利用基于TCR元件的加热器渐进式加热衬底的部件制造技术

一种用于衬底处理系统的加热部件的加热器控制系统包含N个加热器区域，其中N为大于零的整数。所述N个加热器区域中的每一个加热所述衬底处理系统的部件，并且包含电阻式加热器以及温度传感器，该温度传感器用于感测所述N个加热器区域中的对应的加热器区域的局部温度。控制器被配置成：基于所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的电阻，确定所述N个加热器区域中的每一个的平均温度。所述控制器基于所述N个加热器区域中的每一个的所述平均温度与所述局部温度控制所述电阻式加热器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用基于TCR元件的加热器渐进式加热衬底的部件相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月8日申请的美国专利申请No.16/058,216的优先权。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
本公开内容涉及衬底处理系统，并且更具体而言涉及利用热电耦与电阻温度系数(TCR)加热器两者渐进式加热衬底处理系统的部件
技术介绍
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。衬底处理系统可以用于对诸如半导体晶片之类的衬底执行蚀刻、沉积和/或其他处理。可以在衬底上执行的示例性工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、原子层蚀刻(ALE)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)和/或其他蚀刻、沉积和清洁工艺。在处理期间，将衬底布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件上，例如基座、静电卡盘(ESC)等上。将工艺气体混合物供应到处理室中以处理衬底。在一些示例中，可以激励等离子体，以增强处理室内的化学反应。气体供给线将气体混合物供给至处理室。如果没有仔细控制气体供给线中的气体混合物的温度，则在气体供给线的壁上可能会发生气体混合物的凝结。气体混合物的凝结可能会造成缺陷且通常难以去除。
技术实现思路
一种用于衬底处理系统的加热部件的加热器控制系统包含N个加热器区域，其中N为大于零的整数。所述N个加热器区域中的每一个加热所述衬底处理系统的部件，并且包含电阻式加热器以及温度传感器，该温度传感器用于感测所述N个加热器区域中的对应的加热器区域的局部温度。控制器被配置成：基于所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的电阻，确定所述N个加热器区域中的每一个的平均温度。所述控制器基于所述N个加热器区域中的每一个的所述平均温度与所述局部温度控制所述电阻式加热器。在其他特征中，所述控制器被配置成基于所述局部温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率，并且基于所述平均温度选择性超控(override)供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。在其他特征中，所述控制器被配置成基于所述平均温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率，并且基于所述局部温度选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。在其他特征中，电流传感器感测供给至所述N个加热器区域中的每一个的电流。所述控制器基于所述电流确定所述N个加热器区域中的每一个的所述电阻。在其他特征中，电压传感器感测供给至所述N个加热器区域中的每一个的电压。所述控制器基于所述电压确定所述N个加热器区域中的每一个的所述电阻。在其他特征中，加热器驱动器基于占空比驱动所述N个加热器区域中的一者。电阻估算装置基于所述占空比估算所述N个加热器区域的所述一者的所述电阻。所述控制器基于所述电阻确定所述N个加热器区域的所述一者的所述局部温度。在其他特征中，所述控制器被配置成：基于所述局部温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率；以及在所述平均温度处于预定温度范围之外时，选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。在其他特征中，所述控制器被配置成在所述平均温度处于所述预定温度范围之外时，基于默认占空比与默认功率电平中的至少一者而控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的所述功率。在其他特征中，所述控制器被配置成：基于所述平均温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率；以及基于所述局部温度，选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。在其他特征中，所述控制器被配置成在所述局部温度低于预定温度时，增加供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。在其他特征中，所述N个加热器区域围绕从源至处理室的多个气体管线设置。所述N个加热器区域提供从所述源至所述处理室的渐进式加热轮廓。一种用于衬底处理系统的气体输送系统的加热器控制系统包含烘箱，其用于包围所述衬底处理系统的一或多个部件并且维持所述烘箱中的预定温度。N个电阻式加热器设置在所述烘箱内，其中N为大于1的整数。所述N个电阻式加热器中的每一个选择性加热所述烘箱中的所述部件中的一个的至少一部分。所述N个电阻式加热器为未隔热的。控制器被配置成通过以下方式在所述烘箱中的局部区域中维持所述预定温度：确定所述N个电阻式加热器中的每一个中的电阻并且基于所述N个电阻式加热器中的N-1个电阻式加热器相比于所述N个电阻式加热器中的一个电阻式加热器的N-1个电阻比值而调整所述N个电阻式加热器中的每一个的功率。在其他特征中，第一温度传感器远离所述N个电阻式加热器定位以感测所述烘箱中的温度。所述烘箱包含加热元件。所述控制器基于所述第一温度传感器确定所述烘箱中的平均温度，并且基于所述平均温度控制所述烘箱中的所述加热元件以维持所述预定温度。在其他特征中，所述N-1个电阻比值在所述预定温度下确定。所述预定温度为环境温度。所述控制器还被配置成调整所述N-1个电阻比值以提供渐进式加热。所述部件包含气体流动路径中的气体管线和阀中的至少一者。根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。附图说明根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：图1为根据本公开内容的一种衬底处理系统的示例的功能性框图；图2A至2C为根据本公开内容的加热系统的示例的功能框图；图3是说明温度与沿着气体流动路径至处理室的长度的函数关系的图；图4说明了包含热电耦的加热器区域的示例；图5与6是说明温度与沿着区域中的气体流动路径的长度的函数关系的图；图7与8为根据本公开内容的说明方法的示例的流程图，所述方法利用多个加热器区域中的每一加热器区域中的热电耦与TCR加热器控制气体流动路径中的温度；图9为包含烘箱的加热系统的功能框图，烘箱围绕设置在一或多个位置中的气体流动路径和未隔热的TCR加热器；图10为用于操作图9的加热系统的方法的流程图。在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。具体实施方式可使用渐进式加热克服气体管线中的冷凝风险。然而，利用热电耦在沿着气体管线的位置处所测量的温度无法捕获跨越整个加热器区域的基于负载的变化。由于膨胀、阀等因素所导致的压力转换和/或负载变化会引发局部温度变化。此外，被设计用于一种应用的管线/加热器通常被用于另一种应用且温度分布可能会变化。如果热电耦(TC)位于压力降低/膨胀的位置处，热电耦将会感测到低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加热衬底处理系统的部件的加热器控制系统，其包含：/nN个加热器区域，其中N为大于零的整数，其中所述N个加热器区域中的每一个加热所述衬底处理系统的部件，并且包含：/n电阻式加热器；以及/n温度传感器，其用于感测所述N个加热器区域中的对应的加热器区域的局部温度；以及/n控制器，其被配置成：/n基于所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的电阻，确定所述N个加热器区域中的每一个的平均温度，以及/n基于所述N个加热器区域中的每一个的所述平均温度与所述局部温度控制所述电阻式加热器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180808 US 16/058,2161.一种用于加热衬底处理系统的部件的加热器控制系统，其包含：
N个加热器区域，其中N为大于零的整数，其中所述N个加热器区域中的每一个加热所述衬底处理系统的部件，并且包含：
电阻式加热器；以及
温度传感器，其用于感测所述N个加热器区域中的对应的加热器区域的局部温度；以及
控制器，其被配置成：
基于所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的电阻，确定所述N个加热器区域中的每一个的平均温度，以及
基于所述N个加热器区域中的每一个的所述平均温度与所述局部温度控制所述电阻式加热器。


