用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法专利检索-热阻抗物理专利检索查询-专利查询网

用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法

阅读：238发布：2020-08-18

专利汇可以提供用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法。其中所述托盘包括：绝缘隔热层，绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；多个子基底，多个子基底分别设置在多个相互绝缘和/或隔热的子区域中，其中，多个子基底由具有阻抗性能的介质材料构成。所述基台包括：绝缘隔热层，绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；多个子基底，多个子基底分别设置在多个相互绝缘和/或隔热的子区域中；控制装置，用于对多个子基底的温度和/或功率进行控制。本发明实施例的阻抗型托盘及阵列控制型基台，均可实现晶片上多个子区域相互独立的温度及功率控制，从而实现温度场与功率分布的精细化调控。，下面是用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于工艺腔室的基台，其特征在于，包括：
绝缘隔热层，所述绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；
多个子基底，所述多个子基底分别设置在所述多个相互绝缘和/或隔热的子区域中，其中，所述多个子基底分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种；
控制装置，所述控制装置用于对所述多个子基底的温度和/或功率进行控制，其中，所述控制装置包括:
多个温度控制单元，所述多个温度控制单元分别与所述多个子基底一一对应布置，所述温度控制单元包括：加热棒，所述加热棒布置在对应的所述子基底内；温度传感器，所述温度传感器布置在对应的所述子基底内；冷却模块，所述冷却模块布置在所述加热棒之下；
第一控制器，所述第一控制器分别与所述多个控制单元的所述加热棒、温度传感器和冷却模块相连，所述第一控制器用于通过所述温度传感器获取对应的所述子基底的温度，并通过所述加热棒对对应的所述子基底进行加热，及通过所述冷却模块对对应的所述子基底进行冷却；
多个功率控制单元，所述多个功率控制单元分别与所述多个子基底一一对应布置，所述功率控制单元包括：可调电阻电容，所述可调电阻电容与所述子基底一一对应连接；阻抗检测单元，所述阻抗检测单元与所述可调电阻电容相连；
第二控制器，所述第二控制器分别与所述多个功率控制单元的所述可调电阻电容和所述阻抗检测单元相连，所述第二控制器用于通过所述可调电阻电容对对应的所述子基底的功率进行控制，并通过所述阻抗检测单元获取对应的所述子基底的功率，以及通过所述可调电阻电容对对应的所述子基底的射频功率进行控制。
2.一种用于工艺腔室的托盘，其特征在于，包括：
绝缘隔热层，所述绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；
多个子基底，所述多个子基底分别设置在所述多个相互绝缘和/或隔热的子区域中，其中，所述多个子基底由具有阻抗性能的介质材料构成，其中，所述多个子基底分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种，其中，所述多个子基底的介质材料之间的介质参数不完全相同，
其中，通过在所述多个子基底内填充不同阻抗性能的介质材料，实现透过所述多个子基底的能量分布的不同，进而实现对晶片上温度或射频功率分布的精细化调控，如果想要对当前温度或功率分布进行重新调节，则需要更换新的托盘，如果想要调节温度分布，则按照预设梯度在所述多个子基底内填充热阻抗介质以形成所述新的托盘，如果调节功率分布，则按照预设梯度在所述多个子基底内填充电阻抗介质以形成所述新的托盘。
3.一种工艺腔室装置，其特征在于，包括：
腔室本体；
权利要求1所述的用于工艺腔室的基台，所述基台容纳在所述腔室本体内；
权利要求2所述的用于工艺腔室的托盘，所述托盘设置在所述基台上，其中，所述基台和所述托盘组合使用，以进一步实现温度场中温度分布和电磁场中功率分布的调控。
4.一种用于工艺腔室的基台的控制方法，其特征在于，所述工艺腔室装置包括权利要求1所述的用于工艺腔室的基台，所述方法包括以下步骤：
获取多个子基底的温度和/或功率；
根据所述多个子基底的温度和/或功率获取所述工艺腔室装置的当前温度分布和/或功率分布；
根据预设温度分布和/或功率分布和所述当前温度分布和/或功率分布获取温度误差分布和/或功率误差分布；
根据温度误差分布和/或功率误差分布获取多个子基底的温度控制量和/或功率控制量，并根据温度控制量和/或功率控制量调节多个子基底的温度和/或功率，直至温度误差分布和/或功率误差分布在预设范围内。
5.一种用于工艺腔室的托盘的设计方法，其特征在于，所述托盘为权利要求2所述的用于工艺腔室的托盘，所述方法包括以下步骤：
初始化所述多个子基底的介质参数；
根据所述多个子基底的介质参数获取当前温度分布和/或功率分布；
根据预设温度分布和/或功率分布和所述当前温度分布和/或功率分布获取温度误差分布和/或功率误差分布；
根据所述误差温度分布和/或误差功率分布获取所述子基底的介质参数的介质参数调整量；
根据所述介质参数调整量对所述子基底的介质参数进行调整，直至所述温度误差分布和/或功率误差分布在预设范围内，以根据调整后的所述多个子基底的介质参数制造所述子基底。

