半导体加工设备的加热系统及其控制方法技术方案

本申请实施例提供了一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法。基座包括第一加热区域和第二加热区域，该控制方法包括以下步骤：S1、检测并获取对应第一加热区域的第一实测温度和对应第二加热区域的第二实测温度；S2、根据第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应第一加热区域的当加热温度中的第一加热目标温度和对应第二加热区域的第二目标温度，确定当前第一加热区域和第二加热区域的温度差异参数；S3、根据温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整第一加热区域和第二加热区域的加热模式。本申请实施例实现了对基座内外环温度的精确控制，有效提高了工艺温度环境的稳定性。

Heating system and control method of semiconductor processing equipment

【技术实现步骤摘要】
半导体加工设备的加热系统及其控制方法
本申请涉及半导体加工
，具体而言，本申请涉及一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法。
技术介绍
目前，物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性及耐蚀性等)的微粒喷涂到性能较差的基材上，使得基材具有更好的性能，该技术广泛应用于半导体领域。工艺结果作为PVD设备性能的唯一评判标准，加热系统的控制准确与否对工艺结果的影响巨大，在PVD工艺生产过程中，需要将托盘上的基材加热到规定的工艺温度值，许多PVD的腔室在加热过程中需要用到内外环加热技术对基座加热并且对基座上方的陶瓷器件对于温差变化十分敏感，因此对其加热系统的准确控制要求十分高。加热系统的控制对于PVD工艺过程均是十分重要的，加热系统的温度控制性能对薄膜沉积质量(如摇摆曲线、粗糙度等)的一致性有重要影响，腔室温度的波动性以及不准确性势必会大大降低晶圆的工艺结果，由于目前现有的加热系统控制不准确，因此设计出合理准确的加热系统是PVD设备电气层面至关重要的一环。
技术实现思路
本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法，用以解决现有技术存在基座温度控制不准确的技术问题。第一个方面，本申请实施例提供了一种加热系统的控制方法，应用于半导加工设备中基座的加热控制，所述基座包括第一加热区域和第二加热区域，包括以下步骤：S1、检测并获取对应所述第一加热区域的第一实测温度和对应所述第二加热区域的第二实测温度；S2、根据所述第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应所述第一加热区域的第一目标温度和对应所述第二加热区域的第二目标温度，确定当前所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度差异参数；S3、根据所述温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整所述第一加热区域和所述第二加热区域的加热模式。于本申请的一实施例中，步骤S2具体包括：根据以下公式对所述第一实测温度、所述第二实测温度、所述第一目标温度、所述第二目标温度进行耦合，确定所述温度差异参数；∣△∣＝∣(TCOuter-TCInner)∣*Max{(K*T1/T2),(K*T2/T1)}式中：∣△∣为温度差异参数；TCOuter为第二实测温度；TCInner为第二实测温度；K为预设增益系数；T1为第一加热温度；T2为第二加热温度。于本申请的一实施例中，所述预设容忍区间参数包括：第一子参数、第二子参数和第三子参数；其中，所述第一子参数小于所述第二子参数，所述第二子参数小于所述第三子参数。于本申请的一实施例中，所述第一子参数、所述第二子参数及所述第三子参数利用以下公式得到；Ti＝Ta+λ；Tii＝Tb+λ；Tiii＝Tc+λ；式中：Ti为第一子参数；Tii为第二子参数；Tiii为第三子参数；Ta为预设可容忍温差值；Tb为预设保温温差值；Tc为预设不可容忍温差值；λ为所述第一目标温度和所述第二目标温度的温度差异值。于本申请的一实施例中，步骤S3具体包括：当所述温度差异参数小于或等于所述第一子参数时，控制所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，控制所述第二加热区域以所述第二目标温度为加热温度进行加热；当所述温度差异参数大于所述第一子参数，并且不超过所述第二子参数时，控制所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，并且控制所述第二加热区域以所述第二实测温度为加热温度进行加热；当所述温度差异参数大于所述第二子参数，并且不超过所述第三子参数时，控制所述第一加热区域停止加热，并且控制所述第二加热区域以所述第二目标温度为加热温度进行加热；当所述温度差异参数大于所述第三子参数时，控制第一加热区域及第二加热区域停止加热，并且进行报警。于本申请的一实施例中，所述第一加热区域和所述第二加热区为所述基座上同心设置的两个圆环区域，且所述第一加热区域为内环区域，所述第二加热区域为外环区域。第二个方面，本申请实施例提供了一种用于半导体加工设备的加热系统，包括：检测模块、确定模块、控制模块和加热模块；其中，所述检测模块用于检测并获取对应所述第一加热区域的第一实测温度和对应所述第二加热区域的第二实测温度；所述确定模块用于根据所述第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应所述第一加热区域的第一目标温度和对应所述第二加热区域的第二目标温度，确定当前所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度差异参数；所述控制模块用于根据所述温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整所述加热模块对所述第一加热区域和所述第二加热区域的加热模式。于本申请的一实施例中，所述确定模块具体用于：根据以下公式对所述第一实测温度、所述第二实测温度、所述第一目标温度、第二目标温度进行耦合，确定所述温度差异参数；∣△∣＝∣(TCOuter-TCInner)∣*Max{(K*T1/T2),(K*T2/T1)}式中：∣△∣为温度差异参数；TCOuter为第一实测温度；TCInner为第二实测温度；K为预设增益系数；T1为第一目标温度；T2为第二目标温度。于本申请的一实施例中，所述预设容忍区间参数包括：第一子参数、第二子参数和第三子参数；其中，所述第一子参数小于所述第二子参数，所述第二子参数小于所述第三子参数。于本申请的一实施例中，所述第一子参数、所述第二子参数及所述第三子参数利用以下公式得到；Ti＝Ta+λ；Tii＝Tb+λ；Tiii＝Tc+λ；式中：Ti为第一子参数；Tii为第二子参数；Tiii为第三子参数；Ta为预设可容忍温差值；Tb为预设保温温差值；Tc为预设不可容忍温差值；λ为所述第一目标温度和所述第二目标温度的温度差异值。于本申请的一实施例中，所述控制模块具体用于：当所述温度差异参数小于或等于所述第一子参数时，控制所述加热模块对所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，对所述第二加热区域以所述第二目标温度为加热温度进行加热；当所述温度差异参数大于所述第一子参数，并且不超过所述第二子参数时，控制所述加热模块对所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，并且对所述第二加热区域以所述第二实测温度为加热温度进行加热；当所述温度差异参数大于所述第二子参数，并且不超过所述第三子参数时，控制所述加热模块对所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，并且对所述第二加热区域停止加热；当所述温度差异参数大于所述第三子参数时，控制所述加热模块对所述第一加热区域及所述第二加热区域停止加热，并且进行报警。本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：本申请实施例通过根据目标温度与实测温度，以获得第一加热区域及第二加热区域的温度差异参数，并且还根据温度差异参数与预设的预设容忍区间参数的对应关系，实现了对基座内外环温度的精确控制，有效提高了工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热系统的控制方法，应用于半导加工设备中基座的加热控制，所述基座包括第一加热区域和第二加热区域，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、检测并获取对应所述第一加热区域的第一实测温度和对应所述第二加热区域的第二实测温度；/nS2、根据所述第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应所述第一加热区域的第一目标温度和对应所述第二加热区域的第二目标温度，确定当前所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度差异参数；/nS3、根据所述温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整所述第一加热区域和所述第二加热区域的加热模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热系统的控制方法，应用于半导加工设备中基座的加热控制，所述基座包括第一加热区域和第二加热区域，其特征在于，包括以下步骤：
S1、检测并获取对应所述第一加热区域的第一实测温度和对应所述第二加热区域的第二实测温度；
S2、根据所述第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应所述第一加热区域的第一目标温度和对应所述第二加热区域的第二目标温度，确定当前所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度差异参数；
S3、根据所述温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整所述第一加热区域和所述第二加热区域的加热模式。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
根据以下公式对所述第一实测温度、所述第二实测温度、所述第一目标温度、所述第二目标温度进行耦合，确定所述温度差异参数；
∣△∣＝∣(TCOuter-TCInner)∣*Max{(K*T1/T2),(K*T2/T1)}
式中：∣△∣为温度差异参数；TCOuter为第一实测温度；TCInner为第二实测温度；K为预设增益系数；T1为第一目标温度；T2为第二目标温度。


