半导体工艺腔室和半导体工艺设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、加热器、支撑装置、控制装置、电源和可控硅元件，加热器和支撑装置设置在腔体中，支撑装置用于承载基板，加热器用于对承载于支撑装置上的基板进行加热；电源用于通过可控硅元件向加热器提供随时间变化的电源信号功率，控制装置用于在支撑装置上承载有基板后，控制可控硅元件向加热器提供随着时间变化的电源信号，以使加热器按预设曲线输出逐渐减小的加热功率。在本实用新型专利技术中，控制装置能够控制可控硅元件调节加热功率，使其按预设曲线逐渐减小，从而使基板的升温速率随时间增大逐渐减小，在保证基板升温效率的同时，提高了基板在升温工艺结束时温度的可控性。本实用新型专利技术还提供一种半导体工艺设备。半导体工艺设备。半导体工艺设备。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺腔室和半导体工艺设备


[0001]本技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室和一种包括该半导体工艺腔室的半导体工艺设备。

技术介绍

[0002]物理气相沉积(PVD)作为一种薄膜沉积技术，主要用于各种功能薄膜的沉积，被广泛应用于集成电路、太阳能电池、OLED、平板显示等泛半导体领域。
[0003]随着半导体行业的不断发展，半导体器件的制程更加多样化，而无论在哪种制程中，温度控制都是极为重要的一环，直接关系着设备产能和产品良率。在有机发光半导体(Organic Light
‑
Emitting Diode，OLED)行业相关的物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)设备中，在玻璃基板(glass)进行蒸镀前通常需在真空过渡腔室中利用加热器(Heater)将其加热到工艺温度并进行保温，然后通过下游机械手将升温后的玻璃基板放进蒸镀腔室中进行蒸镀。玻璃基板的升温工艺要求玻璃基板在规定的节拍时间(小于60秒，例如，可以是55秒)内被加热到工艺温度，玻璃基板温度的上下波动需控制在工艺误差之内。
[0004]然而，现有的真空过渡腔室中进行基板升温工艺时，常出现玻璃基板温度偏差过大的问题，极大地影响了设备产能和产品良率。因此，如何提供一种能够精确控制基板温度的半导体工艺腔室，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术旨在提供一种半导体工艺腔室和一种包括该半导体工艺腔室的半导体工艺设备，该半导体工艺腔室能够精确控制基板温度。
[0006]为实现上述目的，作为本技术的一个方面，提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、加热器、支撑装置、控制装置、电源和可控硅元件；其中，
[0007]所述加热器和所述支撑装置设置在所述腔体中，所述支撑装置用于承载基板，所述加热器用于对承载于所述支撑装置上的所述基板进行加热；
[0008]所述电源用于通过所述可控硅元件向所述加热器提供随时间变化的电源信号；
[0009]所述控制装置用于在所述支撑装置上承载有所述基板后，控制所述可控硅元件向所述加热器提供随着时间变化的电源信号，以使所述加热器按预设曲线输出逐渐减小的加热功率。
[0010]可选地，所述控制装置具体用于在所述支撑装置上承载有所述基板后的连续多段加热时段中对所述可控硅元件向所述加热器输出的加热电压进行调节，使所述加热电压在每段所述加热时段中保持为该加热时段的预设电压，其中，多段所述加热时段的预设电压随时间增大递减。
[0011]可选地，所述控制装置具体用于在所述支撑装置上承载有所述基板后的第一加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第一预设电压，在第二加热时段中控制所述
可控硅元件向所述加热器输出第二预设电压，在第三加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第三预设电压，在第四加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第四预设电压，其中，所述第一预设电压大于所述第二预设电压大于所述第三预设电压大于所述第四预设电压。
[0012]可选地，所述第一加热时段为10s，所述第一预设电压为最大加热电压的100％；所述第二加热时段为10s，所述第二预设电压为所述最大加热电压的80％；所述第三加热时段为20s，所述第三预设电压为所述最大加热电压的40％；所述第四加热时段为10s，所述第四预设电压为所述最大加热电压的5％。
[0013]可选地，所述控制装置还用于在非工艺时间控制所述可控硅元件向所述加热器输出预设电源信号，使所述加热器对所述腔体内部进行加热，并将所述腔体的内部温度保持在预热温度。
[0014]可选地，所述半导体工艺腔室还包括第一测温件和第二测温件，其中，
[0015]所述第一测温件用于对所述腔体的底壁内侧进行测温，所述控制装置具体用于在非工艺时间，根据所述第一测温件的测温结果控制所述可控硅元件向所述加热器输出预设电源信号，使所述第一测温件的测温结果保持在所述预热温度；