说明书全文

用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工艺制造技术领域，尤其涉及一种用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法。

背景技术

[0002] 在多物理场耦合的工艺中，工艺因素与工艺目标一般都具有连续的空间分布，因此为了实现工艺目标的精细化调控，需要实现相应工艺因素的空间分布的精细化调控。

[0003] 目前，在工艺因素的调控中主要存在以下问题：多物理场耦合的工艺设备一般只能调节工艺因素的平均值，而缺乏足够的自由度来实现工艺因素的空间分布的精细化调
控；另外，多物理场耦合的工艺性能是各个工艺因素在关键区域内协调性的体现，而现有的
多物理场耦合的工艺设备没有很好地利用同一工艺目标可被多种工艺因素调节的关系。因
此，当出现偏差时，总是对直接导致偏差的工艺因素及其相关的部件进行调整，而这种调整
的代价往往是极其昂贵的，甚至是不可实现的。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种可实现温度场和/或功率场精细化调控的用于工艺腔室的基台。

[0006] 本发明的第二个目的在于提出一种用于工艺腔室的托盘。

[0007] 本发明的第三个目的在于提出一种工艺腔室装置。

[0008] 本发明的第四个目的在于提出一种用于工艺腔室的基台的控制方法。

[0009] 本发明的第五个目的在于提出一种用于工艺腔室的托盘的设计方法。

[0010] 为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的用于工艺腔室的基台，包括：绝缘隔热层，所述绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；多个子基底，
所述多个子基底分别设置在所述多个相互绝缘和/或隔热的子区域中；控制装置，所述控制
装置用于对所述多个子基底的温度和/或功率进行控制。

[0011] 本发明实施例的用于工艺腔室的基台，可以先使用绝缘隔热层在平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域，多个子基底分别设置在多个子区域中，因此多个子基底相互
独立，且相互绝缘和/或隔热，由此带来的一个很大的优点是每个子基底都可以被独立地控
制，从而很容易实现各种物理场（例如，温度场和电磁场）的精细化调控。

[0012] 在本发明的一个实施例中，所述控制装置包括:多个温度控制单元，所述多个温度控制单元分别与所述多个子基底一一对应布置；第一控制器，所述第一控制器与所述多个
温度控制单元相连。

[0013] 在本发明的一个实施例中，所述温度控制单元包括：加热棒，所述加热棒布置在对应的所述子基底内；温度传感器，所述温度传感器布置在对应的所述子基底内；冷却模块，
所述冷却模块布置在所述加热棒之下；其中，所述第一控制器分别与所述多个控制单元的
所述加热棒、温度传感器和冷却模块相连，所述第一控制器用于通过所述温度传感器获取
对应的所述子基底的温度，并通过所述加热棒对对应的所述子基底进行加热，及通过所述
冷却模块对对应的所述子基底进行冷却。

[0014] 在本发明的一个实施例中，所述控制装置包括：多个功率控制单元，所述多个功率控制单元分别与所述多个子基底一一对应布置；第二控制器，所述第二控制器与所述多个
功率控制单元相连。

[0015] 在本发明的一个实施例中，所述功率控制单元包括：可调电阻电容，所述可调电阻电容与所述子基底一一对应连接；阻抗检测单元，所述阻抗检测单元与所述可调电阻电容
相连；第二控制器，所述第二控制器分别与所述多个功率控制单元的所述可调电阻电容和
所述阻抗检测单元相连，所述第二控制器用于通过所述可调电阻电容对对应的所述子基底
的功率进行控制，并通过所述阻抗检测单元获取对应的所述子基底的功率。

