還包括一個主機，用于存儲并執行等離子處理工藝；所述控制器通過與所述主機通信連接，獲取所述主機的控制指令，將所述控制指令轉換成驅動信號發送至所述加熱器驅動器，用以驅動所述多個加熱器；或者，所述控制器將所述多個加熱器接收到的靜電夾盤溫度經過所述加熱器驅動器反饋給所述主機，實現對所述加熱系統的控制。