CN116024555B - 衬底处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种衬底处理装置和方法，衬底处理装置包括反应腔室、支撑件、第一加热器、喷淋头、第二加热器、温度感应组件、以及控制器。第二加热器用于给喷淋头至支撑件之间的空间区域进行加热。温度感应组件用于感应绕空间区域周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度。控制器用于根据温度感应组件感应的温度控制第二加热器工作，使得空间区域周向外围的各个预设部位的温度均匀一致。如此，能够实现衬底周向方向上不同部位的气流温控，能减小喷淋头的气孔位置和温度差异对气体流速造成的不利影响，使得衬底周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

Description

衬底处理装置和方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别是涉及一种衬底处理装置和方法。

背景技术

衬底处理装置，包括但不限于等离子体增强型化学气相沉积设备(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，简写为PECVD)，其电场、温度场、流体场是影响大面积沉积薄膜均匀性的三个主要因素。常用的工艺采用一片或两片衬底在同一反应腔室内沉积薄膜，混合气体经过混料箱（Mixture box），再通过多孔状的喷淋头（showerhead ）进入反应腔室，在反应腔室内的衬底表面上沉积得到膜层。然而，衬底表面上沉积得到的薄膜均匀性不高，无法满足客户对膜厚均一性高精度的要求。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种衬底处理装置和方法，它能够提高薄膜的均匀性。

其技术方案如下：一种衬底处理装置，所述衬底处理装置包括：

反应腔室；

支撑件，设于所述反应腔室内部，所述支撑件用于支撑衬底；

第一加热器，所述第一加热器用于给所述支撑件进行加热；

喷淋头，设于所述反应腔室内部并位于所述支撑件的上方；

第二加热器，包括加热部件，所述加热部件位于所述反应腔室内部，用于给所述喷淋头至所述支撑件之间的空间区域进行加热；

温度感应组件，用于感应所述空间区域中不同部位的温度；

控制器，分别与所述温度感应组件、所述第二加热器电性连接，所述控制器用于根据所述温度感应组件感应的温度控制所述第二加热器工作。

在其中一个实施例中，所述加热部件包括加热线圈；所述加热线圈环绕所述空间区域的周向设置。

在其中一个实施例中，所述加热部件包括环绕空间区域设置的加热单体。

在其中一个实施例中，所述加热单体设置有多个，多个所述加热单体等间隔布置，多个所述加热单体的工作功率能够独立调节。

在其中一个实施例中，所述第二加热器还包括驱动机构；所述驱动机构用于驱动所述加热部件绕所述空间区域转动；所述驱动机构、所述加热部件均和所述控制器电性连接。

在其中一个实施例中，所述第二加热器还包括转动地设于所述反应腔室内部的载体；所述加热部件设置于所述载体上。

在其中一个实施例中，所述反应腔室的内壁上设有支撑凸缘与限位凸缘；所述支撑凸缘承托所述载体的底部，所述限位凸缘与所述载体的顶部相互抵接；和/或，所述支撑凸缘和所述限位凸缘上设置有滑轨，所述载体上设置与滑轨配合的滑块。

在其中一个实施例中，所述第二加热器还包括驱动机构，所述驱动机构包括第一电机、以及与所述第一电机的转轴相连的第一传动组件；所述第一传动组件包括驱动齿轮，所述载体包括圆柱套，所述圆柱套的外壁上设置有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条相互啮合。

在其中一个实施例中，所述第二加热器包括从上至下依次设置的至少两个加热部件。

在其中一个实施例中，所述至少两个加热部件的工作功率从上至下依次增大，和/或，所述加热部件与所述控制器电性连接，所述加热部件的工作功率可独立调节，以使所述空间区域的温度从上至下呈增大趋势。

在其中一个实施例中，上下相邻两个所述加热部件在所述驱动机构的驱动下同向转动或者反向转动。

在其中一个实施例中，所述驱动机构为一个，所述驱动机构同时驱动多个所述加热部件；或者，所述驱动机构为至少两个，所述驱动机构与所述加热部件一一对应相连。

在其中一个实施例中，所述温度感应组件包括至少两个温度感应器，至少两个所述温度感应器间隔设置在不同的位置。

一种衬底处理方法，采用所述的衬底处理装置，所述衬底处理方法包括如下步骤：

感应绕喷淋头至支撑件之间的空间区域的预设部位的温度；

根据所述预设部位的温度，控制第二加热器对所述空间区域进行加热工作，使得所述空间区域的各个预设部位的温度均匀一致。

在其中一个实施例中，所述步骤还包括：

当根据至少两个所述预设部位的温度判断所述空间区域的各个部位温度不均匀时，控制所述第二加热器的加热部件绕所述空间区域转动；和/或，控制所述第二加热器对所述空间区域的加热温度按照上至下的方向呈增大趋势。

