减小的线数量的加热器阵列块制造技术

热系统包括多个热元件。在一种形式中，热元件中的每一个限定了电阻器和限流装置。多个热元件具有并联热元件的至少第一子集和并联热元件的至少第二子集。系统还具有连接至多个热元件的多个电源线。电源线成对配置用于将电能提供至并联设置连接的多个热元件的子集。电源线对中的每一个与子集中相邻并联设置的热元件共享共用电源线。此外，在子集中相邻并联设置的热元件的每个限流装置是相对的。并联热元件的第一和第二子集共享共用电源线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减小的线数量的加热器阵列块
本公开内容涉及加热器系统和相关控制，特别是能够在操作期间向加热目标传递精准加热分布的加热器系统，以便补偿热损失和/或其他偏差，在半导体加工应用中作为卡盘或基座使用。
技术介绍
本部分中的陈述内容仅仅提供关于本公开内容的背景信息并不构成现有技术。在半导体加工技术中，例如，使用卡盘或基座来保持衬底(或晶元)并在加工期间向衬底提供均匀温度分布。参见附图1，示出了用于静电卡盘的支撑组件10，该支撑组件包括具有嵌入电极14的静电卡盘12，以及通过粘合剂层18粘结至静电卡盘12的加热板或目标16，粘合剂层18典型为有机硅粘合剂。加热器20固定至加热板或目标16，作为实例，加热器可以为蚀刻箔加热器。这种加热器组件再次通过粘合剂层24粘结至冷却板22，其中粘合剂层典型为有机硅粘合剂。衬底26设置在静电卡盘12上，并且电极14连接至电压源(未示出)使得生成静电能，静电卡盘12将衬底26保持在适当的位置上。射频(RF)或微波电源(未示出)可以耦接至围绕支承组件10的等离子反应器腔室中的静电卡盘12。因此，加热器20在腔室内等离子半导体加工步骤期间提供所需热量来保持衬底26上的温度，加工步骤包括等离子增强膜沉积或蚀刻。在衬底26的全部加工阶段期间，严格控制静电卡盘12的温度分布是重要的以便减小衬底26正在蚀刻中的加工偏差，同时减少总加工时间。除了其他应用，用于改进衬底上的均温度匀性的改进装置和方法在半导体加工技术中是一直期望的。
技术实现思路
热系统包括多个热元件。热元件中的每一个限定了电阻器和限流装置。多个热元件具有并联热元件的至少第一子集和并联热元件的至少第二子集。系统还具有连接至多个热元件的多个电源线。电源线成对配置用于将电能提供至多个并联设置连接的热元件的子集。电源线对中的每一个与子集中相邻并联设置的热元件共享共用电源线。此外，在子集中相邻并联设置的热元件的每个限流装置是相对的。并联热元件的第一和第二子集共享共用电源线。加热器系统包括加热目标和固定至加热目标的加热器。加热器具有多个热元件。热元件中的每一个限定了电阻器和限流装置。多个热元件具有并联热元件的至少第一子集和并联热元件的至少第二子集。系统还具有连接至多个热元件的多个电源线。电源线成对配置用于将电能提供至多个并联设置连接的热元件的子集。电源线对中的每一个与子集中相邻并联设置的热元件共享共用电源线。此外，在子集中相邻并联设置的热元件的每个限流装置是相对的。并联热元件的第一和第二子集共享共用电源线。进一步应用领域将根据本文中的描述变得显而易见，应当理解的是描述和具体实例仅仅是用于描述性目的并不用于限定本公开内容的范围。附图说明为了本公开内容可以得到良好的理解，将参见附图，通过实例以多种形式进行描述，其中：附图1为现有技术中的静电卡盘的放大侧视图；附图2A为具有调谐层并且根据本公开内容的一种原理形式构造的加热器的部分侧视图；附图2B为另一种形式的并且根据本公开内容的原理构造的具有调谐层的加热器或调谐加热器的分解侧视图；附图2C为根据本公开内容构造的加热器的立体分解视图，其示出了用于基底加热器的四(4)个示例性区域和用于调谐加热器的十八(18)个区域；附图2D为具有补充调谐层并且根据本公开内容的原理构造的另一种形式的高分辨率(highdefinition)加热器系统的侧视图；附图3为描述了根据本公开内容的原理的热系统的示意图；附图4为描述了具有二十四个热元件的六个热系统的示意图；附图5为描述了根据本公开内容的原理的具有控制系统的热系统的示意图；附图6为描述了控制热系统的方法的流程图；附图7为描述了用于控制根据本公开内容的原理的附图3、4和5中的热系统的控制系统的示意图。本文中描述的附图仅仅是用于描述性目的并不以任何方式用于限定本公开内容的范围。具体实施方式以下说明书在本质上仅仅是示例性的并不用于限定本公开内容，应用或使用。例如，以下本公开内容中的形式针对在半导体加工中使用的卡盘，在一些实例中为静电卡盘。然而，应当理解的是本文中提供的加热器和系统可以用于多种应用并且并不限于半导体加工应用。应当理解的是通过附图，相应的附图标记指代相似或相应的部分和特征。