用于控制在处理腔室中的多区域加热器的温度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的方法与装置。在一些实施方式中，提供控制多区域加热器的方法，所述多区域加热器被配置在基板支撑件上，其中所述多区域加热器具有第一区域与第二区域。在一些实施方式中，所述方法可包括以下步骤：测量在第一时间内被第一区域获取的电流；测量在第一时间内被第一区域获取的电压；根据在第一时间内测量到的被第一区域获取的电流与电压计算出第一区域的电阻；根据在第一区域的电阻与温度之间的预定关系来确定第一区域的温度；和调整第一区域的温度以响应温度确定。

Method and apparatus for controlling the temperature of a multi zone heater in a process chamber

The present invention provides methods and apparatus for controlling the temperature of a multi zone heater in a process chamber. In some embodiments, a method of controlling a multi zone heater is provided, wherein the multi zone heater is disposed on the substrate support, wherein the multi zone heater has a first region and a second region. In some embodiments, the method comprises the following steps: measuring the current in the first time is the first region to obtain the voltage measurement; the first time was the first region to obtain the resistance; according to the current and voltage was obtained to measure the first area in the first time to calculate the first region to determine the first; the temperature according to a predetermined relationship between the resistance and the temperature of the first area; and adjust the first regional temperature in response to temperature determination.

【技术实现步骤摘要】
用于控制在处理腔室中的多区域加热器的温度的方法及装置本申请是申请日为2012年5月17日、申请号为201280023374.4、专利技术名称为“用于控制在处理腔室中的多区域加热器的温度的方法及装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术的实施方式大体涉及半导体处理以及，更特定而言，涉及用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的方法与装置。
技术介绍
在半导体处理系统的处理腔室内，基板在被处理时通常由基板支撑件支撑。在许多这些系统中，在一或更多处理步骤期间，基板支撑件会被加热以提升基板温度。加热器通常为电阻丝(resistivewire)线圈或金属化层(metalizedlayer)。当电流被施加至该丝或该层时加热器产生热，产生的热以传导方式通过基板支撑件被传递至基板。在一些情形中，单区域加热器被用来加热基板。使用单区域加热器的缺点在于单区域加热器的中心通常比单区域加热器的外部边缘温度更高，这种情况会导致在基板上不均匀的材料沉积。多区域加热器能将更均匀的热提供至基板。然而，多区域加热器的缺点在于多区域加热器的温度难以测量与控制，且因此传递至基板的热量便难以测量与控制。例如，一个用以确定多区域加热器的外区域温度的方法是监控传送至加热器内区域的功率量，将此功率乘以实验上计算的功率比，然后将此功率施加在外区域。然而，此方法的准确度会受到在半导体处理系统的处理腔室内的处理条件改变的影响。因此专利技术人提供用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的改进的方法与装置。
技术实现思路
在此提供用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的方法与装置。在一些实施方式中，提供控制配置于基板支撑件中的多区域加热器的方法，其中该多区域加热器具有第一区域与第二区域。在一些实施方式中，该方法可包括：测量在第一时间被第一区域获取的电流；测量在第一时间被第一区域获取的电压；基于在该第一时间测量的被该第一区域获取的电流与电压，计算该第一区域的电阻；基于该第一区域的温度与电阻之间的预定关系，确定该第一区域的温度；和调整该第一区域的温度以响应所作的温度确定。根据本专利技术的至少一些实施方式的装置可包括：配置于基板支撑件中的多区域加热器；电源，该电源提供第一功率馈送至该多区域加热器的第一区域，且提供第二功率馈送至该多区域加热器的第二区域；电阻测量器件，该电阻测量器件耦合至该第一功率馈送以同步测量被该第一区域获取的电流与电压；和控制器，该控制器耦合至该电源和该电阻测量器件以响应从该电阻测量器件接收的数据来控制该电源。其他实施方式与其他实施方式的变化将在下面讨论。附图说明为了能详细地理解本专利技术的上述特征，通过参考实施方式(其中一些图示在附图中)，可以得到上文所简要概括的本专利技术的更为具体的描述。然而，应注意的是附图仅图示本专利技术的典型实施方式且因此附图不应被视为对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可允许其他等效的实施方式。图1描述一种根据本专利技术的一些实施方式的控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的方法。图2A描述根据本专利技术的一些实施方式的多区域加热器的截面平面图。图2B描述根据本专利技术的一些实施方式的在基板支撑件内的多区域加热器的侧视示意图。图3描述根据本专利技术的一些实施方式的可用于实施图1所述方法的各部分的示例性化学气相沉积(“CVD”)反应器的示意图。为了帮助理解，尽可能使用相同的标记数字来表示在各图中共用的相同元件。图未按比例绘制且可为了清楚而简化。需了解的是，一些实施方式的元件与特征可有益地合并到其他实施方式中而无须进一步详述。具体实施方式本专利技术的实施方式提供用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度的方法与装置。本专利技术的至少一些实施方式可有利地提供一种灵活性，以在处理期间在基板上具有中心低温分布(profile)或中心高温分布。图1为方法100的一个实施方式的流程图，方法100用于控制在处理腔室内的多区域加热器的温度。图2A描述根据本专利技术的一些实施方式的多区域加热器的截面顶视图。图2B描述根据本专利技术的一些实施方式的在基板支撑件内的多区域加热器的侧视示意图。图3描述根据本专利技术的一些实施方式的可用于实施图1所述方法的各部分的示例性化学气相沉积(“CVD”)反应器的示意图。方法100从步骤102开始，步骤102即测量在第一时间内多区域加热器的第一区域所获取的电流。此外，如步骤104所示，多区域加热器的第一区域所获取的电压亦在第一时间内被测量。在一些实施方式中，如图2A所示，多区域加热器200具有加热器元件，这些加热器元件被布置在至少第一区域202与第二区域204中。在一些实施方式中，如图2B所示，第一区域202与第二区域204被配置在基板支撑件206内，且第一区域202与第二区域204被连接至电源208。在一些实施方式中，如图2A、2B所示，第一区域202为外区域而第二区域204为被配置在所述外区域内的内区域。内区域与外区域实质上可对应于将被基板支撑件206支撑在上面的基板的内部与外部。在一些实施方式中，电源208为约190V至约240V的交流(AC)电源，或约208V的交流电源。其他尺寸的电源亦可根据装置的应用与设计而使用。在一些实施方式中，交流电源208在60赫兹周期下运转。在一些实施方式中，如图2B所示，电源208将第一功率馈送216供应至第一区域202，且电源208将第二功率馈送218供应至第二区域204。在一些实施方式中，使用热电耦212测量第二区域204的温度。热电耦212被连接到控制器210(将在以下对应图3更详细地描述)，控制器210被进一步连接到电源208。可使用电阻测量器件214测量由第一区域202所获取的电流与电压，该电阻测量器件214能同时测量电流与电压，例如在第一时间。在此所使用的“同时”或“在第一时间”包括在彼此间隔至多约110毫秒的时间范围内完成的测量。在一些实施方式中，电阻测量器件214可为高频霍尔效应(Halleffect)电流传感器(例如具有约200kHz或更高采样速率)以捕捉被传送至第一区域202的瞬时电流，和施加至第一区域202的电压。例如，在一些实施方式中，电阻测量器件214可为电能在线监测仪(lineofpowermonitors)之一，该监测仪可向位于加州阿拉米达市的电力标准实验室(PSL)(PowerStandardsLab(PSL),ofAlameda,California)购买。在一些实施方式中，电阻测量器件214耦合至第一功率馈送216以测量被第一区域202获取的电流与电压。在一些实施方式中，取得被第一区域202获取的电流与电压的多组测量值。例如对于电源208的每个周期，可取得第一区域202获取的电流与电压的多组测量值，其中每一组测量值包括同时取得的电压测量值与电流测量值(例如在彼此间隔约110毫秒之内)。在一些实施方式中，对电源208的每个周期取得256个被第一区域202获取的电流与电压的测量值。电阻测量器件214亦可耦合至控制器210。在一些实施方式中，控制器210可检测第一区域202的16毫欧姆的电阻变化，该16毫欧姆的电阻变化相当于第一区域202的1摄氏度的温度变化。在一些实施方式中，电阻测量器件214与控制器210可整合在一起(例如，可将两者提供在同一壳体或器件中)。在步骤106，可计算第一区域202的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括:多区域加热器，所述多区域加热器配置于基板支撑件中；电源，所述电源提供第一功率馈送至所述多区域加热器的第一区域，且所述电源提供第二功率馈送至所述多区域加热器的第二区域；电阻测量器件，所述电阻测量器件耦合至所述第一功率馈送以测量所述第一区域获取的电流与电压，所述测量彼此间隔至多约110毫秒内；及控制器，所述控制器耦合至所述电源和所述电阻测量器件以响应从所述电阻测量器件接收的数据来控制所述电源，其中所述多区域加热器包括内区域与外区域，所述内区域与所述外区域分别对应于基板的中心部与外围部，所述基板由所述基板支撑件支撑，且其中所述外区域为所述多区域加热器的所述第一区域，且所述内区域为所述多区域加热器的所述第二区域，且其中热电偶被耦合至所述第二区域以测量所述第二区域的温度。