在其中一个实施例中，所述步骤还包括：

当所述预设部位的温度大于预设值时，控制与所述预设部位对应的所述加热部件的加热单体降低工作功率；和/或，当所述预设部位的温度低于预设值时，控制与所述预设部位对应的所述加热部件的加热单体增加工作功率。

上述的衬底处理装置和方法，由于在反应腔室内部设置有给喷淋头至支撑件之间的空间区域进行加热的第二加热器，温度感应组件能感应绕空间区域周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度，控制器根据温度感应器感应的温度控制第二加热器工作，使得空间区域周向外围的各个预设部位温度均匀一致。如此，能够实现衬底周向方向上不同部位的气流温控，能减小喷淋头的气孔位置和温度差异对气体流速造成的不利影响，使得衬底周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一实施例的衬底处理装置的结构示意图。

图2为本公开一实施例的衬底处理装置的俯视结构示意图。

图3为本公开另一实施例的第二加热器的结构示意图。

图4为本公开又一实施例的第二加热器的结构示意图。

图5为本公开再一实施例的第二加热器的结构示意图。

图6为本公开再一实施例的第二加热器的结构示意图。

图7为本公开再一实施例的第二加热器的结构示意图。

图8为本公开再一实施例的第二加热器的结构示意图。

图9为本公开一实施例的驱动机构装设于反应腔室上的结构示意图。

图10为本公开另一实施例的驱动机构装设于反应腔室上的其中一个工作状态结构示意图。

图11为本公开另一实施例的驱动机构装设于反应腔室上的另一个工作状态结构示意图。

图12为本公开另一实施例的衬底处理装置的结构示意图。

10、反应腔室；11、空间区域；12、凹部；13、支撑凸缘；14、限位凸缘；20、支撑件；21、支撑柱；30、第一加热器；40、喷淋头；50、第二加热器；51、加热部件；511、加热线圈；512、加热片；513、加热棒；52、驱动机构；521、第一电机；522、第一传动组件；5221、驱动齿轮；5222、连接轴；5223、第一锥形齿；5224、第二锥形齿；5225、第三锥形齿；5226、第一传动轴；52261、伸缩机构；52262、第一对接部；5227、第二传动轴；52271、第二对接部；52272、安装孔；5228、弹性件；523、第二传动组件；5231、套筒；5232、驱动杆；5233、第一密封圈；5234、第二密封圈；53、载体；531、齿条；60、温度感应组件；61、温度感应器；70、衬底。

具体实施方式

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，本实施例中的衬底可以是在基材上形成半导体元件，例如集成电路或离散元件(discrete devices)的制程中任何阶段中的半导体晶圆。在一实施例中，衬底包含极低介电常数介电层以及在半导体基材上的金属层。衬底可为光罩、半导体晶圆、或电子元件制造领域的普通技术人员已知的其他工件。在至少一些实施例中，衬底包含用于制造任何集成电路、被动式(例如，电容器、电感器)以及主动式(例如，晶体管、光侦测测器、激光器、二极管)微电子元件的任何材料。衬底可以包含将这种主动式和被动式微电子元件与形成在它们顶部的一个或多个导电层分开的绝缘材料(例如，介电材料)。在一实施例中，衬底为包含一层或多层介电层的半导体基材，例如硅、氮化镓、砷化镓、二氧化硅、氮化硅、蓝宝石、及其他介电材料。在一实施例中，衬底是包括一层或多层的晶圆堆叠。一层或多层的晶圆可包含导电层、半导体层、绝缘层或前述的任意层组合。

正如背景技术所述，现有技术中的衬底表面上沉积的薄膜有沉积不均匀性的问题，经研究发现，出现这种问题的原因在于，在衬底表面上沉积薄膜过程中，反应气体的输运过程会影响薄膜的沉积速率、薄膜厚度的均匀性、以及反应物的利用率。气体流速受温度的影响，导致喷淋头到基底之间流体分布差异。此外，喷淋头的自身轴心位置的气体流速与边界位置的气体流速存在差异，喷淋头的中心流速大，边缘流速小，同时喷淋头本身的温度受位于基底的加热器(通常温度在300℃~550℃)加热影响，也存在温差，进而因气体流速差异导致薄膜不均匀。

