多区电阻加热器制造技术

本发明专利技术揭示用于加热数片基材的设备、反应器及方法。该设备包括基座，其包含本体及表面，该表面具有一区域以支撑基材；轴部，耦接至该基座；第一加热组件，设于该基座本体的中心区域内；以及至少第二及第三加热组件，设于该基座本体内，该至少第二及第三加热组件各部分地环绕该第一加热组件，且其中该至少第二及第三加热组件是周围地彼此邻近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例关于电阻式加热器、结合电阻式加热器的设备及加热基材(如半导体晶圆)的方法。
技术介绍
电阻式加热器(resistive heater)广泛用于化学气相沉积系统的加热系统中。温度均匀性是化学气相沉积制程中的重要因素，也因此，现发展出多区(multi-zone)电阻加热器以提供化学气相沉积系统中加热设备的加热特性。例如，Chen等人美国专利第6,646,235号(其全文合并于此以供参考)是揭示具有内区域及外区域的化学气相沉积电阻加热器，其中外区域完全环绕内区域。藉由提供此等共中心区域，可补偿加热设备的内区域及外区域所呈现不同速度的热损失，因而在整个晶圆直径上提供更均匀的热晶圆上温度均匀性的微小差异，即便是只有几度，也会伤害化学气相沉积制程。制造容差上的限制会使其非常难以制造出在整个周围具有一致加热功率特性的多区加热器。因此，在既定半径下，电阻加热器的一区域会提供较相同半径的其它区域更多或更少的加热功率。所得的温度差异会导致原须被控制住以确保相同电阻加热器所有多片晶圆上有制程再现性出现一层复杂性。此外，推定多个相同电阻加热器表现出不同加热功率特性时，会导致对制程再现性有害的另一层复杂性。此外，化学气相沉积处理室本身可能会有许多区域展现温度均匀性上的不规则，导致进一步的温度不规则性。 因此，业界亟待提出一种可弥补加热不规则性的电阻加热器，以强化高温沉积系统(例如结合化学气相沉积处理室的反应器)中的制程再现性。
技术实现思路
本专利技术的各方面是提供关于电阻加热器的方法、设备及系统。其一方面是关于包括座台及耦接至该座台的轴部的设备。该座台包括本体，其具有表面用以支撑晶圆。至少一个第一加热组件是设于该本体中心区域内，额外的加热组件可设于该中心区域中。而至少两个其它加热组件会设于该本体中，每一个部分地环绕该中心区域，且每一个周围地与另一个邻近在一实施例中，仅有一个温度感应器(如，热电耦)设于该中心区中，且用于控制所有加热组件的加热功率。在另一实施例中，四个加热组件是设于本体中，其各部分地环绕该中心区域。在另一实施例中，该中心区中的加热组件是邻设于该本体的顶侧，而其它加热组件则邻设至该本体底侧。 本专利技术另一方面提供一加热系统，其包括电阻加热器、用于电阻加热器的温度感应器、用于电阻加热器的电源供应器、以及控制电源供应器的控制系统。该电阻加热器具有座台以及耦接该座台的轴部。该座台具有本体，其具有表面以支撑晶圆。在一或多个实施例中，第一电阻加热组件是设于该本体的中心区域内。至少第二及第三电阻加热组件是设于该本体中，每一个部分环绕该中心区域，且每一个周围邻近另一个。该第一、第二及第三加热组件可提供热予该基座各个第一、第二及第三区域。该电源供应器包括第一、第二及第三电源，分别提供电源至第一、第二及第三电阻加热组件。在一实施例中，该控制系统可依据温度感应器的输出以及至第二及第三电阻加热组件的电源的功率比来控制该第一、第二及第三电源。 另一方面关于在电阻加热系统中提供制程再现性的方法。加热表面划分为一中央区域以及至少两外部区域，各外部区域仅部分环绕该中央区域各外部区域相对于中央区域给定各自的功率比。于加热制程期间测量中央区域的温度，并依据所测得温度将加热功率分配至中央区域。加热电源依据输送至中央区域的加热功率以及各外部区域的各个功率而比输送至各外部区域。在一实施例中，是实施校准程序以得功率比。附图说明图1是显示具有本专利技术一实施例的加热设备的化学气相沉积系统截面图；图2为图1加热设备的顶部概要 图3为图1加热设备的底部概要图；图4为图1加热设备的部分截面图；图5绘示图1加热设备的控制系统；图6为图1加热设备的顶部概要图，绘示其上置有一基材，且该设备的加热区域是以虚线表示。 