CN105390421A - 一种反应室温度分区控制系统 - Google Patents

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李贇佳
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苏俊铭
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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Abstract

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种反应室温度分区控制系统，将密封反应室分为多个区域，通过温度计感测密封反应室不同区域的温度，温度控制器与所述温度计组连接，所述温度控制器内设置有温度控制软件，所述温度控制软件计算所述温度计感测到的密封反应室相应区域的温度补偿，并根据所述温度补偿对所述温度补偿对应的密封反应室的区域加热，采用本技术方案将密封反应室分为多个区域，计算每个区域的温度补偿，根据温度补偿对相应区域加热，有效解决了密封反应室进、排气口与密封反应室内其它区域加热后温度不均，硅片淀积材料厚度不均匀带来的受热不均等问题，提升热加工工艺效果的均一性与稳定性，有效达到了对温度进行控制的目的。

Description

一种反应室温度分区控制系统
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种反应室温度分区控制系统。
背景技术
快速热加工作为常用的半导体工艺技术，应用十分广泛。其目的是将硅片在一定时间内置于所需温度与环境条件下，利用热能促使硅片内的原子进行晶格位置的重排，以降低晶格缺陷，激活掺杂元素。随着半导体器件性能的飞速提升，对快速热退火工艺的要求也越来越高。如今的快速热退火工艺对每一片硅片的加热精度与重复性都提出了严苛的要求。在具体工艺过程中，最显而易见的一种情况是，由于反应室内排气口的温度相对于其他区域更低，会造成硅片外缘加热功率相同，但实际硅片受热程度不同的问题，造成工艺参数不合格，甚至硅片翘曲变形等问题。其次，前层淀积不均匀的现象同样会影响到退火工艺的热工艺有效性。因此设计一种更精确有效的温度控制系统显得尤为重要。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出反应室温度分区控制系统，将密封反应室分为多个区域，通过温度计感测密封反应室不同区域的温度，温度控制器与所述温度计组连接，所述温度控制器内设置有温度控制软件，所述温度控制软件计算所述温度计感测到的密封反应室相应区域的温度补偿，并根据所述温度补偿对所述温度补偿对应的密封反应室的区域加热，该技术方案具体为：
一种反应室温度分区控制系统，其中，所述系统包括：
密封反应室，所述密封反应室内布置有若干晶圆；
温度计组，包括若干温度计，所述温度计对应分布在所述密封反应室的不同区域，以感测所述密封反应室的不同区域的温度；
温度控制器，与所述温度计组连接，所述温度控制器内设置有温度控制软件，所述温度控制软件计算所述温度计感测区域的温度补偿，并根据所述温度补偿对所述温度补偿对应的密封反应室的区域加热。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述温度控制软件还包括：
采集模块，采集所述温度计的读数；
存储模块，存储有所述密封反应室的各个区域的温度标准值；
判断计算模块，分别与所述采集模块及所述存储模块连接，获取采集模块采集到的所述温度计的读数，根据所述温度计的读数与所述温度计对应的密封反应室的区域的温度标准值计算所述温度计对应的密封反应室的温度补偿值。
发送模块，与所述判断计算模块连接，将所述温度补偿值发送出去。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述系统还包括加热灯泡组，所述加热灯泡组与所述温度控制器连接，根据所述温度补偿值通过加热灯泡组中设置的加热灯泡对所述密封反应室相应的区域加热。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述温度计为光学高温计。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述密封反应室中布置有若干晶圆，所述晶圆在所述密封反应室中发生化学反应。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述系统还包括一气体输入装置，以向所述密封反应室中充入与所述晶圆发生化学反应的气体。
上述的反应室温度分区控制系统，其中，所述密封反应室还包括一进气口及一排气口，所述进气口与所述气体输入装置连接，以输入反应气体。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
采用本技术方案将密封反应室分为多个区域，计算每个区域的温度补偿，根据温度补偿对相应区域加热，有效解决了密封反应室进、排气口与密封反应室内其它区域加热后温度不均，硅片淀积材料厚度不均匀带来的受热不均等问题，提升热加工工艺效果的均一性与稳定性。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明一实施例中反应室温度分区控制系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中独立升温灯泡组的布置方案；