基于以上原因，本发明提供了一种衬底处理装置和方法，它能够提高薄膜的均匀性。

参阅图1与图2，图1示出了本公开一实施例的衬底处理装置的结构示意图，图2示出了本公开一实施例的衬底处理装置的俯视结构示意图。本公开一实施例提供的一种衬底处理装置，衬底处理装置包括：反应腔室10、支撑件20、第一加热器30、喷淋头40、第二加热器50、温度感应组件60、以及控制器（图中未示出）。支撑件20设于反应腔室10内部，支撑件20用于支撑衬底70。具体而言，支撑件20包括但不限于为静电卡盘，通过静电卡盘吸附固定衬底70。第一加热器30具体例如与支撑件20相连。第一加热器30用于给支撑件20进行加热。支撑件20温度升高后，将热量传递给衬底70，使衬底70温度控制在预设范围。喷淋头40设于反应腔室10内部并位于支撑件20的上方。第二加热器50位于反应腔室10内部，围绕喷淋头40至支撑件20之间空间区域11的四周，第二加热器50用于给喷淋头40至支撑件20之间的空间区域11进行加热。温度感应组件60用于感应绕空间区域11中不同部位的温度，具体是周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度。控制器分别与温度感应组件60、第二加热器50电性连接，控制器用于根据温度感应组件60感应的温度控制第二加热器50工作，使得空间区域11周向外围的各个预设部位的温度均匀一致。

上述的衬底处理装置，由于在反应腔室10内部设置有给喷淋头40至支撑件20之间的空间区域11进行加热的第二加热器50，温度感应组件60能感应绕空间区域11周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度，控制器根据温度感应器61感应的温度控制第二加热器50工作，使得空间区域11周向外围的各个预设部位温度均匀一致。如此，能够实现衬底70周向方向上不同部位的气流温控，能减小喷淋头40不同位置气孔的温度差异对气体流速造成的不利影响，使得衬底70周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域11的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

此外，经研究发现，在反应腔室10内部增设第二加热器50对空间区域11进行控温，使得空间区域11周向外围的各个部位温度均匀一致，从而影响气流在衬底70表面的分布，对改善薄膜均匀性有重要意义，能适用于不同外形的衬底70，特别是针对衬底70中心与边缘存在差异以及某特定位置与衬底70其它区域存在差异的膜厚改善。不仅能用于改善整体膜厚呈外圈厚、中心薄的现象，还能调节不同膜厚外形，以及局部膜厚异常的情况。

请参阅图1与图2，以及图3至图8任意一幅，图3至图8分别示出了几个不同实施例的第二加热器50的结构示意图。在一个实施例中，第二加热器50包括至少一个加热部件51、以及驱动机构52。驱动机构52与加热部件51相连，用于驱动加热部件51绕空间区域11转动。驱动机构52、加热部件51均和控制器电性连接。如此，当控制器根据温度感应组件60感应的温度判断空间区域11的各个部位温度不均匀时，相应控制驱动机构52动作，驱动机构52驱动加热部件51绕空间区域11转动，加热部件51在加热的同时，还能对气流进行扰动引导，让气流自发的由高温到低温流动。经研究发现，能实现空间区域11周向外围的各个部位的温度均匀一致，即起到改善空间区域11的温度均一性的作用，从而能改善薄膜的均匀性。此外，当控制器根据温度感应组件60感应的温度判断空间区域11周向外围的各个部位温度均匀一致时，例如控制驱动机构52停止工作，以及控制加热部件51停止工作，当然也可以例如控制加热部件51工作，以及控制驱动机构52匀速转动。

请参阅图1、图3与图6，在一个实施例中，当加热部件51包括加热线圈511时，加热线圈511既可以是以环绕空间区域11的周向方式设置，此时加热线圈511构成一个完整的环，驱动机构52驱动加热线圈511绕空间区域11转动，能使得气流自发地由高温到低温流动；加热线圈511也可以是布置于空间区域11周向外围的局部部位，此时加热线圈511分成多段布置，一方面，驱动机构52驱动加热线圈511绕空间区域11转动到任意一个部位（温度相对较低的部位），通过该加热线圈511对该局部部位进行控温，使得与其它部位温度一致，即起到局部控温加热功能，节省能源，另一方面，驱动机构52驱动加热线圈511绕空间区域11保持于低速转动，同样能起到改善空间区域11的温度均一性的作用。

请参阅图1、图4、图7与图8，在另一个实施例中，当加热部件51包括加热片512时，加热片512既可以是包括环绕空间区域11的周向依次设置的多个加热片512（如图4或图7所示），驱动机构52驱动加热部件51绕空间区域11转动，能使得气流自发地由高温到低温流动；加热部件51也可以是包括布置于空间区域11周向外围的局部部位的至少一个加热片512（如图8所示），一方面，驱动机构52驱动加热片512绕空间区域11转动任意一个部位（温度相对较低的部位），通过该加热线圈511对该部位进行控温，使得与其它部位温度一致，即起到局部控温加热功能，节省能源，另一方面，驱动机构52驱动加热片512绕空间区域11保持于低速转动，同样能起到改善空间区域11的温度均一性的作用。

