一种晶圆腔室温度控制系统的制作方法

本发明涉及半导体，具体为一种晶圆腔室温度控制系统。

背景技术：

1、随着半导体技术的飞速发展，晶圆作为集成电路的核心组成部分，其制造过程中的温度控制成为了提升产品质量和生产效率的关键因素。晶圆在生产过程中，需要经过多道工序，如光刻、刻蚀、离子注入等，这些工序均对晶圆的温度有着极高的要求。温度波动不仅会影响晶圆的物理性能，如晶格结构、电学特性等，还会直接导致成品率的下降和可靠性的降低。

2、目前，晶圆腔室温度控制主要采用半导体晶圆温度控制一体机（tsc）来实现。这种设备通过热平衡原理，将晶圆加热至所需温度，并通过多种控制策略，实现对晶圆温度的精确控制。然而，现有的温度控制方法仍存在一些问题，如温度分布不均、控制精度差等问题。

3、因此，有必要提供一种晶圆腔室温度控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆腔室温度控制系统，包括盖板和加热电阻环，所述盖板下端设有加热盖，加热盖下端面设有加热圆槽，所述加热圆槽的圆槽面上设有多个同心且不同半径的凸环，多个凸环与加热圆槽的圆槽面形成多个同心且不同半径的环槽，所述加热圆槽的侧环壁上设有多个圆周分布的分区隔板，分区隔板将加热圆槽的圆槽面分隔形成多个扇形区，每个所述环槽处均布设有通过分区隔板固位的加热电阻环，每个扇形区中对应环槽上安装有独立调控的温控单元，每个所述扇形区中对应的凸环上设有独立监测的温度传感器。

2、作为本发明的一种优选技术方案，所述温控单元包括固定于环槽上的弧形箱一，弧形箱一上安装有向下升降调控的升降系统，升降系统的下输出端安装有弧形箱二，弧形箱二上安装有移动控制系统，且弧形箱二下端设有弧形缝道，所述移动控制系统包括安装在弧形箱二中的移动导轨，移动导轨上安装有两个移动座，每个移动座下端安装有贯穿弧形缝道的细杆，细杆下端安装有筒座管，筒座管侧壁安装有支导体杆，支导体杆一端贯穿筒座管侧壁，并与筒座管管腔壁对齐，支导体杆另一端安装有支套环，支套环套口贯穿有加热电阻杆，加热电阻杆的两端分别滑动连接在分区隔板上设有的升降滑槽上，所述筒座管下端管腔滑动连接有主导体杆，主导体杆下端安装有套在加热电阻环外的主套环。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述支导体杆沿筒座管的轴向方向上，被间隔配置为多个，分别安装在筒座管侧壁上。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述弧形缝道中设有夹在细杆两侧的绝热条垫。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述弧形箱二侧壁设有线孔，线孔连接有导线管，导线管上端依次贯穿凸环、加热盖以及盖板。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述升降系统包括设置于弧形箱一中的升降腔，升降腔中嵌入有升降柱，升降柱下端与弧形箱二连接，升降柱上端与升降腔形成密封气腔，密封气腔连接有安装在加热盖上的控制气阀。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述加热盖侧壁与盖板之间形成有环腔，加热盖上端与盖板之间形成有盘腔，加热盖上安装有与盘腔连接的排气管，且所述环腔中设有过滤环。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述盘腔中设有冷却管。

9、作为本发明的一种优选技术方案，温度控制系统还包括安装处理箱，处理箱一端安装有升降架，升降架上安装有升降座，升降座上安装盖板，所述处理箱另一端安装有与盖板对应的晶圆底座。

10、与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆腔室温度控制系统，具备以下有益效果：

11、本发明中通过分区隔板、环槽、凸环以及温控单元的设计结构，使得能够在盖板上加热电阻环的基础上，对晶圆腔室空间进行分区划分，并通过均匀分布在晶圆腔室内的温度传感器，对划分的晶圆腔室空间进行实时监测，并反馈于温控单元中，通过温控单元中的移动控制系统和升降系统，使得所需改变温度区域的局部晶圆腔室空间对应的总电阻值进行改变，从而及时改变此局部晶圆腔室空间的放热量，进而实现且及时的对晶圆腔室进行温度分区的精准调控，提升对晶圆处理质量。

