[发明专利]半导体加工设备的加热系统及其控制方法

说明书

本申请实施例提供了一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法。基座包括第一加热区域和第二加热区域，该控制方法包括以下步骤：S1、检测并获取对应第一加热区域的第一实测温度和对应第二加热区域的第二实测温度；S2、根据第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应第一加热区域的当加热温度中的第一加热目标温度和对应第二加热区域的第二目标温度，确定当前第一加热区域和第二加热区域的温度差异参数；S3、根据温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整第一加热区域和第二加热区域的加热模式。本申请实施例实现了对基座内外环温度的精确控制，有效提高了工艺温度环境的稳定性。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法。

背景技术

目前，物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性及耐蚀性等)的微粒喷涂到性能较差的基材上，使得基材具有更好的性能，该技术广泛应用于半导体领域。工艺结果作为PVD设备性能的唯一评判标准，加热系统的控制准确与否对工艺结果的影响巨大，在PVD工艺生产过程中，需要将托盘上的基材加热到规定的工艺温度值，许多PVD的腔室在加热过程中需要用到内外环加热技术对基座加热并且对基座上方的陶瓷器件对于温差变化十分敏感，因此对其加热系统的准确控制要求十分高。

加热系统的控制对于PVD工艺过程均是十分重要的，加热系统的温度控制性能对薄膜沉积质量(如摇摆曲线、粗糙度等)的一致性有重要影响，腔室温度的波动性以及不准确性势必会大大降低晶圆的工艺结果，由于目前现有的加热系统控制不准确，因此设计出合理准确的加热系统是PVD设备电气层面至关重要的一环。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体加工设备的加热系统及其控制方法，用以解决现有技术存在基座温度控制不准确的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种加热系统的控制方法，应用于半导加工设备中基座的加热控制，所述基座包括第一加热区域和第二加热区域，包括以下步骤：S1、检测并获取对应所述第一加热区域的第一实测温度和对应所述第二加热区域的第二实测温度；S2、根据所述第一实测温度、第二实测温度以及预设的对应所述第一加热区域的第一目标温度和对应所述第二加热区域的第二目标温度，确定当前所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度差异参数；S3、根据所述温度差异参数与预设容忍区间参数的对应关系，调整所述第一加热区域和所述第二加热区域的加热模式。

于本申请的一实施例中，步骤S2具体包括：根据以下公式对所述第一实测温度、所述第二实测温度、所述第一目标温度、所述第二目标温度进行耦合，确定所述温度差异参数；

∣△∣＝∣(TC Outer-TC Inner)∣*Max{(K*T1/T2),(K*T2/T1)}

式中：∣△∣为温度差异参数；TC Outer为第二实测温度；TCInner为第二实测温度；K为预设增益系数；T1为第一加热温度；T2为第二加热温度。

于本申请的一实施例中，所述预设容忍区间参数包括：第一子参数、第二子参数和第三子参数；其中，所述第一子参数小于所述第二子参数，所述第二子参数小于所述第三子参数。

于本申请的一实施例中，所述第一子参数、所述第二子参数及所述第三子参数利用以下公式得到；

Ti＝Ta+λ；Tii＝Tb+λ；Tiii＝Tc+λ；

式中：Ti为第一子参数；Tii为第二子参数；Tiii为第三子参数；Ta为预设可容忍温差值；Tb为预设保温温差值；Tc为预设不可容忍温差值；λ为所述第一目标温度和所述第二目标温度的温度差异值。

于本申请的一实施例中，步骤S3具体包括：