在其它的一些实施例中，加热部件51不限于上述实施例中的加热线圈511与加热片512，还可以是例如环绕空间区域11依次设置的多个加热板或多个加热棒513（如图5所示）；或者是包括布置于空间区域11周向外围的局部部位的至少一个加热板或加热棒513。

请参阅图1与图2，以及图3至图8任意一幅，在一个实施例中，第二加热器50还包括转动地设于反应腔室10内部的载体53。加热部件51与载体53相连，驱动机构52位于反应腔室10的外部，驱动机构52的驱动部贯穿反应腔室10与载体53相连。如此，一方面，驱动机构52的驱动部驱动载体53转动，载体53相应带动加热部件51转动；另一方面，将驱动机构52布置于反应腔室10的外部，从而不占用反应腔室10的内部空间，对反应腔室10内部的各种器件不构成影响，以及对反应腔室10内部的等离子气体不构成影响。

当然，作为一些可选的方案，也可以将驱动机构52直接布置于反应腔室10的内部。

需要说明的是，驱动机构52的具体结构形式设计较为灵活，只要能实现驱动载体53绕其中心周向转动即可。

请参阅图1与图9，图9示出了本公开一实施例的驱动机构52装设于反应腔室10上的结构示意图。在一个实施例中，驱动机构52包括位于反应腔室10外部的第一电机521、以及与第一电机521的转轴相连的第一传动组件522。可选地，第一传动组件522贯穿反应腔室10伸入到反应腔室10内部，第一传动组件522包括驱动齿轮5221，载体53包括圆柱套，圆柱套的外壁上绕设有齿条531，驱动齿轮5221与齿条531相互啮合。如此，第一电机521工作时，第一电机521的转轴带动第一传动组件522转动，第一传动组件522带动驱动齿轮5221转动，驱动齿轮5221相应带动齿条531转动，齿条531带动载体53转动。

请参阅图1、图4与图9，在一个实施例中，第一传动组件522还包括连接轴5222、与连接轴5222同轴相连的第一锥形齿5223、以及与第一锥形齿5223相互啮合的第二锥形齿5224。驱动齿轮5221与第二锥形齿5224同轴相连。连接轴5222一端与第一电机521的转轴相连，连接轴5222还贯穿反应腔室10伸入到反应腔室10内部。第一锥形齿5223、第二锥形齿5224与驱动齿轮5221位于反应腔室10内部。

可选地，反应腔室10设为圆柱形状，圆柱套与反应腔室10的内壁相互贴合，并相互转动配合。如此，结构设计紧凑，布置合理。

具体而言，反应腔室10对应于连接轴5222的部位设有朝向反应腔室10的外部凹设的凹部12，第一锥形齿5223、第二锥形齿5224与驱动齿轮5221三者设置于凹部12。如此，第一锥形齿5223、第二锥形齿5224与驱动齿轮5221三者的运转不会对圆柱套的转动构成干涉。

可选地，条形齿包括但不限于设为形成于圆柱套外壁上的内条形齿或外条形齿，优先采用内条形齿，这样圆柱套相对于反应腔室10的转动不会被条形齿干涉。

需要说明的是，内条形齿也即条形齿的齿尖低于圆柱套的外壁壁面或齐平设置，具体例如通过在圆柱套外壁壁面上采用铣削方式得到，或者采用一体注塑加工成型。反之，外条形齿也即条形齿的齿体凸出于圆柱套的外壁壁面。

请参阅图1、图4与图9，可选地，反应腔室10的内壁上设有支撑凸缘13与限位凸缘14。支撑凸缘13承托圆柱套的底部，使得圆柱套在支撑凸缘13上自由转动。限位凸缘14与圆柱套的顶部相互抵接，对圆柱套沿轴向方向起到限位作用，能使得圆柱套的条形齿与驱动齿轮5221保持于稳定地啮合状态。

可选地，支撑凸缘13和/或限位凸缘14上例如设置有滑轨，圆柱套上设置与滑轨配合的滑块。通过滑轨与滑块的配合使得圆柱套的转动效果更加顺畅。

可选地，当圆柱套设为多个并上下依次间隔设置时，支撑凸缘13与限位凸缘14均例如设置为多个，并均与多个圆柱套相互对应，从而能实现对多个圆柱套的支撑，实现多个圆柱套在反应腔室10的内壁的自由转动。

作为一个可选的方案，第二加热器50包括加热部件51。加热部件51包括环绕空间区域11依次设置的多个加热单体，加热单体的工作功率能够独立调节，加热单体与控制器电性连接。加热单体包括但不限于为加热片512、加热板或加热棒513。如此，多个加热单体能根据实际需求，分别独立地给空间区域11周向外围的多个预设部位进行加热，使得衬底70周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域11的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