[0016] 在本发明的一个实施例中，所述多个子基底分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种。

[0017] 为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的用于工艺腔室的托盘，包括：绝缘隔热层，所述绝缘隔热层在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域；多个子基底，
所述多个子基底分别设置在所述多个相互绝缘和/或隔热的子区域中，其中，所述多个子基
底由具有阻抗性能的介质材料构成。

[0018] 本发明实施例的用于工艺腔室的托盘，可设置在基台上，使得透过托盘的能量在法平面上具有一定梯度分布，从而实现了对工艺因素的空间分布的精细化调控；该托盘具
有廉价、高效、可更换的特性。

[0019] 在本发明的一个实施例中，所述多个子基底之间的介质参数不完全相同。

[0020] 在本发明的一个实施例中，所述多个子基底分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种。

[0021] 为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的工艺腔室装置，包括：腔室本体；本发明第一方面实施例的用于工艺腔室的基台，所述基台容纳在所述腔室本体内；本发明第
二方面实施例的用于工艺腔室的托盘，所述托盘设置在所述基台上。

[0022] 本发明实施例的工艺腔室装置，通过基台可实现温度场中温度分布和/或电磁场中功率分布的精细化调控；通过托盘可实现温度场中温度分布和/或电磁场中功率分布的
精细化调控，而且托盘可更换。

[0023] 为了实现上述目的，本发明第四方面实施例的工艺腔室装置的控制方法，所述工艺腔室装置包括本发明第一方面实施例的用于工艺腔室的基台，所述方法包括以下步骤：
获取多个子基底的温度和/或功率；根据所述多个子基底的温度和/或功率获取所述工艺腔
室装置的当前温度分布和/或功率分布；根据预设温度分布和/或功率分布和所述当前温度
分布和/或功率分布获取温度误差分布和/或功率误差分布；根据所述温度误差分布和/或
功率误差分布获取所述多个子基底的温度控制量和/或功率控制量，并根据所述温度控制
量和/或功率控制量调节所述多个子基底的温度和/或功率，直至所述温度误差分布和/或
功率误差分布在预设范围内。

[0024] 为了实现上述目的，本发明第五方面实施例的用于工艺腔室的托盘的设计方法，所述托盘为本发明第二方面实施例的用于工艺腔室的托盘，所述方法包括以下步骤：初始
化所述多个子基底的介质参数；根据所述多个子基底的介质参数获取当前温度分布和/或
功率分布；根据预设温度分布和/或功率分布和所述当前温度分布和/或功率分布获取温度
误差分布和/或功率误差分布；根据所述误差温度分布和/或误差功率分布获取所述多个子
基底的介质参数的介质参数调整量；根据所述介质参数调整量对所述多个子基底的介质参
数进行调整，直至所述温度误差分布和/或功率误差分布在预设范围内，以根据调整后的所
述多个子基底的介质参数制造所述子基底。

[0025] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明

[0026] 图1是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的结构示意图；

[0027] 图2是图1中A-A的剖视图；

[0028] 图3（a）是本发明实施例的用于工艺腔室的基台的一种示例结构示意图；

[0029] 图3（b）是本发明实施例的用于工艺腔室的基台的另一种示例结构示意图；

[0030] 图3（c）是本发明实施例的用于工艺腔室的基台的又一种示例结构示意图；

[0031] 图4是根据本发明另一个实施例的用于工艺腔室的基台的结构示意图；

[0032] 图5是图4中A-A的剖视图；

[0033] 图6是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的剖视图；

[0034] 图7是根据本发明实施例单腔室的PECVD工艺腔室装置的结构示意图；

[0035] 图8是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的托盘的结构示意图；

[0036] 图9是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的控制方法的流程图；

[0037] 图10是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的托盘的设计方法的流程图。

具体实施方式

[0038] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0039] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0040] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0041] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0042] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺
序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0043] 下面参考附图描述根据本发明实施例的用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法。

[0044] 图1是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的结构示意图，图2是图1中A-A的剖视图。

[0045] 如图1和图2所示，基台包括多个子基底11、绝缘隔热层12和控制装置（图中未示出）。

[0046] 具体地，在多物理场耦合的工艺中，基台可被加热，产生温度场，从而形成温度分布；和/或，基台也作为一个电极，产生射频电磁场，从而形成功率分布。因此子基底11需由
导热和/或导电的材料构成。

