一种等离子处理器以及静电夹盘加热方法技术

本发明专利技术公开一种等离子处理器以及静电夹盘加热方法，反应腔内包括支撑基片的基座，射频电源连接并供应射频功率到基座，基座上包括静电夹盘和用于控制静电夹盘温度的加热系统，加热系统包括多个加热器分别用于控制静电夹盘不同区域的温度，加热系统包含：多区加热器，其包含若干个加热器；加热器驱动器，用于驱动多个加热器；控制加热器驱动器以实现控制多区加热器的功率输出进行加热的控制器，与加热器驱动器连接；控制器与主机通信连接，获取主机的指令或反馈指令给主机，实现对加热系统的控制。本发明专利技术可减少不必要的射频滤波器，便于配置设计，结构简单，小尺寸可以在满足功能的基础上，还能减轻了设计上对空间的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子处理器以及静电夹盘加热方法
本专利技术涉及等离子刻蚀领域，特别涉及一种等离子处理器以及静电夹盘加热方法。
技术介绍
现有技术中，在等离子体刻蚀或化学气相沉积等工艺过程中，常采用静电夹盘(ElectroStaticChuck，简称ESC)来固定、支撑及传送基片(Wafer)等待加工件。静电夹盘设置于反应腔室中，通过对静电夹盘来加热基片，促成基片与反应腔室中的等离子体进行反应，从而实现对基片的加工制造。静电夹盘的加热区域不止一个，需要通过设置多区加热器对静电夹盘的多个加热区域分别进行加热。由于对多区加热器进行控制的元器件(例如SCR电力调整器和SSR固态继电器等)尺寸较大，在有限的空间内无法直接放置在多区加热器的下方，即射频滤波组件和加热器控制单元只能在偏远位置，此时其与多区加热器并非处于同电位状态，所以需要给每个加热器添加RF滤波器(射频滤波器)，保证正常工作，如图1所示。由于射频滤波组件和加热器控制单元在偏远位置，各个加热器和加热器控制单元之间均连接有射频滤波器，使得射频功率会在此长距离路径中损耗，这可能导致刻蚀速率降低以及存在其他潜在的射频泄漏风险。基于上述原因，需要研发一种结构简单、节省空间、简化滤波结构的基于多区加热器的加热系统实为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种等离子处理器以及静电夹盘加热方法，加热器驱动器与MCU(控制器)采用集成结构以及将MCU和主机之间采用不需要射频滤波的光纤通信或无线蓝牙通信方式，将加热器驱动器与MCU直接放置在多区加热器下方，使得加热器驱动器与MCU同多区加热器基本处于同电位状态，减少不必要的射频滤波器，便于配置设计，结构简单，还可以在满足功能的基础上减轻设计上对空间的需求。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种等离子处理器，所述等离子处理器包括一反应腔，反应腔内包括一个用于支撑基片的基座，一个射频电源连接并供应射频功率到所述基座，所述基座上包括一静电夹盘和用于控制静电夹盘温度的一加热系统，所述加热系统包括多个加热器分别用于控制静电夹盘不同区域的温度，所述加热系统还包括：加热器驱动控制器，其与所述多个加热器连接，用于驱动所述多个加热器，所述加热器驱动控制器位于所述多个加热器下方的射频辐射环境中；位于反应腔外大气环境中的加热电源，其与所述加热器驱动控制器之间通过一根功率供应线和一根功率回线实现电连接，为所述加热器驱动控制器和所述多个加热器进行供电，所述功率供应线和所述功率回线上还串联有一个射频滤波器，使得所述加热电源经过所述射频滤波器连接到所述加热器驱动控制器；所述加热器驱动控制器中包括至少一个控制器和至少一个加热器驱动器，通过控制所述加热器驱动器输出到所述多个加热器的驱动信号来对所述多个加热器的功率输出进行控制。优选地，所述等离子处理器还包括一个主机，用于存储并执行等离子处理工艺；所述控制器通过与所述主机通信连接，获取所述主机的控制指令，将所述控制指令转换成驱动信号发送至所述加热器驱动器，用以驱动所述多个加热器；或者，所述控制器将所述多个加热器接收到的静电夹盘温度经过所述加热器驱动器反馈给所述主机，实现对所述加热系统的控制。优选地，所述控制器与所述主机之间的通信方式为光缆通信或无线蓝牙通信。优选地，所述加热器驱动器中包括光耦或者蓝牙信号发射装置或者半导体开关，用于驱动所述多个加热器。优选地，所述加热器驱动器和所述控制器集成在一个印刷电路板上，或者，所述加热器驱动器和所述控制器分开放置。优选地，每个所述加热器的两端对应连接到所述加热器驱动器中的一组输出端口。优选地，每个所述加热器中包括一加热电阻丝。优选地，所述加热电源为直流电源或交流电源。优选地，所述等离子处理器为电容耦合等离子处理器或电感耦合等离子处理器。