[发明专利]用于半导体制造的陶瓷基座的公共端子加热器

说明书

本发明涉及用于半导体制造的陶瓷基座的公共端子加热器。提供用有多个加热区且用两个电源之间共享的公共端子控制加热区的反应器处理衬底的系统和方法。反应器包括支撑衬底的加热器组件和供应工艺气体到反应器中的喷头。内和外加热器集成在加热器组件中。内电源具有连接到内加热器的第一端的正极端子和连接到内加热器的耦合到公共端子的第二端的负极端子。外电源具有连接到外加热器的第一端的正极端子和连接到外加热器的耦合到公共端子的第二端的负极端子。公共端子加热器模块配置为接收靠近内加热器的测量温度。接收期望温度设置并处理伺服控制规则以识别内电源的内电压的直接控制设置和外电源的外电压的开环控制设置。外电压定义为内电压的比率。

技术领域

本实施方式涉及半导体衬底处理方法和设备工具，更具体地，涉及利用多个加热器和公共端子以减少到加热器组件的布线的加热器组件设计。

背景技术

具有有多个加热器的基座的反应器通常用于在反应器中处理衬底期间精确控制基座的表面。基座中的两个区域加热器通常每个加热器具有两个电端子，或总共四个端子。这些端子中的每一个需要通过基座的底部连线并且连线到集成到基座中的电阻元件的连接中。基座中的两个区域加热器提供调整径向温度分布以及补偿可变环境热损失条件(例如，工艺套件发射率变化)(基于晶片计数)或补偿在不同工艺步骤之间不同的热传递条件(基于状态)的能力。

随着基座和相关联的反应器的设计继续改进，通过电路、布线和其它接口部件提供更多的控制。不幸的是，布线的这种增加可能对基座的互连导致不期望的复杂性。因此，需要简化穿过基座的底部和到基座中的布线要求，以降低成本、复杂性和设计，并减少额外的故障点。

正是在这种背景下出现了公开内容。

发明内容

本公开的实施方式包括使用具有多个加热器并使用公共端子的反应器基座以减少将基座中的多个加热器互连到相应电源所需的电线的数量。本文所述的各种实施方式，反应器的基座仅是可以实现加热器的一个示例。这样，本文所述的互连形貌(topography)和逻辑适用于任何类型的加热器组件。这种加热器组件可以限定在反应器的基座中，并且通常还限定在反应器的喷头中，以便控制喷头温度。应当理解，加热器组件可以集成到室、处理模块、反应器、接口室(interfacing chamber)的不同部件中或其它部件中。

在一个实施方式中，公开了一种用于处理衬底的系统。所述系统包括反应器，所述反应器包括用于支撑衬底的加热器组件。两个或两个以上加热器集成到所述加热器组件中，并且所述两个或两个以上加热器包括第一加热器和第二加热器。公共端子加热器模块被配置为接收靠近所述加热器组件的所述第一加热器的测量温度。所述公共端子加热器模块被配置为接收期望温度设置，并且处理伺服控制规则以识别所述第一加热器的第一电压的直接控制设置，并且所述第二加热器的第二电压的开环控制设置被导出为第一电压的比率。

在一个实施方式中，提供了一种使用具有双加热区的反应器来处理衬底的系统。所述加热区的控制使用在两个电源之间共享的公共端子。所述反应器包括用于支撑所述衬底的基座和用于将工艺气体供应到所述反应器中的喷头。内加热器和外加热器集成在所述基座中。内电源具有连接到所述内加热器的第一端的正极端子，以及连接到所述内加热器的耦合到公共端子的第二端的负极端子。外电源具有连接到所述外加热器的第一端的正极端子和连接到所述外加热器的耦合到所述公共端子的第二端的负极端子。公共端子加热器模块被配置为接收靠近所述内加热器的测量温度。接收期望温度设置，并且处理伺服控制规则以识别所述内电源的内电压的直接控制设置以及所述外电源的外电压的开环控制设置。所述外电压被定义为所述内电压的比率。

在一些实施方式中，伺服控制规则处理所述期望温度和来自所述内加热器的所述测量温度之间的差的闭环分析。

在一些实施方式中，所述闭环分析被配置为迭代直到所述测量温度等于所述期望温度，所述闭环分析被配置为识别所述内电源的所述内电压，所述内电压被用作所述直接控制设置。