多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法制造方法及图纸

一种多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法，其中，所述多区加热装置包括：多个加热片；多个开关，每个开关连接一加热片并形成一加热单元；多个所述加热单元的两端分别连接一接地总线和一供电总线；多个控制信号线，每个控制信号线与一开关相连，用于输送所述开关工作占空比的控制信号，所述开关分别根据所述控制信号独立控制与之连接的所述加热片的工作时间。所述多区加热装置能够集成到等离子处理装置中的静电夹盘与基座之间，且能够减少外接导电线以减少滤波器的需求。够减少外接导电线以减少滤波器的需求。够减少外接导电线以减少滤波器的需求。

【技术实现步骤摘要】
多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法


[0001]本专利技术涉及温度加热处理
，更为具体地说，涉及一种多区加热


技术介绍

[0002]多区温度控制技术广泛应用于各个
，例如化工、生物、制药及集成电路等领域，尤其在集成电路制造领域，随着半导体工件，例如基片加工的关键尺寸不断降低，以及基片的尺寸不断变大，基片加工过程中的温度控制精度及区域化控制需求越来越高。
[0003]用于集成电路制造的半导体处理工艺中包括有：化学气相沉积工艺、等离子体处理工艺等。其中主要是利用等离子处理工艺实现对半导体基片的刻蚀进行处理，所述等离子体处理工艺的原理包括：使用射频功率源驱动等离子处理装置产生较强的高频交变电磁场，使得低压的处理气体被电离产生等离子体。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，活性粒子可以和基片的表面发生多种物理和化学反应，使得基片表面的形貌发生改变，即完成等离子体处理工艺。其中影响基片处理效果的一个重要因素是温度，现有技术中通常设置多个圆环形的加热区进行独立控温以满足温度均一性需求。随着处理工艺的演进，关键尺寸(Critical Dimension)越来越低，对温度均一性的要求也越来越高，现有技术由于独立可控加热区面积过大，所以对于基片上很小区域内局部温度不均的现象无法有效解决，这就导致基片上多个温度异常点出现，相应的温度异常点上的基片处理效果无法保证合格，最终导致基片处理效率降低。
[0004]因此当前在等离子处理装置内需要开发一种新的多区控温加热器，能够集成在反应腔内的射频环境中，特别是集成到静电夹盘与基座之间，最佳的能够减少外接导电线以减少滤波器的需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种多区加热装置、下电极组件、等离子处理装置及调温方法，以解决现有技术存在的技术问题，提高了半导体处理装置的性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种多区加热装置，包括：多个加热片；多个开关，每个开关连接一加热片并形成一加热单元；多个所述加热单元的两端分别连接一接地总线和一供电总线；多个控制信号线，每个控制信号线与一开关相连，用于输送所述开关工作占空比的控制信号，所述开关分别根据所述控制信号独立控制与之连接的所述加热片的工作时间。
[0008]可选的，所述多区加热装置还包括至少一个驱动器，所述驱动器通过所述驱动信号线输送所述驱动信号至所述开关。
[0009]可选的，所述多区加热装置还包括一控制总线，所述控制总线输出一控制信号至所述至少一个驱动器，所述控制信号包括需要进行温度调整的加热单元坐标及调整幅度信息。
[0010]可选的，所述驱动器用于识别所述控制总线的控制信号并将需要进行调整的驱动
信号输送到对应的开关中；所述驱动器包括锁存器、小型CPU、存储器或比较器中的至少一种。
[0011]可选的，所述驱动器的数量小于等于所述开关的数量。
[0012]可选的，流过所述开关的电流小于等于100毫安。可选的，所述多个加热片形成一加热层，所述加热层中的多个加热片成阵列排布，至少两个加热片位于同一水平面内。
[0013]可选的，所述多个开关形成一开关层，所述开关层位于所述加热层的上方或下方或与所述加热层位于同一平面内。
[0014]相应的，本专利技术还提供一种下电极组件，包括：一基座和一静电夹盘，所述基座和静电夹盘之间设置上述的多区加热装置。
[0015]可选的，所述基座内设置冷却通道，所述驱动信号线绕过所述冷却通道贯穿所述基座设置。
[0016]相应的，本专利技术还提供一种等离子处理装置，包括：等离子体反应腔，所述反应腔内设置上述下电极组件，所述下电极组件的多区加热装置用于对静电夹盘承载的基片进行多区温度调节。
[0017]可选的，所述接地总线和所述供电总线分别通过一个滤波器与非射频环境相连。
[0018]可选的，所述多区加热装置的加热单元数量大于等于100个。
[0019]可选的，所述多区加热装置包括一加热器驱动控制装置，所述加热器驱动控制装置包括多个所述开关和至少一个所述驱动器，所述驱动器用于识别并存储所述控制总线传输的控制信号，并根据所述控制信号的指示判断对其控制的开关工作占空比进行调整与否。
[0020]可选的，所述驱动器位于所述基座下方，所述基座内设置若干冷却通道，所述驱动信号线绕开所述冷却通道并贯穿所述基座设置。
[0021]可选的，所述基座下方还设置一设备板，所述驱动器位于所述基座和设备板之间。
[0022]可选的，所述多区加热装置还包括一跨接层，所述跨接层位于所述基座的上方，用于排布所述控制信号线至多个所述开关。
[0023]可选的，所述驱动器位于所述基座上方，所述基座与多个所述加热片之间设置粘接层，所述驱动控制装置设置于所述粘接层内或者所述基座的上表面的凹陷部中。
[0024]可选的，所述接地总线连接若干接地总线分支，所述供电总线连接若干供电总线分支，所述加热单元的一端通过所述接地总线分支与所述接地总线相连，另一端通过供电总线分支与所述供电总线相连。