[0047] 绝缘隔热层12在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域。多个子基底11分别设置在多个相互绝缘和/或隔热的子区域中。因此使得多个子基底11之间相互独立，
且多个子基底11之间相互绝缘和/或隔热。

[0048] 绝缘隔热层12需由绝缘和/或隔热的材料构成。其中，绝缘隔热层12可以减少两个相邻的子基底11之间的热扩散效应和/或导电性。

[0049] 控制装置用于对多个子基底11的温度和/或功率进行控制。

[0050] 在本发明的一个实施例中，多个子基底11在同一水平面上拼接成圆形整体。

[0051] 在本发明的一个实施例中，多个子基底11分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种。具体地，如图1所示，多个子基底11可拼接成一个整体，在图1 中子基底11包括扇
环形和圆形。另外，图3（a）是本发明实施例的用于工艺腔室的基台的一种示例结构示意图，
在图3（a）中子基底11包括扇环形和扇形；图3（b）是本发明实施例的用于工艺腔室的基台的
另一种示例结构示意图，在图3（b）中子基底11为大小不同的圆环和圆形；图3（c）是本发明
实施例的用于工艺腔室的基台的又一种示例结构示意图，在图3（c）中子基底11为大小相同
的扇形。

[0052] 应当理解的是，基台是工艺腔室装置内不可移动的载物台，用于承载晶片、托盘等，在实际的设计中，可以根据工艺需求设置成不同形状的子基底11，以便于控制，在此不
再一一列举可能的子基底11排列规则，本领域的技术人员很容易根据本发明的实施例设计
出其他具有阵列排列的多个子基底11的基台。

[0053] 还应当理解的是，多个子基底11构成的整体还可以是其他形状，例如，矩形等，此时，多个子基底11也可以成阵列排列。本领域的技术人员还可以根据实际的工艺需求设计
多种多个子基底11构成的整体。在此不再赘述。

[0054] 本发明实施例的用于工艺腔室的基台，可以先使用绝缘隔热层在平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域，多个子基底分别设置在多个子区域中，因此多个子基底相互
独立，且相互绝缘和/或隔热，由此带来的一个很大的优点是每个子基底都可以被独立地控
制，从而很容易实现各种物理场（例如，温度场和电磁场）的精细化调控。

[0055] 图4是根据本发明另一个实施例的用于工艺腔室的基台的结构示意图，图5是图4中A-A的剖视图。

[0056] 具体地，如图4和图5所示，在本发明的一个实施例中，控制装置包括多个温度控制单元（图中未示出）和第一控制器16，多个温度控制单元分别与多个子基底11一一对应布
置，第一控制器16与多个温度控制单元相连。

[0057] 在本发明的一个实施例中，每个温度控制单元包括：加热棒13、温度传感器14、冷却模块15。

[0058] 具体地，加热棒13布置在对应的子基底11内。温度传感器14布置在对应的子基底11内。冷却模块15布置在加热棒13之下。其中，第一控制器16分别与多个控制单元的加热棒
13、温度传感器14和冷却模块15相连，第一控制器用于通过温度传感器14获取对应的子基
底11的温度，并通过加热棒13对对应的子基底11进行加热，及通过冷却模块15对对应的子
基底11进行冷却。

[0059] 由此，每个子基底11对应一个独立的温度控制单元，每个温度控制单元包括独立的加热棒13、温度传感器14和冷却模块15，可以通过每个子基底11的温度传感器14获取该
子基底11的温度，通过每个子基底11的加热棒13单独对该子基底11进行加热，通过每个子
基底11的冷却模块15单独对该子基底11进行冷却。

[0060] 本发明实施例的用于工艺腔室的基台，多个子基底分别对应独立的加热棒、温度传感器和冷却模块，通过独立的温度传感器，可分别获取多个子基底的温度，从而获取基台
的温度场的温度分布；通过独立的加热棒，可实现多个子基底的相互独立的加热控制，从而
实现基台的温度场的温度分布的精细化调控；通过独立的冷却模块，可实现多个子基底的
相互独立的冷却控制，从而进一步实现基台的温度场的温度分布的精细化调控。