[0016]所述第二测温件用于在工艺时间实时检测所述基板的温度，并将检测结果反馈至所述控制装置，所述控制装置用于根据所述检测结果控制所述可控硅元件调整输出到所述加热器的电源信号。
[0017]可选地，所述腔体的侧壁上设置有第一观察窗，所述第一测温件设置在所述腔体的外侧壁上，且用于通过所述第一观察窗对所述腔体的底壁内侧进行测温，所述第一观察窗的材质为锗玻璃；
[0018]所述腔体的顶部设置有第二观察窗，所述第二测温件设置在所属腔体顶部的外壁上，且用于通过所述第二观察窗对所述基板进行测温，所述第二观察窗的材质为锗玻璃。
[0019]可选地，所述控制装置包括可编程逻辑控制器和温控器，所述温控器与所述可编程逻辑控制器电连接，且所述温控器与所述可控硅元件的控制端连接，用于调节所述可控硅元件输出的电源信号；
[0020]所述可编程逻辑控制器用于在所述第一测温件的测温结果超出高温报警温度时，控制所述温控器关闭所述可控硅元件。
[0021]可选地，所述腔体的底壁上设置有距离检测件，所述距离检测件用于向上进行测距，所述控制装置还用于根据所述距离检测件的测距结果判断所述支撑装置上是否承载有所述基板。
[0022]作为本技术的第二个方面，提供一种半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括前面所述的半导体工艺腔室。
[0023]在本技术提供的半导体工艺腔室和半导体工艺设备中，半导体工艺腔室的控制装置能够在腔体中传入基板后，控制可控硅元件调节其向加热器提供的电源信号，使加热器输出的加热功率按预设曲线逐渐减小，从而使基板的升温速率随时间增大逐渐减小，提高对基板最终温度进行控制的精确性，进而在保证基板升温效率的同时，提高了基板在升温工艺结束时温度的可控性，保证了半导体工艺设备的产能和基板上制作的半导体器件的产品良率。
附图说明
[0024]附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0025]图1是本技术实施例提供的半导体工艺腔室的结构示意图；
[0026]图2是本技术实施例提供的半导体工艺腔室的部分结构示意图；
[0027]图3是本技术实施例提供的半导体工艺腔室中传入基板后的部分结构示意图；
[0028]图4是现有技术中基板的升温曲线示意图；
[0029]图5是本技术实施例提供的半导体工艺腔室中基板的升温曲线示意图；
[0030]图6是本技术实施例另一提供的半导体工艺腔室中基板的升温曲线示意图；
[0031]图7是本技术实施例提供的半导体工艺腔室中观察窗对特定波段红外光的透过率随红外光波长变化而改变的示意图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括腔体、加热器、支撑装置、控制装置、电源和可控硅元件；其中，所述加热器和所述支撑装置设置在所述腔体中，所述支撑装置用于承载基板，所述加热器用于对承载于所述支撑装置上的所述基板进行加热；所述电源用于通过所述可控硅元件向所述加热器提供随时间变化的电源信号；所述控制装置用于在所述支撑装置上承载有所述基板后，控制所述可控硅元件向所述加热器提供随着时间变化的电源信号，以使所述加热器按预设曲线输出逐渐减小的加热功率。2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述控制装置具体用于在所述支撑装置上承载有所述基板后的连续多段加热时段中对所述可控硅元件向所述加热器输出的加热电压进行调节，使所述加热电压在每段所述加热时段中保持为该加热时段的预设电压，其中，多段所述加热时段的预设电压随时间增大递减。3.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述控制装置具体用于在所述支撑装置上承载有所述基板后的第一加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第一预设电压，在第二加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第二预设电压，在第三加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第三预设电压，在第四加热时段中控制所述可控硅元件向所述加热器输出第四预设电压，其中，所述第一预设电压大于所述第二预设电压大于所述第三预设电压大于所述第四预设电压。4.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第一加热时段为10s，所述第一预设电压为最大加热电压的100％；所述第二加热时段为10s，所述第二预设电压为所述最大加热电压的80％；所述第三加热时段为20s，所述第三预设电压为所述最大加热电压的40％；所述第四加热时段为10s，所述第四预设电压为所述最大加热电压的5％。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述控制装置还用于在非工艺时间控制所述可控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福金，蔡志辉，
申请(专利权)人：北京七星华创集成电路装备有限公司，
类型：新型
国别省市：