可选地，多个加热单体与至少两个预设部位一一对应设置。各自具体数量包括但不限于为两个、三个、四个、五个、六个或其它数量。其中，当加热单体与预设部位的数量越多时，能实现更加灵活的调节控温方式，使得满足于衬底70不同位置的气流温控，从而控制膜厚的均一性。

在一个实施例中，多个加热单体等间隔布置。当然，作为一些可选的方案，多个加热单体也可以是不等间隔地布置，具体根据实际需求灵活调节与设置。

请参阅图1与图2，需要说明的是，温度感应组件60的具体结构形式较多，既可以是例如采用至少两个温度感应器61（又叫温度探头），并分别对应设置于至少两个预设部位，对至少两个预设部位分别进行感应获取温度，又可以是例如设置为红外测温器件，通过红外测温器件能快速地感应获取空间区域11的各个部位的温度，还可以是其它无线测温器件或者有线测温器件，具体可以根据实际需求灵活调节与设置。

在一个实施例中，至少两个温度感应器61等间隔布置。当然，作为一些可选的方案，多个温度感应器61也可以是不等间隔地布置，具体根据实际需求灵活调节与设置。

在一个实施例中，第二加热器50还用于使空间区域11的温度从上至下呈增大趋势。如此，第二加热器50使得该空间区域11的温度从上至下呈增大趋势，具体为靠近于喷淋头40的空间区域11的温度为低温，也即匹配于喷淋头40的温度，靠近于第一加热器30的空间区域11的温度为高温，也即匹配于第一加热器30的温度。经研究发现，通过该种梯度控温方式，能改变气体的输运过程，使得气体流速均衡，能够提高衬底70上沉积薄膜的均匀性。

具体而言，在工作时，由于喷淋头40的温度通常在100℃，第一加热器30的温度通常在300℃~500℃，第二加热器50的温度例如控制在100℃~300℃。此外，第二加热器50使得空间区域11的温度从上至下，由100℃增加到300℃。

请参阅图3至图8任意一幅，在一个实施例中，第二加热器50包括从上至下依次间隔设置至少两个加热部件51。至少两个加热部件51的工作功率从上至下依次增大，和/或，加热部件51与控制器电性连接，加热部件51的工作功率可独立调节，以使得空间区域11的温度从上至下呈增大趋势。

请参阅图3至图8任意一幅，在一个实施例中，加热部件51为至少三个，并等间隔布置。当然，加热部件51还可以例如设为一个或两个。此外，加热部件51为至少三个时，也可以是根据实际需求设置为不等间隔布置方式。

请参阅图3，在一个实施例中，对于每个加热部件51而言，尤其是当加热部件51设为加热线圈511时，加热部件51的底面与顶面的间距包括但不限于为1cm-2cm。如此，能实现对空间区域11有较好的控温效果。

在一个实施例中，加热部件51的材料选自于铝、铁、三氧化二铝、氮化铝中的一种或多种。

请参阅图1、图4至图6，在一个实施例中，第二加热器50还包括与控制器电性连接的驱动机构52。驱动机构52为一个，驱动机构52分别与至少两个加热部件51相连。具体而言，至少两个加热部件51均例如设置于同一个载体53上，驱动机构52与载体53相连，驱动载体53转动，载体53能相应带动至少两个加热部件51同步转动。如此，可以调节外围的局部位置的温度场，旨在通过改变加热温度的范围及其位置，控制喷淋头40外围气体的流速。使得衬底70上方温度场和气流场恒定且均匀，有效改善因为喷淋头40气孔位置差异导致的射流现象。同时，梯度加热及旋转功能能有效避免单一位置的局限性，保证气流的稳定性。

请参阅图1、图7与图8，当然，在另一个实施例中，驱动机构52为至少两个，至少两个驱动机构52与至少两个加热部件51一一对应相连。具体而言，第二加热器50还包括与至少两个加热部件51一一对应设置的至少两个载体53。至少两个驱动机构52与至少两个载体53一一对应相连。如此，驱动机构52通过驱动相对应的载体53转动，带动相应的加热部件51转动。此外，各个加热部件51的运转相互独立，在控制器的控制下，实现独立地控温，控温灵活性增强。

在一个实施例中，上下相邻两个加热部件51能在驱动机构52的驱动下同向转动或者反向转动。如此，可以根据实际需求，通过驱动机构52驱动上下相邻两个加热部件51同向转动，或者反向转动，以形成不同的温度场，同向旋转时，两个加热部件51转动一致，引导气流螺旋向下，适用于温度差异较小的情况，反向旋转时，两个加热部件51转动方向相反，气流之间存在相对运动，适用于温度差异较大的情况，由此对空间区域11周向外围的各个预设部位温度进行调节，使得温度均匀一致。

