分區(qū)域加熱方法、裝置和半導(dǎo)體設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分區(qū)域加熱方法、裝置和半導(dǎo)體設(shè)備，涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，在高效率加熱的前提下減小了加熱升溫過程中各區(qū)域之間的溫差，從而縮短了加熱時間。該分區(qū)域加熱方法，包括：對設(shè)定為不同目標溫度的多個區(qū)域進行加熱；每隔預(yù)設(shè)時間分別采集每個區(qū)域的當前溫度；對溫度高于最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大。該分區(qū)域加熱裝置，包括：多個加熱器，用于對設(shè)定為不同目標溫度的多個區(qū)域進行加熱；分別設(shè)置于每個所述區(qū)域的多個溫度傳感器，用于每隔預(yù)設(shè)時間分別采集每個區(qū)域的當前溫度；連接于所述多個加熱器和溫度傳感器的控制器，用于對溫度高于最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制。
【專利說明】分區(qū)域加熱方法、裝置和半導(dǎo)體設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分區(qū)域加熱方法、裝置和半導(dǎo)體設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制作工藝過程中，常常需要對基片進行加熱，例如，等離子體增強化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n,PECVD)設(shè)備包括預(yù)加熱腔和工藝腔，由于沉積工藝過程中需要高溫，因此放置有基片的載板首先進入預(yù)加熱腔進行預(yù)加熱處理，當加熱達到需要的溫度后，載板進入工藝腔進行沉積工藝。由于各腔室外部有水冷系統(tǒng)進行冷卻，因此載板外圍區(qū)域的熱量損失比中心區(qū)域要快的多，通常需要對載板進行分區(qū)域加熱，使中心區(qū)域的溫度略低于外圍區(qū)域的溫度，以使達到目標溫度時整個載板的溫度均勻。在加熱過程中各區(qū)域獨立控溫，因此各區(qū)域之間單位面積的加熱功率不同，并且各區(qū)域之間存在熱干擾，因此各區(qū)域的升溫速率不同，使得在加熱升溫的過程中，不同區(qū)域之間的溫差過大，導(dǎo)致被加熱物受熱極度不均而被破壞?，F(xiàn)有技術(shù)通過分階段加熱來減小加熱升溫過程中不同區(qū)域的溫差，例如，如圖1所示，對分為9個區(qū)域的載板進行加熱，Z5區(qū)域的目標溫度為400°C，Z2、Z4、Z6和Z8區(qū)域的目標溫度為425°C，Zl、Z3、Z7和Z9的目標溫度為450°C，在加熱過程中:第一階段設(shè)定所有區(qū)域的目標溫度為50°C，保證所有區(qū)域都達到目標溫度且穩(wěn)定后進入第二階段；第二階段設(shè)定所有區(qū)域的目標溫度為100°C，保證所有區(qū)域都達到目標溫度別穩(wěn)定后進入第三階段；以此類推，以保證在加熱過程中各區(qū)域之間的溫差不超過50°C。
[0003]然而，現(xiàn)有分階段加熱的過程中，每個階段都需要一段等待時間以保證各區(qū)域加熱到分段目標溫度，使得加熱時間過長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供一種分區(qū)域加熱方法、裝置和半導(dǎo)體設(shè)備，在高效率加熱的前提下減小了加熱升溫過程中各區(qū)域之間的溫差，從而縮短了加熱時間。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，提供一種分區(qū)域加熱方法，包括:
[0007]對設(shè)定為不同目標溫度的多個區(qū)域進行加熱；
[0008]每隔預(yù)設(shè)時間分別采集每個區(qū)域的當前溫度；
[0009]對溫度高于所述多個區(qū)域中最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大。
[0010]進一步地，所述對溫度高于所述多個區(qū)域中最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大的過程包括:
[0011]分別計算每個區(qū)域的溫度與所述多個區(qū)域中最低溫度的差值Tx’，其中X用于標識不同區(qū)域；
[0012]分別計算每個區(qū)域的加熱功率限制值nx，
[0013]所述加熱功率限制值
【權(quán)利要求】
1.一種分區(qū)域加熱方法，其特征在于，包括: 對設(shè)定為不同目標溫度的多個區(qū)域進行加熱； 每隔預(yù)設(shè)時間分別采集每個區(qū)域的當前溫度； 對溫度高于所述多個區(qū)域中最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)域加熱方法，其特征在于，所述對溫度高于所述多個區(qū)域中最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大的過程包括: 分別計算每個區(qū)域的溫度與所述多個區(qū)域中最低溫度的差值IV，其中X用于標識不同區(qū)域； 分別計算每個區(qū)域的加熱功率限制值nx，
所述加熱功率限制值
其中A為大于(TC的溫度值，max為求最大值的計算符號； 將每個區(qū)域的實際加熱功率設(shè)置為nxX預(yù)設(shè)加熱功率，實際加熱功率為O的區(qū)域為保溫狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分區(qū)域加熱方法，其特征在于， 在所述加熱功率限制值nx的計算公式中，A小于等于50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分區(qū)域加熱方法，其特征在于， 在所述加熱功率限制值nx的計算公式中，A為所述多個區(qū)域中最高溫度與最低溫度的差值。
5.一種分區(qū)域加熱裝置，其特征在于，包括: 多個加熱器，用于對設(shè)定為不同目標溫度的多個區(qū)域進行加熱； 分別設(shè)置于每個所述區(qū)域的多個溫度傳感器，用于每隔預(yù)設(shè)時間分別采集每個區(qū)域的當前溫度； 連接于所述多個加熱器和溫度傳感器的控制器，用于對溫度高于所述多個區(qū)域中最低溫度的區(qū)域進行加熱功率限制，其中，溫度越高的區(qū)域加熱功率限制的比例越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分區(qū)域加熱裝置，其特征在于，所述控制器包括: 差值計算單元，用于分別計算每個區(qū)域的溫度與所述多個區(qū)域中最低溫度的差值IV，其中χ用于標識不同區(qū)域； 加熱功率限制值計算單元，用于分別計算每個區(qū)域的加熱功率限制值nx， 所述加熱功率限制值
其中A為大于0°C的溫度值，max為求最大值的計算符號； 加熱功率限制單元，用于將每個區(qū)域的實際加熱功率設(shè)置為nxx預(yù)設(shè)加熱功率，實際加熱功率為O的區(qū)域為保溫狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分區(qū)域加熱裝置，其特征在于， 在所述加熱功率限制值nx的計算公式中，A小于等于50°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分區(qū)域加熱裝置，其特征在于， 在所述加熱功率限制值nx的計算公式中，A為所述多個區(qū)域中最高溫度與最低溫度的差值。
9.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括加熱腔，其特征在于，所述加熱腔包括如權(quán)利要求5至8中任意一項所述的分區(qū)域加熱裝置。
10.根據(jù)權(quán) 利要求9所述的半導(dǎo)體設(shè)備，其特征在于， 所述半導(dǎo)體設(shè)備是PECVD設(shè)備。
【文檔編號】C23C16/513GK104131268SQ201310159656
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】蒲春 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司