图3为本发明一实施例中温度计的布置方案的示意图；
图4为本发明一实施例中温度计测温区域示意图。
具体实施方式
为了让具备本项发明所属领域常规知识的人员轻松实施本项发明，参照下面所示的附图，对本项发明的实例进行详细说明。但，本项发明可按照不同的形态实施，不仅仅局限于在此说明的实例。为了更加明确地说明本项发明，省略了图纸中与说明无关的部分；而且，在整个说明书中，向类似部分赋予类似的图纸符号。
在本项发明的整个说明书中，某一个部分与另一个部分的“连接”，不仅包括“直接连接”，还包括通过其他元器件相连的“电气性连接”。
在本项发明的整个说明书中，某一个部件位于另一个部件的“上方”，不仅包括某一个部件与另一个部件相接触的状态，还包括两个部件之间还设有另一个部件的状态。
在本项发明的整个说明书中，某个部分“包括”某个构成要素是指，在没有特别禁止器材的前提下，并不是排除其他构成要素，而是还能包括其他构成要素。
在本项发明的整个说明书中采用的程度用语“约”、“实质上”等，如果提示有制造及物质容许误差，就表示相应数值或接近该数值；其目的是，防止不良人员将涉及准确数值或绝对数值的公开内容用于不当用途。在本项发明的整个说明书中使用的程度用语“～(中的)阶段”或“～的阶段”，并不是“为了～的阶段”。
本说明书中的‘部件’是指，由硬件构成的单元(unit)、由软件构成的单元、由软件和硬件构成的单元。
另外，一个单元可由两个以上的硬件构成或者两个以上的单元由一个硬件构成。本说明书中，通过终端、装置或设备实施的操作或功能，其中的一部分可利用与相应终端、装置或设备相连的服务器代替实施。同样，通过服务器实施的操作或功能，其中的一部分也可以利用与该服务器相连的终端、装置或设备代替实施。接下来，参照附图，对本项发明的实例进行详细说明。
参见图1所示的结构，本发明提供一种反应室温度分区控制系统，该反应室温度分区控制系统主要包括：加热灯泡组1、温度控制器2、密封反应室3和温度计组4，其中：
密封反应室3内布置有若干晶圆；
温度计组4中包括若干温度计，温度计对应分布在所密封反应室3的不同区域，以感测密封反应室3的不同区域的温度。
温度控制器2与温度计组4连接，温度控制器2内设置有温度控制软件，温度控制软件计算温度计感测区域的温度补偿，并根据计算得到的温度补偿对温度补偿对应的密封反应室的区域加热。
如下，以一个具体实施例进行阐述：
参见图2所示结构示意图，密封反应室划分为17个分区，加热灯泡组中每个加热灯泡对应密封反应室3中的一个分区，温度计组中布置9个温度计，以感测不同区域的温度。
参见图3所示结构示意图，温度计以同一个圆心为基点呈径向分布，即图中的温度计1,温度计2,温度计3…温度计7，其中，图2中的温度计8与温度计9之所以径向相同，原因在于，温度计8布置在进气口，而温度计9布置在排气口。
参见图4所示的结构示意图，为温度计对应的密封反应室内区域分布示意图，从中心外将密封反应室分为15个区域，而温度计8布置的区域16为进气口，温度计9布置的区域17为排气口。
在本发明一个优选实施例中，温度控制软件包括采集模块、存储模块、判断计算模块和发送模块，其中：
采集模块采集所述温度计的读数；存储模块中存储有密封反应室3的各个区域的温度标准值；判断计算模块分别与采集模块及存储模块连接，获取采集模块采集到的温度计的读数，根所述温度计的读数与温度计对应的密封反应室的区域的温度标准值计算所温度计对应的密封反应室的温度补偿值；发送模块，与判断计算模块连接，将温度补偿值发送给与温度补偿值对应的加热灯泡。
作为本发明一个优选实施例，反应室分区温度控制系统还包括加热灯泡组1，加热灯泡组1与温度控制器2连接，根据温度控制软件计算得到的温度补偿值通过加热灯泡组中设置的加热灯泡对密封反应室相应的区域加热。
作为本发明一个优选实施例，温度计为光学高温计。
作为本发明一个优选实施例，密封反应室3中布置有若干晶圆6，晶圆6在密封反应室3中发生化学反应，密封反应室3上方箭头表示气体的流向，即箭头尾部对应的是进气口，而箭头的端部对应的是排气口。
作为本发明一个优选实施例，温度分区控制系统系统还包括一气体输入装置，以向所述密封反应室中充入与所述晶圆发生化学反应的气体。
作为本发明一个优选实施例，密封反应室3还包括一进气口和一排气口，进气口与气体输入装置连接，以输入反应气体，排气口排出反应后的尾气。
综上所述，将密封反应室分为多个区域，通过温度计感测密封反应室不同区域的温度，温度控制器与所述温度计组连接，所述温度控制器内设置有温度控制软件，所述温度控制软件计算所述温度计感测到的密封反应室相应区域的温度补偿，并根据所述温度补偿对所述温度补偿对应的密封反应室的区域加热，采用本技术方案将密封反应室分为多个区域，计算每个区域的温度补偿，根据温度补偿对相应区域加热，有效解决了密封反应室进、排气口与密封反应室内其它区域加热后温度不均，硅片淀积材料厚度不均匀带来的受热不均等问题，提升热加工工艺效果的均一性与稳定性，有效达到了对温度进行控制的目的。
前面所述的本项发明相关说明只限于某一个实例；只要是具备本项发明所属技术领域的常规知识，在无需变更本项发明技术性思想或者必要特点，就能将本项发明变更为其他形态。因此，前面所述的实例涵盖本项发明的任何一种实施形态，并不仅仅局限于本说明书中的形态。例如，定义为单一型的各构成要素可分散实施；同样，定义为分散的构成要素，也能以结合形态实施。
本项发明的范畴并不局限于上述详细说明，可涵盖后面所述的专利申请范围；从专利申请范围的定义、范围以及同等概念中导出的所有变更或者变更形态均包括在本项发明的范畴内。