具体而言，上下相邻两个加热部件51既可以是各自采用一个驱动机构52进行驱动，实现同向转动或者反向转动，也可以是采用共用一个驱动机构52来实现，以简化结构。具体请参阅图10，图10示出了本公开另一实施例的驱动机构52装设于反应腔室10上的结构示意图，图10相比于图9而言，区别在于，图10所示结构中，一个第一电机521、一个连接轴5222、一个第一锥形齿5223作为动力输入，对应设置第二锥形齿5224和第三锥形齿5225，第二锥形齿5224设置于第一传动轴5226上，第三锥形齿5225设置于第二传动轴5227上，第二锥形齿5224和第三锥形齿5225分别布置于第一锥形齿5223的上下两侧，第二锥形齿5224和第三锥形齿5225分别各自连接有一个驱动齿轮5221，两个驱动齿轮5221分别与上下相邻两个加热部件51的齿条531相互对应啮合。如此，当第一电机521工作时，通过第一连接轴5222带动第一锥形齿5223动作，第一锥形齿5223与第二锥形齿5224和第三锥形齿5225分别啮合时，能同步带动第二锥形齿5224和第三锥形齿5225转动，并相应带动驱动齿轮5221转动，两个驱动齿轮5221的转动方向相反，从而能实现两个载体53同步且反方向转动，也即实现上下相邻两个加热部件51同步且反方向转动。

请再参阅图10与图11，图11示出了本公开另一实施例的驱动机构52装设于反应腔室10上的另一个工作状态结构示意图，在一个实施例中，靠近于第二传动轴5227的第一传动轴5226的端部上设有伸缩机构52261，所述伸缩机构52261的伸缩端设有第一对接部52262。靠近于第一传动轴5226的第二传动轴5227的端部上设有与第一对接部52262位置相对应的第二对接部52271，第二传动轴5227的另一端通过弹性件5228与反应腔室10相连。伸缩机构52261设有推出状态与收回状态。其中，当伸缩机构52261处于推出状态时（如图11所示），第一对接部52262朝靠近于第二对接部52271的方向运动并与第二对接部52271相互结合，以及同步带动第二传动轴5227压缩弹性件5228，使得第三锥形齿5225与第一锥形齿5223相互分离，第一对接部52262与第二对接部52271相互结合时使得第一传动轴5226与第二传动轴5227两者同轴转动，这样第一电机521工作时，第一锥形齿5223带动第二锥形齿5224转动，第二锥形齿5224带动第一传动轴5226与第二传动轴5227两者按照相同方向转动，从而实现上下相邻两个加热部件51同步且按照相同方向转动。当伸缩机构52261处于收回状态时（如图10所示），也即第一对接部52262朝远离于第二对接部52271的方向运动，使得与第二对接部52271相互脱离，第二传动轴5227在弹性件5228的复位力作用下复位，第二锥形齿5224、第三锥形齿5225分别与第一锥形齿5223相互啮合，从而在第一电机521的驱动下，能实现上下相邻两个加热部件51同步且按照相反方向转动。

可选地，弹性件5228包括但不限于为弹簧、弹性柱、弹性块等等。为了提高稳定性，远离于第一传动轴5226的第二传动轴5227的端部上设有安装孔52272，弹性件5228的一端伸入到安装孔52272中，弹性件5228的另一端与反应腔室10的内壁相连。

可选地，伸缩机构52261包括但不限于为电机丝杆、气缸、凸轮机构等等动力结构，只要能实现第一对接部52262朝向第二对接部52271运动与第二对接部52271进行结合，以及远离于第二对接部52271运动与第二对接部52271进行脱离即可。

在一个实施例中，第一对接部52262包括但不限于为花键轴、十字轴、D形轴、方形轴、椭圆形轴等等，第二对接部52271相应例如为设置于第二传动轴5227端部上的盲孔，盲孔的形状与第一对接部52262的外形适应，第一对接部52262插入到第二对接部52271中后与第二对接部52271相互组合在一起，实现同步转动，以及还带动第二传动轴5227朝远离于第一传动轴5226的方向运动使第三锥形齿5225与第一锥形齿5223分离，使得第二传动轴5227的转动不受到第一锥形齿5223的干涉影响。

可选地，为了使得第一对接部52262在伸缩机构52261的驱动下能便于与第二对接部52271相互插接组合在一起，盲孔的孔缘上例如设置有导向面，导向面为斜面和/或弧形面，第一对接部52262插入盲孔过程中，在导向面的导向作用下顺利地进入到盲孔内实现组装在一起，能避免出现卡顿现象。