[0061] 在本发明的一个实施例中，多个控制单元的多个加热棒13和/或多个温度传感器14环形布置。

[0062] 具体地，如果基台为圆形，多个加热棒13环形布置，加热棒13的截面面积为圆形（如图2所示），也可以是其他形状。

[0063] 具体地，多个温度传感器15环形布置，每一个环可以布置多个温度传感器15，例如，布置4个或者更多。温度传感器15可以是热电偶传感器或其他类型的传感器，对此，本发
明的实施例不进行限定。通过多个温度传感器15可以获取温度场中的温度分布。

[0064] 图6是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的剖视图。

[0065] 如图6所示，在本发明的一个实施例中，控制装置包括多个功率控制单元（图中未示出）和第二控制器19，多个功率控制单元分别与多个子基底11一一对应布置；第二控制19
与多个功率控制单元相连。

[0066] 在本发明的一个实施例中，每个功率控制单元包括：可调电阻电容17和阻抗检测单元18。

[0067] 具体地，可调电阻电容17与子基底11一一对应连接，可调电阻电容17和对应的子基底11构成回路。阻抗检测单元18与可调电阻电容17相连。第二控制器19分别与多个功率
控制单元的可调电阻电容17和阻抗检测单元18相连，第二控制器19用于通过可调电阻电容
17对对应的子基底11的功率进行控制，并通过阻抗检测单元18获取对应的子基底11的功
率。

[0068] 由此，每个子基底11对应一个独立的功率控制单元，每个功率控制单元包括独立的阻抗检测单元18与可调电阻电容17，可以通过每个子基底11的阻抗检测单元18获取该子
基底11的功率，通过每个子基底11的可调电阻电容17单独对该子基底11的功率进行控制。

[0069] 在本发明的一个实施例中，每个子基底11的加热棒13、温度传感器14和冷却模块是可选的。

[0070] 本发明实施例的用于工艺腔室的基台，多个子基底分别对应独立的阻抗检测单元与可调电阻电容，通过独立的阻抗检测单元，可分别获取多个子基底的功率，从而获取基台
的电磁场的功率分布；通过独立的可调电阻电容，可实现多个子基底的相互独立的功率控
制，从而实现基台的电磁场的功率分布的精细化调控。

[0071] 为了使得本发明实施例的优点更加明显，下面举例说明本发明实施例的基台的应用场景。

[0072] 化学气相沉积PECVD工艺是一个典型的多物理场耦合工艺，其中的多物理场主要包含温度场、电磁场和等离子体。但是，现有的化学气相沉积PECVD工艺腔室装置普遍比较
刚性，对温度、电磁场、等离子体等关键物理场的空间分布没有灵活调控能力，只能调节其
平均值，从而难以实现对薄膜沉积的空间分布进行灵活调控。当薄膜出现品质偏差时，往往
只能通过简单、刚性地调节相关工艺因素该工艺品质，但是这种对工艺品质改善的程度非
常有限，特别是随着IC（Integrated Circuit，集成电路）制造晶圆尺寸不断增大，特征尺寸
不断缩小，IC制造对薄膜沉积工艺的大面积高一致性的要求也越来越苛刻，现有的化学气
相沉积PECVD工艺腔室装置难以满足要求。

[0073] 另外，现有的化学气相沉积PECVD工艺腔室装置在设计时还存在问题：其工艺品质是由简单的结构与粗略的工艺条件控制来保证的，这导致化学气相沉积PECVD工艺腔室装
置对不同工艺要求的适应能力及对工艺偏差的调节矫正能力均相对较差，更不具备空间可
编程能力，往往需要对装置结构进行重新设计，成本较高、效率较低。

[0074] 图7是根据本发明实施例单腔室的PECVD工艺腔室装置的结构示意图。

[0075] 如图7所示，PECVD工艺腔室装置包括：基台1、工艺腔室8、腔室舱门2、喷淋头3、远程等离子源4、质量流量控制器5、射频匹配器6、高频源7、低频源9、基台调整支柱10、真空泵
11、压力表12、顶针盘13和衬底14。