技术特征：

1.一种晶圆腔室温度控制系统，包括盖板（5）和加热电阻环（514），其特征在于，所述盖板（5）下端设有加热盖（51），加热盖（51）下端面设有加热圆槽（515），所述加热圆槽（515）的圆槽面上设有多个同心且不同半径的凸环（511），多个凸环（511）与加热圆槽（515）的圆槽面形成多个同心且不同半径的环槽（512），所述加热圆槽（515）的侧环壁上设有多个圆周分布的分区隔板（513），分区隔板（513）将加热圆槽（515）的圆槽面分隔形成多个扇形区（516），每个所述环槽（512）处均布设有通过分区隔板（513）固位的加热电阻环（514），每个扇形区（516）中对应的环槽（512）上安装有独立调控的温控单元（6），每个所述扇形区（516）中对应凸环（511）上设有独立监测的温度传感器（65）。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述温控单元（6）包括固定于环槽（512）上的弧形箱一（61），弧形箱一（61）上安装有向下升降调控的升降系统（63），升降系统（63）的下输出端安装有弧形箱二（62），弧形箱二（62）上安装有移动控制系统（64），且弧形箱二（62）下端设有弧形缝道（621），所述移动控制系统（64）包括安装在弧形箱二（62）中的移动导轨（641），移动导轨（641）上安装有两个移动座（642），每个移动座（642）下端安装有贯穿弧形缝道（621）的细杆（643），细杆（643）下端安装有筒座管（644），筒座管（644）侧壁安装有支导体杆（645），支导体杆（645）一端贯穿筒座管（644）侧壁，并与筒座管（644）管腔壁对齐，支导体杆（645）另一端安装有支套环（6451），支套环（6451）套口贯穿有加热电阻杆（647），加热电阻杆（647）的两端分别滑动连接在分区隔板（513）上设有的升降滑槽（5131）上，所述筒座管（644）下端管腔滑动连接有主导体杆（646），主导体杆（646）下端安装有套在加热电阻环（514）外的主套环（6461）。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述支导体杆（645）沿筒座管（644）的轴向方向上，被间隔配置为多个，分别安装在筒座管（644）侧壁上。

4.根据权利要求2所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述弧形缝道（621）中设有夹在细杆（643）两侧的绝热条垫（622）。

5.根据权利要求2所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述弧形箱二（62）侧壁设有线孔（623），线孔（623）连接有导线管（624），导线管（624）上端依次贯穿凸环（511）、加热盖（51）以及盖板（5）。

6.根据权利要求2所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述升降系统（63）包括设置于弧形箱一（61）中的升降腔（611），升降腔（611）中嵌入有升降柱（631），升降柱（631）下端与弧形箱二（62）连接，升降柱（631）上端与升降腔（611）形成密封气腔，密封气腔连接有安装在加热盖（51）上的控制气阀（632）。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述加热盖（51）侧壁与盖板（5）之间形成有环腔（52），加热盖（51）上端与盖板（5）之间形成有盘腔（53），加热盖（51）上安装有与盘腔（53）连接的排气管（54），且所述环腔（52）中设有过滤环（55）。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，所述盘腔（53）中设有冷却管（7）。

9.根据权利要求1所述的一种晶圆腔室温度控制系统，其特征在于，温度控制系统还包括安装处理箱（1），处理箱（1）一端安装有升降架（3），升降架（3）上安装有升降座（4），升降座（4）上安装盖板（5），所述处理箱（1）另一端安装有与盖板（5）对应的晶圆底座（2）。

技术总结本发明公开了一种晶圆腔室温度控制系统，涉及半导体技术领域，包括盖板和加热电阻环，所述盖板下端设有加热盖，加热盖下端面设有加热圆槽，所述加热圆槽的圆槽面上设有多个同心且不同半径的凸环，多个凸环与加热圆槽的圆槽面形成多个同心且不同半径的环槽，所述加热圆槽的侧环壁上设有多个圆周分布的分区隔板，分区隔板将加热圆槽的圆槽面分隔形成多个扇形区，每个所述环槽处均布设有通过分区隔板固位的加热电阻环，每个扇形区中对应的环槽上安装有独立调控的温控单元，每个所述扇形区中对应的凸环上设有独立监测的温度传感器，本发明通过温控单元实现和及时的对应晶圆腔室温度的精准调控，进而提升对晶圆处理的质量。技术研发人员：孙文彬,张京京受保护的技术使用者：无锡邑文微电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12