2.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其中所述控制器被配置成基于所述局部温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率，并且基于所述平均温度选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。


3.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其中所述控制器被配置成基于所述平均温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率，并且基于所述局部温度选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。


4.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其还包含电流传感器，所述电流传感器用于感测供给至所述N个加热器区域中的每一个的电流，其中所述控制器基于所述电流确定所述N个加热器区域中的每一个的所述电阻。


5.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其还包含电压传感器，所述电压传感器用于感测供给至所述N个加热器区域中的每一个的电压，其中所述控制器基于所述电压确定所述N个加热器区域中的每一个的所述电阻。


6.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其还包含：
加热器驱动器，其用于基于占空比驱动所述N个加热器区域中的一个；以及
电阻估算装置，其用于基于所述占空比估算所述N个加热器区域的所述一个的所述电阻，
其中所述控制器基于所述电阻确定所述N个加热器区域的所述一个的所述局部温度。


7.根据权利要求1所述的加热器控制系统，其中所述控制器被配置成：
基于所述局部温度选择性控制供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率；以及
在所述平均温度处于预定温度范围之外时，选择性超控供给至所述N个加热器区域中的每一个中的所述电阻式加热器的功率。


8.根据权利要求7所述的加热器控制系统，其中所述控制器被配置成在所述平均温度处于所述预定温度范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉梅什·钱德拉塞卡拉，伊斯瓦·斯里尼瓦桑，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US