作为一些可选的方案，第一对接部52262例如设置有插销，插销与第二传动轴5227偏心设置，第二对接部52271设置为绕第二传动轴5227端面上间隔布置的多个盲孔，盲孔的孔缘设置有导向面。伸缩机构52261伸缩运动时，能带动插销插入到其中一个盲孔中。盲孔的孔径大于插销的直径，能便于插销插入。如此，第一对接部52262与第二对接部52271组装过程中，能有利于减小出现卡顿现象，实现快速组装。

作为一些可选的方案，也可以将第一对接部52262设置为盲孔，并将第二对接部52271设置为包括但不限于为花键轴、十字轴、D形轴、方形轴、椭圆形轴等等。

请参阅图12，图12示出了本公开另一实施例的衬底处理装置的结构示意图，图12相比于图1、图9与图10而言，区别在于，驱动机构的布置位置、设置方式以及具体结构组成不同，图12所示实施例的驱动机构是从反应腔室10的底壁贯穿伸入到反应腔室10的内部并实现驱动加热部件51转动。具体而言，驱动机构包括第二电机以及第二传动组件523。第二电机通过第二传动组件523与加热部件51相连。具体而言，第二电机例如位于反应腔室10的外部，第二传动组件523从反应腔室10的底壁贯穿伸入到反应腔室10的内部并实现驱动加热部件51转动。

在一个实施例中，第二传动组件523包括与第二电机传动连接的套筒5231以及与套筒5231相连的至少一个驱动杆5232。套筒5231可转动地贯穿反应腔室10的底壁伸入到反应腔室10内部，并套设于支撑件20的支撑杆的外部，驱动杆5232与加热部件51相连，用于带动加热部件51转动。可选地，为了保证反应腔室10的密封性，套筒5231与支撑杆之间设置有第一密封圈5233。

具体而言，第二传动组件523为至少两个，从而实现驱动至少两个加热部件51转动。相应地，至少两个套筒5231依次通过轴承嵌套设置，各自灵活地转动。在相邻套筒5231之间设置有第二密封圈5234，以保证反应腔室10的密封性。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，一种衬底处理方法，衬底处理方法包括如下步骤：

步骤S100、感应绕喷淋头40至支撑件20之间的空间区域11周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度；

步骤S200、根据至少两个预设部位的温度，控制第二加热器50对空间区域11进行加热工作，使得空间区域11周向外围的各个预设部位的温度均匀一致。

上述的衬底处理方法，能够实现衬底70周向方向上不同部位的气流温控，能减小喷淋头40的不同位置气孔的温度差异对气体流速造成的不利影响，使得衬底70周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域11的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

在一个实施例中，步骤200包括：当根据至少两个预设部位的温度判断空间区域11的各个部位温度不均匀时，控制第二加热器50的加热部件51绕空间区域11转动。

如此，加热部件51在加热的同时，还能对气流进行扰动引导，让气流自发的由高温到低温流动。经研究发现，能实现空间区域11周向外围的各个部位的温度均匀一致，即起到改善空间区域11的温度均一性的作用，从而能改善薄膜的均匀性。

可选地，当控制器根据温度感应组件60感应的温度判断空间区域11周向外围的各个部位温度均匀一致时，例如控制驱动机构52停止工作，以及控制加热部件51停止工作，当然也可以例如控制加热部件51工作，以及控制驱动机构52匀速转动。

具体而言，驱动机构52驱动加热部件51转动时的速度例如为低速转动，速度大小包括但不限于为小于10m/S，具体例如为1m/S、2m/S、4m/S、6m/S、7m/S、10m/S等等。

在一个实施例中，步骤200包括：控制第二加热器50对空间区域11的加热温度按照上至下的方向呈增大趋势。

如此，第二加热器50使得该空间区域11的温度从上至下呈增大趋势，具体为靠近于喷淋头40的空间区域11的温度为低温，也即匹配于喷淋头40的温度，靠近于第一加热器30的空间区域11的温度为高温，也即匹配于第一加热器30的温度。经研究发现，通过该种梯度控温方式，能改变气体的输运过程，使得气体流速均衡，能够提高衬底70上沉积薄膜的均匀性。

在一个具体实施例中，步骤200包括：当根据至少两个预设部位的温度判断空间区域11的各个部位温度不均匀时，控制第二加热器50的加热部件51绕空间区域11转动；此外，还控制第二加热器50对空间区域11的加热温度按照上至下的方向呈增大趋势。如此，经研究发现，可以调节空间区域11周向外围的局部位置的温度场，旨在通过改变加热温度的范围及其位置，控制喷淋头40外围气体的流速，使得衬底70上方温度场和气流场恒定且均匀，有效改善因为喷淋头40气孔位置差异导致的射流现象。同时，梯度加热及旋转功能能有效避免单一位置的局限性，保证气流的稳定性。