3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设容忍区间参数包括：第一子参数、第二子参数和第三子参数；其中，
所述第一子参数小于所述第二子参数，所述第二子参数小于所述第三子参数。


4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述第一子参数、所述第二子参数及所述第三子参数利用以下公式得到；
Ti＝Ta+λ；Tii＝Tb+λ；Tiii＝Tc+λ；
式中：Ti为第一子参数；Tii为第二子参数；Tiii为第三子参数；Ta为预设可容忍温差值；Tb为预设保温温差值；Tc为预设不可容忍温差值；λ为所述第一目标温度和所述第二目标温度的温度差异值。


5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
当所述温度差异参数小于或等于所述第一子参数时，控制所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，控制所述第二加热区域以所述第二目标温度为加热温度进行加热；
当所述温度差异参数大于所述第一子参数，并且不超过所述第二子参数时，控制所述第一加热区域以所述第一目标温度为加热温度进行加热，并且控制所述第二加热区域以所述第二实测温度为加热温度进行加热；
当所述温度差异参数大于所述第二子参数，并且不超过所述第三子参数时，控制所述第一加热区域停止加热，并且控制所述第二加热区域以所述第二目标温度为加热温度进行加热；
当所述温度差异参数大于所述第三子参数时，控制第一加热区域及第二加热区域停止加热，并且进行报警。


6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一加热区域和所述第二加热区为所述基座上同心设置的两个圆环区域，且所述第一加热区域为内环区域，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彦，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11