[0076] 具体地，当腔室舱门2关闭时，工艺腔室8内部与外界隔离，实现真空密封；远程等离子源4产生刻蚀等离子体，用于清洗附着在工艺腔室8内壁的沉积物；质量流量控制器5能
够对流入工艺腔室8的反应气体流量进行调控，并通过喷淋头3对气流均匀性进行调控；高
频源7和低频源9在工艺腔室8内产生射频电磁场，使反应气体解离，进而产生等离子体，并
通过射频匹配器6对包含等离子的射频回路阻抗特性进行调控，使得尽可能多的射频功率
被注入工艺腔室8，用于激发等离子而不被反射；基台调整支柱10调整射频电容耦合放电的
极间距；顶针盘13能够将衬底14顶起和落下，主要用于将衬底14放入和取出工艺腔室8时；
真空泵11和压力表12能够对工艺腔室8内真空度进行调节；衬底14放置在基台1上，薄膜在
衬底14上沉积；基台1可以是上述任一项实施例所述的基台，其作为射频电容耦合放电回路
的下电极，同时能够对衬底14进行加热，可调节衬底14的温度。

[0077] 其中，在化学气相沉积PECVD工艺腔室装置中采用本发明实施例所述的基台1，可通过相互绝缘且隔热的多个子基底实现温度分布和功率分布的精准化控制，从而实现工艺
因素空间分布的灵活、精细的调控，进而实现对工艺目标的精细化控制。应理解的是，上述
化学气相沉积PECVD工艺腔室装置仅为举例说明，本发明实施例所述的基台可用于其他具
有相似功能的工艺腔室装置中。

[0078] 本发明的实施例还提出另一种可实现工艺目标的精细化调控的托盘。

[0079] 图8是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的托盘的结构示意图。

[0080] 如图8所示，托盘包括：多个子基底151和绝缘隔热层152。

[0081] 具体地，绝缘隔热层152在同一平面上组成多个相互绝缘和/或隔热的子区域。

[0082] 多个子基底151分别设置在多个相互绝缘和/或隔热的子区域中，其中，多个子基底由具有阻抗性能的介质材料构成。绝缘隔热层152多个子基底151之间相互绝缘和/或隔
热。

[0083] 在本发明的一个实施例中，多个子基底151之间的介质参数不完全相同。

[0084] 在本发明的一个实施例中，多个阻抗介质子基底152分别为环形、扇形、扇环形和圆形中的一种或多种。

[0085] 另外，该托盘主要设置在本发明上述任一项实施例所述的基台之上，以实现功率分布的精准化控制。因此，本发明实施例的托盘中的绝缘隔热层152可对应上述任一项实施
例所述的基台的绝缘隔热层12理解；多个子基底152可对应上述任一项实施例所述的基台
的子基底11理解。多个子基底151和多个绝缘隔热层152的布置方式和阵列排列不再赘述。

[0086] 应当理解的是，多个子基底151和绝缘隔热层152的布置方式不限于图8中所示。绝缘隔热层152可根据需要调节的物理场分布的维度方向进行设计，比如对于圆形区域，如需
要调节径向物理场分布，那么可以设计为环形阵列；如既需要调节径向分布，又需要调节轴
向分布，那么可以设计为矩形阵列。

[0087] 更具体地，在托盘中，可以通过改变多个子基底151的填充介质的材料特性，使得托盘的阻抗在法平面内具有一定分布梯度，进而实现透过该托盘的能量在法平面内具有一
定分布梯度，从而调节温度分布和/或功率分布。

[0088] 多个子基底151为圆柱形，采用填充材料的阻抗参数根据仿真得到的能量分布预期要求进行选择，可以为气体，也可以为其他材料，其中较为廉价的实现方式是：调节两种
不同阻抗参数材料在多个子基底151内的配比实现多个子基底151的阻抗特性调节。

[0089] 通过绝缘隔热层152，减小相邻的多个子基底151的互相影响的程度，进而使得多个子基底151对透过能量的调节更加独立。

[0090] 更具体地，本发明实施例所述的托盘是放置在晶片与基台之间的模块化的圆盘，是固定的、不可控的。其对温度或功率分布调节的原理是：通过在多个子基底151内填充不
同阻抗性能的介质材料，实现透过多个子基底151的能量分布的不同，进而实现对晶片上温
度和/或功率分布的精细化调控。如果想要对当前温度和/或功率分布进行重新调节，需要
更换新的托盘。如果想要调节温度分布，那么按照一定梯度填充热阻抗介质，如果调节功率
分布，那么按照一定梯度填充电阻抗介质。