请参阅图1、图4至图5、图7至图8在一个实施例中，加热部件51包括环绕空间区域11依次设置的多个加热单体。加热单体的工作功率能够独立调节，加热单体与预设部位对应设置。

在另一个实施例中，步骤200包括：当预设部位的温度大于预设值时，控制与预设部位对应的加热单体降低工作功率；和/或，当预设部位的温度低于预设值时，控制与预设部位对应的加热单体增加工作功率。如此，多个加热单体能根据实际需求，分别独立地给空间区域11周向外围的多个预设部位进行加热，使得衬底70周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域11的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

在一个实施例中，提供了一种衬底处理控制装置，包括：温度感应模块和加热模块，其中：

温度感应模块，用于感应绕喷淋头40至支撑件20之间的空间区域11周向外围依次间隔设置的至少两个预设部位的温度；

加热模块，用于根据至少两个预设部位的温度，控制第二加热器50对空间区域11进行加热工作，使得空间区域11周向外围的各个预设部位的温度均匀一致。

上述的衬底处理控制装置，能够实现衬底70周向方向上不同部位的气流温控，能减小喷淋头40不同位置气孔的温度差异对气体流速造成的不利影响，使得衬底70周向方向上的不同部位的气流温度均匀一致，进而空间区域11的周向外围的各个部位气体流速均匀一致，从而能改善薄膜的均匀性。

关于衬底处理控制装置的具体限定可以参见上文中对于衬底处理方法的限定，在此不再赘述。上述衬底处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (15)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，所述衬底处理装置包括：

反应腔室；

支撑件，设于所述反应腔室内部，所述支撑件用于支撑衬底；

第一加热器，所述第一加热器用于给所述支撑件进行加热；

喷淋头，设于所述反应腔室内部并位于所述支撑件的上方；

第二加热器，包括加热部件与驱动机构，所述加热部件位于所述反应腔室内部，用于给所述喷淋头至所述支撑件之间的空间区域进行加热，所述驱动机构用于驱动所述加热部件绕所述空间区域转动；

温度感应组件，用于感应所述空间区域中不同部位的温度；

控制器，分别与所述温度感应组件、所述第二加热器电性连接，所述控制器用于根据所述温度感应组件感应的温度控制所述第二加热器工作。

2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述加热部件包括加热线圈；所述加热线圈环绕所述空间区域的周向设置。

3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述加热部件包括环绕空间区域设置的加热单体。

4.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，所述加热单体设置有多个，多个所述加热单体等间隔布置，多个所述加热单体的工作功率能够独立调节。

5.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述驱动机构、所述加热部件均和所述控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第二加热器还包括转动地设于所述反应腔室内部的载体；所述加热部件设置于所述载体上。

7.根据权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述反应腔室的内壁上设有支撑凸缘与限位凸缘；所述支撑凸缘承托所述载体的底部，所述限位凸缘与所述载体的顶部相互抵接；和/或，所述支撑凸缘和所述限位凸缘上设置有滑轨，所述载体上设置与滑轨配合的滑块。

8.根据权利要求7所述的衬底处理装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一电机、以及与所述第一电机的转轴相连的第一传动组件；所述第一传动组件包括驱动齿轮，所述载体包括圆柱套，所述圆柱套的外壁上设置有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条相互啮合。

9.根据权利要求1-8任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第二加热器包括从上至下依次设置的至少两个加热部件。

10.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，所述至少两个加热部件的工作功率从上至下依次增大，和/或，所述加热部件与所述控制器电性连接，所述加热部件的工作功率可独立调节，以使所述空间区域的温度从上至下呈增大趋势。

11.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，上下相邻两个所述加热部件在所述驱动机构的驱动下同向转动或者反向转动。

12.根据权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，所述驱动机构为一个，所述驱动机构同时驱动多个所述加热部件；或者，所述驱动机构为至少两个，所述驱动机构与所述加热部件一一对应相连。

13.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述温度感应组件包括至少两个温度感应器，至少两个所述温度感应器间隔设置在不同的位置。

14.一种衬底处理方法，采用如权利要求1-13任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述衬底处理方法包括如下步骤：

感应绕喷淋头至支撑件之间的空间区域的预设部位的温度；

根据所述预设部位的温度，控制第二加热器对所述空间区域进行加热工作，使得所述空间区域的各个预设部位的温度均匀一致。

15.根据权利要求14所述的衬底处理方法，其特征在于，所述步骤还包括：

当根据至少两个所述预设部位的温度判断所述空间区域的各个部位温度不均匀时，控制所述第二加热器的加热部件绕所述空间区域转动；和/或，控制所述第二加热器对所述空间区域的加热温度按照上至下的方向呈增大趋势。

Images