【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種加熱裝置及其控制方法、薄膜沉積設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代半導(dǎo)體制造過(guò)程中，化學(xué)氣相沉積(cvd)和原子層沉積(ald)是至關(guān)重要的工藝步驟，用于在晶圓上形成薄膜。這些工藝要求高度精確的溫度控制，以確保薄膜的質(zhì)量和均勻性。在cvd/ald設(shè)備中，加熱盤(pán)作為關(guān)鍵組件之一，承擔(dān)著為反應(yīng)室內(nèi)的晶圓提供穩(wěn)定熱源的任務(wù)。為了維持理想的加工條件，加熱盤(pán)通常安裝在水冷軸上，該水冷軸通過(guò)循環(huán)特定溫度的冷卻液來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱盤(pán)的有效散熱，從而平衡由加熱絲和等離子體(plasma)引起的熱負(fù)荷。然而，在高功率等離子體應(yīng)用中，這一熱管理方案面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)?shù)入x子體功率設(shè)置較高時(shí)，它將產(chǎn)生大量的熱量，這部分額外的熱量可能超過(guò)水冷系統(tǒng)的冷卻能力，這種情況下冷卻液無(wú)法及時(shí)將全部熱量帶走，導(dǎo)致熱量積聚問(wèn)題凸顯。即便在加熱盤(pán)電控系統(tǒng)已關(guān)閉輸出(即功率設(shè)為0)，加熱盤(pán)的溫度傳感器(tc)依然記錄到溫度持續(xù)攀升，進(jìn)而觸發(fā)工藝溫度過(guò)溫警報(bào)，迫使生產(chǎn)中斷，嚴(yán)重影響工藝效率與成品質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種加熱裝置及其控制方法、薄膜沉積設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的加熱盤(pán)在plasma功率較高時(shí)散熱效果差導(dǎo)致過(guò)溫報(bào)警影響工藝效率的問(wèn)題。
2、第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種加熱裝置，包括：加熱盤(pán)、水冷軸和底座，所述加熱盤(pán)安裝在所述水冷軸上，所述水冷軸安裝在所述底座上，所述水冷軸內(nèi)通入有第一溫度的冷卻液；
3、其中，所述底座上設(shè)有水冷通道，所述水冷通道還連接
4、進(jìn)一步地，所述水冷通道為開(kāi)設(shè)在所述底座上的水冷槽。
5、進(jìn)一步地，所述水冷槽包括第一開(kāi)環(huán)槽、進(jìn)水口和出水口，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第一開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述進(jìn)水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的始端，所述出水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的尾端。
6、進(jìn)一步地，所述水冷通道包括安裝槽和水冷管道，所述安裝槽開(kāi)設(shè)在所述底座上，所述水冷管道安裝在所述安裝槽上。
7、進(jìn)一步地，所述安裝槽包括第二開(kāi)環(huán)槽、入口槽和出口槽，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第二開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述入口槽開(kāi)設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第二開(kāi)環(huán)槽的始端，所述出口槽開(kāi)設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第二開(kāi)環(huán)槽的尾端，所述水冷管道埋設(shè)在所述第二開(kāi)環(huán)槽、所述入口槽和所述出口槽中。
8、進(jìn)一步地，所述水冷管道與所述安裝槽之間填充有導(dǎo)熱體。
9、進(jìn)一步地，還包括波紋管，所述波紋管套設(shè)在所述水冷軸的外周。
10、第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種加熱裝置的控制方法，應(yīng)用于上述第一方面的加熱裝置，所述方法包括：
11、判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率是否降低至第一預(yù)設(shè)值；
12、若所述加熱盤(pán)的輸出功率降低至第一預(yù)設(shè)值時(shí)，則控制閥門(mén)打開(kāi)；
13、判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率是否升高至大于第二預(yù)設(shè)值；
14、若判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率升高至大于第二預(yù)設(shè)值，則控制所述閥門(mén)關(guān)閉。
15、進(jìn)一步地，所述判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率是否升高至大于第二預(yù)設(shè)值的步驟之后，還包括：
16、根據(jù)預(yù)設(shè)流量值降低水流通道的流量；
17、判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率是否穩(wěn)定在所述第二預(yù)設(shè)值；
18、若否，返回所述根據(jù)預(yù)設(shè)流量值降低所述水流通道的流量的步驟；
19、若是，判斷等離子體源是否關(guān)閉；
20、若所述等離子體源關(guān)閉，則執(zhí)行所述控制所述閥門(mén)關(guān)閉的步驟。
21、第三方面，本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種薄膜沉積設(shè)備，包括加熱裝置，所述加熱裝置為上述第一方面的加熱裝置，所述加熱裝置執(zhí)行上述第二方面的加熱裝置的控制方法。