本专利技术还提供了一种如上文所述的等离子处理器内静电夹盘的加热控制方法，该方法包含以下过程：将加热电源设置在反应腔外大气环境中以及将加热器驱动控制器设置在反应腔内的射频辐射环境中；所述加热电源与所述加热器驱动控制器之间通过一根功率供应线和一根功率回线实现电连接，为所述加热器驱动控制器和反应腔内的多个加热器进行供电；在所述功率供应线和所述功率回线上串联有一个射频滤波器；将所述加热器驱动控制器设置有至少一个控制器和至少一个加热器驱动器，通过控制所述加热器驱动器输出到所述多个加热器的驱动信号来对所述多个加热器的功率输出进行控制，控制静电夹盘不同区域的温度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的多区加热器可以由光驱动器、蓝牙驱动器、其他半导体驱动器进行驱动实现功率输出进行加热；本专利技术的加热器驱动器与MCU可集成在小尺寸的PCBA上或者分开设置，加热器驱动器与MCU直接置于多区加热器下方，节省射频滤波器的数目，减少不必要的射频滤波器，避免多个滤波器的存在大幅增加成本以及大量占用反应腔有限的空间，本专利技术结构简单，小尺寸可以在满足功能的基础上，还能减轻了设计上对空间的需求，特别是位于静电夹盘下方，大尺寸无法实现结构设计；本专利技术由于大幅减少了滤波器数量，所以也降低了射频功率泄露量和其他潜在的射频泄漏风险；本专利技术的MCU与主机之间的通信方式为不需要射频滤波的光纤通信或无线蓝牙通信。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的多区加热系统控制示意图；图2为本专利技术的等离子处理器示意图；图3为本专利技术的多区加热系统示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。图2所示为本专利技术的一种等离子处理器的结构示意图，等离子处理器包括真空反应腔100，真空反应腔包括由金属材料制成的大致为圆柱形的反应腔侧壁。反应腔侧壁上方设置一气体喷淋装置150，气体喷淋装置与气体供应装置160相连。气体供应装置160中的反应气体经过气体喷淋装置150本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子处理器，所述等离子处理器包括一反应腔，反应腔内包括一个用于支撑基片的基座，一个射频电源连接并供应射频功率到所述基座，所述基座上包括一静电夹盘和用于控制静电夹盘温度的一加热系统，所述加热系统包括多个加热器分别用于控制静电夹盘不同区域的温度，其特征在于，所述加热系统还包括：/n加热器驱动控制器，其与所述多个加热器连接，用于驱动所述多个加热器，所述加热器驱动控制器位于所述多个加热器下方的射频辐射环境中；/n位于反应腔外大气环境中的加热电源，其与所述加热器驱动控制器之间通过一根功率供应线和一根功率回线实现电连接，为所述加热器驱动控制器和所述多个加热器进行供电，所述功率供应线和所述功率回线上还串联有一个射频滤波器，使得所述加热电源经过所述射频滤波器连接到所述加热器驱动控制器；/n所述加热器驱动控制器中包括至少一个控制器和至少一个加热器驱动器，通过控制所述加热器驱动器输出到所述多个加热器的驱动信号来对所述多个加热器的功率输出进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子处理器，所述等离子处理器包括一反应腔，反应腔内包括一个用于支撑基片的基座，一个射频电源连接并供应射频功率到所述基座，所述基座上包括一静电夹盘和用于控制静电夹盘温度的一加热系统，所述加热系统包括多个加热器分别用于控制静电夹盘不同区域的温度，其特征在于，所述加热系统还包括：
加热器驱动控制器，其与所述多个加热器连接，用于驱动所述多个加热器，所述加热器驱动控制器位于所述多个加热器下方的射频辐射环境中；
位于反应腔外大气环境中的加热电源，其与所述加热器驱动控制器之间通过一根功率供应线和一根功率回线实现电连接，为所述加热器驱动控制器和所述多个加热器进行供电，所述功率供应线和所述功率回线上还串联有一个射频滤波器，使得所述加热电源经过所述射频滤波器连接到所述加热器驱动控制器；
所述加热器驱动控制器中包括至少一个控制器和至少一个加热器驱动器，通过控制所述加热器驱动器输出到所述多个加热器的驱动信号来对所述多个加热器的功率输出进行控制。


2.如权利要求1所述的等离子处理器，其特征在于，
所述等离子处理器还包括一个主机，用于存储并执行等离子处理工艺；
所述控制器通过与所述主机通信连接，获取所述主机的控制指令，将所述控制指令转换成驱动信号发送至所述加热器驱动器，用以驱动所述多个加热器；或者，所述控制器将所述多个加热器接收到的静电夹盘温度经过所述加热器驱动器反馈给所述主机，实现对所述加热系统的控制。


3.如权利要求2所述的等离子处理器，其特征在于，
所述控制器与所述主机之间的通信方式为光缆通信或无线蓝牙通信。


4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪图强，饭塚浩，吴迪，谢林，左涛涛，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31