【技术特征摘要】
2011.05.20 US 13/113,0151.一种装置，所述装置包括:多区域加热器，所述多区域加热器配置于基板支撑件中；电源，所述电源提供第一功率馈送至所述多区域加热器的第一区域，且所述电源提供第二功率馈送至所述多区域加热器的第二区域；电阻测量器件，所述电阻测量器件耦合至所述第一功率馈送以测量所述第一区域获取的电流与电压，所述测量彼此间隔至多约110毫秒内；及控制器，所述控制器耦合至所述电源和所述电阻测量器件以响应从所述电阻测量器件接收的数据来控制所述电源，其中所述多区域加热器包括内区域与外区域，所述内区域与所述外区域分别对应于基板的中心部与外围部，所述基板由所述基板支撑件支撑，且其中所述外区域为所述多区域加热器的所述第一区域，且所述内区域为所述多区域加热器的所述第二区域，且其中热电偶被耦合至所述第二区域以测量所述第二区域的温度。2.如权利要求1所述的装置，其中所述电源为约190V至约240V的交流电源。3.如权利要求1至2中的任一项所述的装置，其中所述电阻测量器件包括霍尔效应电流传感器，所述霍尔效应电流传感器具有约200千赫兹或更高的采样速率。4.如权利要求1至2中的任一项所述的装置，其中所述电源为交流电源，且其中所述电阻测量器件能对所述电源的每周期获得多组被所述第一区域获取的电压与电流的测量值。5.如权利要求1至2中的任一项所述的装置，其中所述电源为交流电源，其中所述电阻测量器件能对所述电源的每周期获得至少256组被所述第一区域获取的电压与电流的测量值。6.如权利要求1至2中的任一项所述的装置，其中所述控制器能检测所述第一区域中电阻的16毫欧姆(milliohm)的变化。7.一种控制多区域加热器的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里·基肖尔·安巴拉，尤纬·保罗·哈勒，周建华，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US