主要组件符号说明10 加热设备 20 加热设备的基座21 加热设备的本体 22 本体顶表面24 加热设备的晶圆座 26 本体底表面30 加热设备的轴部 32 通过轴部的开口41 本体中心区域 42 本体外部区域43 本体外部区域 44 本体外部区域45 本体外部区域 49 本体外部区域51 第一电阻加热组件 52 第二电阻加热组件53 第三电阻加热组件 54 第四电阻加热组件55 第五电阻加热组件 61 第一电阻加热组件的电源线62 第二电阻加热组件的电源线 63 第三电阻加热组件的电源线64 第四电阻加热组件的电源线 65 第五电阻加热组件的电源线67 介电层 69 晶圆座唇部缘70 热电耦 72 热电耦信号线74 通过加热设备基座的开口 100 反应处理室105 CVD系统 110 处理室本体200 加热设备控制系统 210 使用者输入/输出系统211 目标温度 212 第二功率比213 第三功率比 214 第四功率比215 第五功率比 220 温度输入221 电流温度 230 反馈控制电路231 加热电源控制输出 240 电源供应器 241 第一电源输出 242 第二电源输出243 第三电源输出 244 第四电源输出245 第五电源输出 301 测试晶圆具体实施方式在描述本专利技术各个例示性实施例的前，应理解本专利技术并不限于下述结构或制程步骤的细节。本专利技术亦可以不同方式进行或实施其它实施例。 图1呈现化学气相沉积系统105的截面图。加热设备10是设于化学气相沉积系统105的反应处理室100内。该反应处理室100可支持，例如，化学气相沉积反应制程、LPCVD反应制程或类似制程，且是由处理室本体110所界定及环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其至少包含：　　　　基座，包含本体及具有一区域以支撑基材的表面；　　　　轴部，耦接至该基座；　　　　第一加热组件，设于该基座本体的一中心区域内；以及　　　　至少第二及第三加热组件，设于该基座本体内，该至少第二及第三加热组件各部分地环绕该第一加热组件，且其中该至少第二及第三加热组件是彼此周围邻近。

【技术特征摘要】
US 2005-12-1 11/293,626范围内及其均等物的润饰及变化。权利要求1.一种设备，其至少包含基座，包含本体及具有一区域以支撑基材的表面；轴部，耦接至该基座；第一加热组件，设于该基座本体的一中心区域内；以及至少第二及第三加热组件，设于该基座本体内，该至少第二及第三加热组件各部分地环绕该第一加热组件，且其中该至少第二及第三加热组件是彼此周围邻近。2.如权利要求1所述的设备，其更包含仅一个温度测量装置，用以控制该等加热组件的各个温度，该温度测量装置可热耦接至该本体的中心区域。3.如权利要求1所述的设备，其更包含至少第四及第五加热组件，该第二、第三、第四及第五加热组件大致界定周围邻近四分之一圆(quadrants)，以分别部分地环绕该第一加热组件。4.如权利要求3所述的设备，其中该第一加热组件设置邻近该本体一顶表面或底表面，且该第二、第三、第四及第五加热组件是设置邻近该本体的其它表面。5.如权利要求1所述的设备，其中该基座是由适于抵抗超过温度至少约750℃的材料组成。6.如权利要求5所述的设备，其中该基座包含氮化铝。7.一种结合权利要求1的设备的反应器，其中该反应器包括处理室，其用于在基材上形成薄膜，且该设备是位于该处理室中。8.一种结合权利要求4的设备的反应器，其中该反应器包括处理室，其用于在基材上形成薄膜，且该设备是位于该处理室中。9.一种用于化学气相沉积设备的加热系统，其至少包含电阻加热器，包括本体及具有表面的基座，该表面具有一区域以支撑基材；轴部，耦接至该基座；第一加热组件，设于该基座本体的一中心区域内，以加热该基座的第一区域；以及至少第二及第三加热组件，设于该基座本体内以分别加热该基座的第二及第三区域，该至少第二及第三加热组件各部分地环绕该第一加热组件，且其中该至少第二及第三加热组件是周围地彼此邻近；温度感应器，用于测量该基座中心区域的温度；至少第一、第二及第三电源，用以分别提供电源至该第一、第二及第三加热组件；以及控制系统，用于控制该第一、第二及第三电...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔安青，B特拉，A丹，J史密斯，RS耶尔，J尤多夫斯基，SM瑟特尔，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]