Claims (7)

1.一种反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述系统包括：
密封反应室，所述密封反应室内布置有若干晶圆；
温度计组，包括若干温度计，所述温度计对应分布在所述密封反应室的不同区域，以感测所述密封反应室的不同区域的温度；
温度控制器，与所述温度计组连接，所述温度控制器内设置有温度控制软件，所述温度控制软件计算所述温度计感测区域的温度补偿，并根据所述温度补偿对所述温度补偿对应的密封反应室的区域加热。
2.如权利要求1所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述温度控制软件还包括：
采集模块，采集所述温度计的读数；
存储模块，存储有所述密封反应室的各个区域的温度标准值；
判断计算模块，分别与所述采集模块及所述存储模块连接，获取采集模块采集到的所述温度计的读数，根据所述温度计的读数与所述温度计对应的密封反应室的区域的温度标准值计算所述温度计对应的密封反应室的温度补偿值；
发送模块，与所述判断计算模块连接，将所述温度补偿值发送出去。
3.如权利要求1所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述系统还包括加热灯泡组，所述加热灯泡组与所述温度控制器连接，根据所述温度补偿值通过加热灯泡组中设置的加热灯泡对所述密封反应室相应的区域加热。
4.如权利要求1所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述温度计为光学高温计。
5.如权利要求1所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述密封反应室中布置有若干晶圆，所述晶圆在所述密封反应室中发生化学反应。
6.如权利要求5所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述系统还包括一气体输入装置，以向所述密封反应室中充入与所述晶圆发生化学反应的气体。
7.如权利要求6所述的反应室温度分区控制系统，其特征在于，所述密封反应室还包括一进气口及一排气口，所述进气口与所述气体输入装置连接，以输入反应气体。
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