[發明專利]半導體加工設備的加熱系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010032950.8
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111139444A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 梁彥
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本申請實施例提供了一種半導體加工設備的加熱系統及其控制方法?；ǖ谝患訜釁^域和第二加熱區域，該控制方法包括以下步驟：S1、檢測并獲取對應第一加熱區域的第一實測溫度和對應第二加熱區域的第二實測溫度；S2、根據第一實測溫度、第二實測溫度以及預設的對應第一加熱區域的當加熱溫度中的第一加熱目標溫度和對應第二加熱區域的第二目標溫度，確定當前第一加熱區域和第二加熱區域的溫度差異參數；S3、根據溫度差異參數與預設容忍區間參數的對應關系，調整第一加熱區域和第二加熱區域的加熱模式。本申請實施例實現了對基座內外環溫度的精確控制，有效提高了工藝溫度環境的穩定性。

技術領域

本申請涉及半導體加工技術領域，具體而言，本申請涉及一種半導體加工設備的加熱系統及其控制方法。

背景技術

目前，物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)是指利用物理過程實現物質轉移，將原子或分子由源轉移到基材表面上的過程。它的作用是可以使某些有特殊性能(強度高、耐磨性、散熱性及耐蝕性等)的微粒噴涂到性能較差的基材上，使得基材具有更好的性能，該技術廣泛應用于半導體領域。工藝結果作為PVD設備性能的唯一評判標準，加熱系統的控制準確與否對工藝結果的影響巨大，在PVD工藝生產過程中，需要將托盤上的基材加熱到規定的工藝溫度值，許多PVD的腔室在加熱過程中需要用到內外環加熱技術對基座加熱并且對基座上方的陶瓷器件對于溫差變化十分敏感，因此對其加熱系統的準確控制要求十分高。

加熱系統的控制對于PVD工藝過程均是十分重要的，加熱系統的溫度控制性能對薄膜沉積質量(如搖擺曲線、粗糙度等)的一致性有重要影響，腔室溫度的波動性以及不準確性勢必會大大降低晶圓的工藝結果，由于目前現有的加熱系統控制不準確，因此設計出合理準確的加熱系統是PVD設備電氣層面至關重要的一環。

發明內容

本申請針對現有方式的缺點，提出一種半導體加工設備的加熱系統及其控制方法，用以解決現有技術存在基座溫度控制不準確的技術問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種加熱系統的控制方法，應用于半導加工設備中基座的加熱控制，所述基座包括第一加熱區域和第二加熱區域，包括以下步驟：S1、檢測并獲取對應所述第一加熱區域的第一實測溫度和對應所述第二加熱區域的第二實測溫度；S2、根據所述第一實測溫度、第二實測溫度以及預設的對應所述第一加熱區域的第一目標溫度和對應所述第二加熱區域的第二目標溫度，確定當前所述第一加熱區域和所述第二加熱區域的溫度差異參數；S3、根據所述溫度差異參數與預設容忍區間參數的對應關系，調整所述第一加熱區域和所述第二加熱區域的加熱模式。

于本申請的一實施例中，步驟S2具體包括：根據以下公式對所述第一實測溫度、所述第二實測溫度、所述第一目標溫度、所述第二目標溫度進行耦合，確定所述溫度差異參數；

∣△∣＝∣(TC Outer-TC Inner)∣*Max{(K*T1/T2),(K*T2/T1)}

式中：∣△∣為溫度差異參數；TC Outer為第二實測溫度；TCInner為第二實測溫度；K為預設增益系數；T1為第一加熱溫度；T2為第二加熱溫度。

于本申請的一實施例中，所述預設容忍區間參數包括：第一子參數、第二子參數和第三子參數；其中，所述第一子參數小于所述第二子參數，所述第二子參數小于所述第三子參數。

于本申請的一實施例中，所述第一子參數、所述第二子參數及所述第三子參數利用以下公式得到；

Ti＝Ta+λ；Tii＝Tb+λ；Tiii＝Tc+λ；

式中：Ti為第一子參數；Tii為第二子參數；Tiii為第三子參數；Ta為預設可容忍溫差值；Tb為預設保溫溫差值；Tc為預設不可容忍溫差值；λ為所述第一目標溫度和所述第二目標溫度的溫度差異值。

于本申請的一實施例中，步驟S3具體包括：