参见附图2A，本公开内容的一种形式的加热器50包括基底加热器层52，基底加热器层具有嵌入在其中的至少一个加热器电路54。基底加热器层52具有形成的至少一个孔径56，通过(或经由)孔径用于将加热器电路54连接至电源(未示出)。基底加热器层52提供主加热，同时如所示的靠近加热器层52设置的调谐加热器层60用于对加热器50提供的热分布进行微调。调谐层60包括多个单独的嵌入其中的独立控制的加热元件62。至少一个通过调谐层形成的孔径64用于将多个单独的加热元件62连接至电源和控制器(未示出)。如进一步所示，布线层66设置在基底加热器层52和调谐层60之间并限定了一个内部空腔68。第一组电引线70通过加热层孔径56延伸，将加热器电路54连接至电源。除了基底加热器层52中的孔径55，第二组电引线72将多个加热元件62连接至电源并通过布线层66的内部空腔68延伸。应当理解的是布线层66是可选的，并且加热器50可以不与布线层66一起使用，而是仅仅具有基底加热器层52和调谐加热器层60。在另一种形式中，除了提供加热分布的微调，调谐层60可以选择性的用于测量卡盘12中的温度。这种形式提供了多个温度相关电阻电路的特定区域或考虑位置。这些温度传感器中的每一个能够经由多路复用开关布置单独读取以允许使用相对于所需信号线数量更多的传感器来测量每个单独的传感器，例如与本申请一同转让的美国专利申请No.US9,123,756中所示，其公开内容通过引用全部并入本文。温度感测反馈能够提供用于控制决策的必要信息，例如，控制后部冷却气体压力的特定区域来调节从衬底26至卡盘12的热通量。这种相同的反馈还能够用于替换或增加安装在基底加热器50附近的温度传感器用于基底加热区域54的温度控制或经由辅助冷却流体热交换器(未示出)用于平衡板冷却流体温度。在一种形式中，通过将加热器电路54和调谐层加热元件62封闭在用于中温应用(通常低于250℃)的聚酰亚胺材料中形成基底加热器层50和调谐加热器层60。进一步，聚酰亚胺材料可以与材料进行掺杂以便增加热传导性。在另一种形式中，基底加热器层50和/或调谐加热器层60由分层工艺形成，其中通过使用与厚膜，薄膜，热喷涂或溶胶-凝胶等相关的工艺将材料应用或沉积至衬底或其他层而形成层。在一种形式中，基底加热电路54由形成以及调谐层加热元件62为镍材料。但在另一种形式中，调谐层加热元件62由具有足够电阻温度系数的材料形成使得元件起到加热器和温度传感器的作用。与本申请一同转让的美国专利申请No.7,196,295和No.8,378,266中公开了该加热器和加热器材料并且其公开内容通过引用全部并入本文。通过知晓或测量应用至热阻抗调谐层60中的每个单独元件的电压和/或电流，由乘法和除法转换为电功率和电阻，相应在第一实例中等同于来自这些元件中的每一个的热通量，以及在第二实例中等同于与元件温度的已知关系，本公开内容的多种形式包括在层加热元件62上的基于温度，功率，和/或热阻抗的控制。这些一起应用能够用于计算和监控每个元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热系统，包括：多个热元件，热元件中的每一个限定了电阻器和限流装置，多个热元件包括并联热元件的至少第一子集和并联热元件的至少第二子集；以及多个电源线，所述多个电源线连接至多个热元件，电源线成对配置用于将电能提供至多个并联设置连接的热元件的子集，其中电源线对中的每一个与子集中相邻并联设置的热元件共享共用电源线，在子集中相邻并联设置的热元件的每个限流装置是相对的，以及并联热元件的第一和第二子集共享共用电源线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.08 US 14/962,7331.一种热系统，包括：多个热元件，热元件中的每一个限定了电阻器和限流装置，多个热元件包括并联热元件的至少第一子集和并联热元件的至少第二子集；以及多个电源线，所述多个电源线连接至多个热元件，电源线成对配置用于将电能提供至多个并联设置连接的热元件的子集，其中电源线对中的每一个与子集中相邻并联设置的热元件共享共用电源线，在子集中相邻并联设置的热元件的每个限流装置是相对的，以及并联热元件的第一和第二子集共享共用电源线。2.根据权利要求1所述的热系统，进一步包括控制系统，所述控制系统用于将电能提供至多个并联设置连接的热元件的子集。3.根据权利要求2所述的热系统，其中控制系统被配置为通过多个热元件中的至少一个来提供电流4.根据权利要求2所述的热系统，其中控制系统被配置为通过多个热元件中的仅仅一个来提供电流。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·T·斯汪森，路易斯·P·辛德豪尔，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：美国,US