22、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種加熱裝置及其控制方法、薄膜沉積設(shè)備，該加熱裝置包括：加熱盤(pán)、水冷軸和底座，加熱盤(pán)安裝在水冷軸上，水冷軸安裝在底座上；其中，底座上設(shè)有水冷通道，水冷通道還連接有控制其通斷的閥門(mén)，水冷軸的冷卻液與水冷通道的冷卻液具有溫度差，水冷通道的冷卻液溫度較低。當(dāng)加熱盤(pán)的輸出功率降低至第一預(yù)設(shè)值時(shí)，控制閥門(mén)打開(kāi)，冷卻液流經(jīng)水冷通道，通過(guò)較低溫度的水冷通道帶走水冷軸的熱量，提高了水冷軸的冷卻效率，提高了水冷軸對(duì)加熱盤(pán)的散熱效果，使加熱盤(pán)溫度穩(wěn)定，避免了加熱盤(pán)持續(xù)升溫導(dǎo)致過(guò)溫報(bào)警而中斷工藝，提高了工藝效率。
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1.一種加熱裝置，其特征在于，包括：加熱盤(pán)、水冷軸和底座，所述加熱盤(pán)安裝在所述水冷軸上，所述水冷軸安裝在所述底座上，所述水冷軸內(nèi)通入有第一溫度的冷卻液；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷通道為開(kāi)設(shè)在所述底座上的水冷槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷槽包括第一開(kāi)環(huán)槽、進(jìn)水口和出水口，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第一開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述進(jìn)水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的始端，所述出水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的尾端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷通道包括安裝槽和水冷管道，所述安裝槽開(kāi)設(shè)在所述底座上，所述水冷管道安裝在所述安裝槽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述安裝槽包括第二開(kāi)環(huán)槽、入口槽和出口槽，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第二開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述入口槽開(kāi)設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第二開(kāi)環(huán)槽的始端，所述出口槽開(kāi)設(shè)于所述底座
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷管道與所述安裝槽之間填充有導(dǎo)熱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，還包括波紋管，所述波紋管套設(shè)在所述水冷軸的外周。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述閥門(mén)配置為當(dāng)所述加熱盤(pán)的輸出功率降低至其下限時(shí)開(kāi)啟，以使所述水冷通道通入所述第二溫度的冷卻液來(lái)對(duì)所述水冷軸進(jìn)行冷卻。
9.一種加熱裝置的控制方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的加熱裝置，所述方法包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述判斷所述加熱盤(pán)的輸出功率是否升高至大于第二預(yù)設(shè)值的步驟之后，還包括：
11.一種薄膜沉積設(shè)備，其特在于，包括加熱裝置，所述加熱裝置為權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的加熱裝置，所述加熱裝置執(zhí)行如權(quán)利要求9-10任一項(xiàng)的加熱裝置的控制方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種加熱裝置，其特征在于，包括：加熱盤(pán)、水冷軸和底座，所述加熱盤(pán)安裝在所述水冷軸上，所述水冷軸安裝在所述底座上，所述水冷軸內(nèi)通入有第一溫度的冷卻液；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷通道為開(kāi)設(shè)在所述底座上的水冷槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷槽包括第一開(kāi)環(huán)槽、進(jìn)水口和出水口，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第一開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述進(jìn)水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的始端，所述出水口設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至所述第一開(kāi)環(huán)槽的尾端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述水冷通道包括安裝槽和水冷管道，所述安裝槽開(kāi)設(shè)在所述底座上，所述水冷管道安裝在所述安裝槽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述安裝槽包括第二開(kāi)環(huán)槽、入口槽和出口槽，所述底座上開(kāi)設(shè)有用于安裝所述水冷軸的軸孔，所述第二開(kāi)環(huán)槽環(huán)繞所述軸孔開(kāi)設(shè)在所述底座的表面上，所述入口槽開(kāi)設(shè)于所述底座的側(cè)壁且貫通至...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃明策，李海龍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：拓荊創(chuàng)益沈陽(yáng)半導(dǎo)體設(shè)備有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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