[0025]可选的，所述接地总线分支和所述供电总线分支位于相同或不同的水平面内。
[0026]可选的，所述接地总线分支和所述供电总线分支形成一互联层，多个所述加热片形成一加热层，多个所述开关形成一开关层，所述互联层位于所述加热层和所述开关层之间或位于所述开关层的下方或位于所述加热层的上方。
[0027]可选的，所述互联层包括一总线互联导体网，所述总线互联导体网包括若干向上延伸或向下延伸的导线，所述导线分别与所述开关或所述加热片相连接。
[0028]可选的，所述加热片和基座之间还包括一跨接层，跨接层中包括多根驱动信号线的至少部分，所述跨接层的上表面包括多个驱动信号线的输出端，所述多个输出端位置与上方的开关对应。
[0029]可选的，所述等离子处理装置包括一控制器，所述控制器位于非射频环境，所述控制器输出的控制信号通过所述控制总线传输到所述驱动器。
[0030]可选的，所述控制器通过光纤传输光学控制信号到所述等离子体反应腔中的光电转换装置，所述光电转换装置输出电控制信号到所述控制总线。
[0031]可选的，所述控制总线通过一滤波器与所述控制器相连。
[0032]可选的，所述驱动信号为脉冲信号，脉冲式的驱动信号使得每个开关在导通和关断状态间循环，并通过每个脉冲周期内高低电平的时长实现对加热片加热功率大小的调节。
[0033]可选的，所述的驱动器与开关之间设置调制电路，用于将所述驱动信号的一个导通脉冲分隔为多个互相分离的导电脉冲。
[0034]可选的，所述基座与所述静电夹盘之间还包括一主加热器，所述主加热器位于所述加热层的下方。
[0035]相应的，本专利技术还提供一种多区温度调节方法，包括：所述控制总线根据工艺温度要求输送预设的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多区加热装置，其特征在于：包括：多个加热片；多个开关，每个开关连接一加热片并形成一加热单元；多个所述加热单元的两端分别连接一接地总线和一供电总线；多个驱动信号线，每个驱动信号线与一开关相连，用于输送所述开关工作占空比的驱动信号，所述开关分别根据所述驱动信号独立控制与之连接的所述加热片的工作时间。2.如权利要求1所述的多区加热装置，其特征在于，所述多区加热装置还包括至少一个驱动器，所述驱动器通过所述驱动信号线输送所述驱动信号至所述开关。3.如权利要求2所述的多区加热装置，其特征在于，所述多区加热装置还包括一控制总线，所述控制总线输出一控制信号至所述至少一个驱动器，所述控制信号包括需要进行温度调整的加热单元坐标及调整幅度信息。4.如权利要求3所述的多区加热装置，其特征在于，所述驱动器用于识别所述控制总线的控制信号并将需要进行调整的驱动信号输送到对应的开关中；所述驱动器包括锁存器、小型CPU、存储器或比较器中的至少一种。5.如权利要求2-4任一项所述的多区加热装置，其特征在于，所述驱动器的数量小于等于所述开关的数量。6.如权利要求1-4任一项所述的多区加热装置，其特征在于，流过所述开关的电流小于等于100毫安。7.如权利要求1所述的多区加热装置，其特征在于，所述多个加热片形成一加热层，所述加热层中的多个加热片成阵列排布，至少两个加热片位于同一水平面内。8.如权利要求7所述的多区加热装置，其特征在于，所述多个开关形成一开关层，所述开关层位于所述加热层的上方或下方或与所述加热层位于同一平面内。9.一种下电极组件，其特征在于，包括：一基座和一静电夹盘，所述基座和静电夹盘之间设置如权利要求3-8任一项所述的多区加热装置。10.如权利要求9所述的下电极组件，其特征在于，所述基座内设置冷却通道，所述驱动信号线绕过所述冷却通道贯穿所述基座设置。11.一种等离子处理装置，其特征在于，包括：一等离子体反应腔，所述反应腔内设置如权利要求9或10任一项所述的下电极组件，所述下电极组件的多区加热装置用于对静电夹盘承载的基片进行多区温度调节。12.如权利要求11所述的等离子处理装置，其特征在于，所述接地总线和所述供电总线分别通过一个滤波器与非射频环境相连。13.如权利要求11所述的等离子处理装置，其特征在于，所述多区加热装置的加热单元数量大于等于100个。14.如权利要求11所述的等离子处理装置，其特征在于，所述多区加热装置包括一加热器驱动控制装置，所述加热器驱动控制装置包括多个所述开关和至少一个所述驱动器，所述驱动器用于识别并存储所述控制总线传输的控制信号，并根据所述控制信号的指示判断对其控制的开关工作占空比进行调整与否。15.如权利要求11所述的等离子处理装置，其特征在于，所述驱动器位于所述基座下方，所述基座内设置若干冷却通道，所述驱动信号线绕开所述冷却通道并贯穿所述基座设
置。16.如权利要求11-15任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，所述基座下方还设置一设备板，所述驱动器位于所述基座和设备板之间。17.如权利要求11-15任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，所述多区加热装置还包括一跨接层，所述跨接层位于所述基座的上方，用于排布所述控制信号线至多个所述开关。18.如权利要求14所述的等离子处理装置，其特征在于，所述驱动器位于所述基座上方，所述基座与多个所述加热片之间设置粘接层，所述驱动控制装置设置于所述粘接层内或者所述基座的上表面的凹陷部中。19.如权利要求11-15任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，所述接地总线连接若干接地总线分支，所述供电总线连接若干供电总线分支，所述加热单元的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢林，杜杰，
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：