[0091] 本发明实施例的用于工艺腔室的托盘，可设置在基台上，使得透过托盘的能量在法平面上具有一定梯度分布，从而实现了对工艺因素的空间分布的精细化调控；该托盘具
有廉价、高效、可更换的特性。

[0092] 为了实现上述实施例，本发明的实施例还提出一种工艺腔室装置。

[0093] 本发明实施例的工艺腔室装置包括：腔室本体；上述任一项实施例所述的基台，托盘容纳在腔室本体内。

[0094] 本发明实施例的工艺腔室装置，通过基台可实现温度场中温度分布和/或电磁场中功率分布的精细化调控。

[0095] 在本发明的一个实施例中，工艺腔室装置还包括：上述任一项实施例所述的托盘，托盘设置在基台上。

[0096] 本发明实施例的工艺腔室装置，通过基台和托盘可进一步实现温度场中温度分布和/或电磁场中功率分布的精细化调控。

[0097] 为了实现上述实施例，本发明的实施例还提出另一种工艺腔室装置。

[0098] 本发明实施例的工艺腔室装置包括：腔室本体；基台，基台容纳在腔室本体之内；上述任一项实施例所述的托盘，托盘设置在基台上。

[0099] 本发明实施例的工艺腔室装置，通过托盘可实现温度场中温度分布和/或电磁场中功率分布的精细化调控，而且托盘可更换。

[0100] 为了实现上述实施例，本发明的实施例还提出一种用于工艺腔室的基台的控制方法。

[0101] 图9是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的基台的控制方法的流程图。

[0102] 如图9所示，工艺腔室装置包括上述任一项实施例所述的基台，工艺腔室装置的控制方法包括以下步骤：

[0103] S901，获取多个子基底的温度和/或功率。

[0104] S902，根据多个子基底的温度和/或功率获取工艺腔室装置的当前温度分布和/或功率分布。

[0105] S903，根据预设温度分布和/或功率分布和当前温度分布和/或功率分布获取温度误差分布和/或功率误差分布。

[0106] S904，根据温度误差分布和/或功率误差分布获取多个子基底的温度控制量和/或功率控制量，并根据温度控制量和/或功率控制量调节多个子基底的温度和/或功率，直至
温度误差分布和/或功率误差分布在预设范围内。

[0107] 为了实现上述实施例，本发明的实施例还提出一种用于工艺腔室的托盘的设计方法。

[0108] 图10是根据本发明一个实施例的用于工艺腔室的托盘的设计方法的流程图。

[0109] 如图10所示，阻抗装置为上述任一项实施例所述的托盘，托盘的设计方法包括以下步骤：

[0110] S1001，初始化多个子基底的介质参数。

[0111] S1002，根据多个子基底的介质参数获取当前温度分布和/或功率分布。

[0112] S1003，根据预设温度分布和/或功率分布和当前温度分布和/或功率分布获取温度误差分布和/或功率误差分布。

[0113] S1004，根据温度误差分布和/或功率误差分布获取多个子基底的介质参数的介质参数调整量。

[0114] S1005，根据介质参数调整量对多个子基底的介质参数进行调整，直至温度误差分布和/或功率误差分布在预设范围内，以根据调整后的多个子基底的介质参数制造多个子
基底。

[0115] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件
或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下
列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路
的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场
可编程门阵列（FPGA）等。

[0116] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0117] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

标题	发布/更新时间	阅读量
导热膏及其制备方法	2020-05-24	103
用于计算RF功率MOSFET的结温的方法和装置	2020-05-21	839
电动马达定子绕组温度估计	2020-05-17	503
一种电力电子设备的热过载保护方法、装置及系统	2020-05-17	381
使用可变热阻抗对半导体激光器的波长进行温度调谐	2020-05-16	615
功率半导体模块的热模型建模方法及其应用方法和装置	2020-05-22	771
功率半导体器件的热阻抗测量系统及方法	2020-05-13	253
热阻抗拓扑结构以及热功率滤波器	2020-05-12	196
一种快速的不对称半桥型功率变换器结温预测方法	2020-05-19	222
热阻抗体和使用该热阻抗体的半导体器件以及电装置	2020-05-11	917

用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法

用于工艺腔室的基台及其控制方法、托盘及其设计方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：