[發(fā)明專利]多區(qū)加熱裝置、下電極組件、等離子處理裝置及調(diào)溫方法

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• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN114496693A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝林;杜杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張靜潔

一種多區(qū)加熱裝置、下電極組件、等離子處理裝置及調(diào)溫方法，其中，所述多區(qū)加熱裝置包括：多個(gè)加熱片；多個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)連接一加熱片并形成一加熱單元；多個(gè)所述加熱單元的兩端分別連接一接地總線和一供電總線；多個(gè)控制信號(hào)線，每個(gè)控制信號(hào)線與一開關(guān)相連，用于輸送所述開關(guān)工作占空比的控制信號(hào)，所述開關(guān)分別根據(jù)所述控制信號(hào)獨(dú)立控制與之連接的所述加熱片的工作時(shí)間。所述多區(qū)加熱裝置能夠集成到等離子處理裝置中的靜電夾盤與基座之間，且能夠減少外接導(dǎo)電線以減少濾波器的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度加熱處理技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地說(shuō)，涉及一種多區(qū)加熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多區(qū)溫度控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，例如化工、生物、制藥及集成電路等領(lǐng)域，尤其在集成電路制造領(lǐng)域，隨著半導(dǎo)體工件，例如基片加工的關(guān)鍵尺寸不斷降低，以及基片的尺寸不斷變大，基片加工過(guò)程中的溫度控制精度及區(qū)域化控制需求越來(lái)越高。

用于集成電路制造的半導(dǎo)體處理工藝中包括有：化學(xué)氣相沉積工藝、等離子體處理工藝等。其中主要是利用等離子處理工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體基片的刻蝕進(jìn)行處理，所述等離子體處理工藝的原理包括：使用射頻功率源驅(qū)動(dòng)等離子處理裝置產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻交變電磁場(chǎng)，使得低壓的處理氣體被電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，活性粒子可以和基片的表面發(fā)生多種物理和化學(xué)反應(yīng)，使得基片表面的形貌發(fā)生改變，即完成等離子體處理工藝。其中影響基片處理效果的一個(gè)重要因素是溫度，現(xiàn)有技術(shù)中通常設(shè)置多個(gè)圓環(huán)形的加熱區(qū)進(jìn)行獨(dú)立控溫以滿足溫度均一性需求。隨著處理工藝的演進(jìn)，關(guān)鍵尺寸(Critical Dimension)越來(lái)越低，對(duì)溫度均一性的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)有技術(shù)由于獨(dú)立可控加熱區(qū)面積過(guò)大，所以對(duì)于基片上很小區(qū)域內(nèi)局部溫度不均的現(xiàn)象無(wú)法有效解決，這就導(dǎo)致基片上多個(gè)溫度異常點(diǎn)出現(xiàn)，相應(yīng)的溫度異常點(diǎn)上的基片處理效果無(wú)法保證合格，最終導(dǎo)致基片處理效率降低。

因此當(dāng)前在等離子處理裝置內(nèi)需要開發(fā)一種新的多區(qū)控溫加熱器，能夠集成在反應(yīng)腔內(nèi)的射頻環(huán)境中，特別是集成到靜電夾盤與基座之間，最佳的能夠減少外接導(dǎo)電線以減少濾波器的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種多區(qū)加熱裝置、下電極組件、等離子處理裝置及調(diào)溫方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，提高了半導(dǎo)體處理裝置的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種多區(qū)加熱裝置，包括：多個(gè)加熱片；多個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)連接一加熱片并形成一加熱單元；多個(gè)所述加熱單元的兩端分別連接一接地總線和一供電總線；多個(gè)控制信號(hào)線，每個(gè)控制信號(hào)線與一開關(guān)相連，用于輸送所述開關(guān)工作占空比的控制信號(hào)，所述開關(guān)分別根據(jù)所述控制信號(hào)獨(dú)立控制與之連接的所述加熱片的工作時(shí)間。

可選的，所述多區(qū)加熱裝置還包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線輸送所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述開關(guān)。

可選的，所述多區(qū)加熱裝置還包括一控制總線，所述控制總線輸出一控制信號(hào)至所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，所述控制信號(hào)包括需要進(jìn)行溫度調(diào)整的加熱單元坐標(biāo)及調(diào)整幅度信息。

可選的，所述驅(qū)動(dòng)器用于識(shí)別所述控制總線的控制信號(hào)并將需要進(jìn)行調(diào)整的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送到對(duì)應(yīng)的開關(guān)中；所述驅(qū)動(dòng)器包括鎖存器、小型CPU、存儲(chǔ)器或比較器中的至少一種。

可選的，所述驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量小于等于所述開關(guān)的數(shù)量。

可選的，流過(guò)所述開關(guān)的電流小于等于100毫安。可選的，所述多個(gè)加熱片形成一加熱層，所述加熱層中的多個(gè)加熱片成陣列排布，至少兩個(gè)加熱片位于同一水平面內(nèi)。

可選的，所述多個(gè)開關(guān)形成一開關(guān)層，所述開關(guān)層位于所述加熱層的上方或下方或與所述加熱層位于同一平面內(nèi)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種下電極組件，包括：一基座和一靜電夾盤，所述基座和靜電夾盤之間設(shè)置上述的多區(qū)加熱裝置。