温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法。

背景技术：

1、目前，在半导体制造过程中的晶圆烘烤制程中，需频繁使用基板烘烤单元。而加热烘烤工艺制程中，基板的温度均匀性对其工艺指标能否达到至关重要。因此可以有效调节基板温度均匀性也就同样重要。

2、目前业界常规调节基板温度的方案为：优化加热器的加热线路，并适当增加加热器的分区数量以提高热板的温度均匀性。但这种方案是有其局限性的，首先单纯优化加热器线路布局，优化加热器周边硬件结构，甚至进行一些必要的热场分析都没办法大幅度改善晶圆烘烤过程中的温度均匀性。如果想大幅度提升晶圆烘烤过程中的温度均匀性，采用的方案是增加加热器的分区数量，这样可以通过多分区温控系统分别控制不同加热器分区，但这种传统方案将大幅度增大加热器的开发周期，增加加热器研发的成本支出，且对加热器制造过程管控更为严格，进而造成加热器成品率下降，而且多分区高精度加热器的价格会更加昂贵；另一方面，通过增加分区优化加热线路这种方案，会使电源线及测温传感器出线更多，走线更为复杂，增加加热器周边结构设计难度；当增加加热器分区后，会大幅度增加温控部分的成本，同时占用较大安装硬件的空间。

3、因此，有必要提供一种温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法以解决上述的现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于一种温度补偿系统、半导体设备和温度补偿方法，以解决的现有技术中调节基板温度成本高、占用硬件安装空间大的问题。

2、为实现上述目的，包括腔体、温度反馈模块、加热盘、多分区温控模块、分布式温控模块、用于对所述加热盘进行加热的主加热模块和至少一个辅助调温模块，所述腔体与所述加热盘的底面形成安装腔，所述安装腔内设置所述主加热模块、所述辅助调温模块和所述分布式温控模块，所述分布式温控模块通信连接所述温度反馈模块和所述辅助调温模块，所述多分区温控模块通信连接所述温度反馈模块和所述主加热模块；

3、所述加热盘的底面设置至少一个控温补偿区，所述辅助调温模块与所述控温补偿区对应设置；

4、所述温度反馈模块对所述加热盘进行温度检测以得到第一温度值和第二温度值；

5、所述多分区温控模块根据所述第一温度值控制所述主加热模块对所述加热盘进行温度调节；

6、所述分布式温控模块根据所述第二温度值控制所述辅助调温模块对所述控温补偿区进行温度补偿调节。

7、本发明的温度补偿系统的有益效果在于：

8、通过在控温补偿区对应设置辅助调温模块从而对加热盘进行温度补偿调节，避免了复杂的出线设计，占用体积空间较小，解决的现有技术中调节基板温度成本高、占用硬件安装空间大的问题。通过温度反馈模块检测加热盘以得到第一温度值和第二温度值，所述多分区温控模块根据所述第一温度值控制所述主加热模块对所述加热盘进行温度调节，所述分布式温控模块根据第二温度值来控制所述辅助调温模块对所述控温补偿区进行温度补偿调节；通过温度调节和温度补偿调节使得加热盘的温度更加均匀，在尽可能小的制造和维护成本下有效控制半导体基板的温度均匀性，温度控制精度高。

9、所述温度反馈模块在所述主加热模块的加热功率稳定后，对所述加热盘进行第一轮温度检测以得到所述第一温度值，并将所述第一温度值反馈至所述多分区温控模块；

10、所述温度反馈模块在所述温度调节完毕后对所述加热盘进行第二轮温度检测以得到所述第二温度值，并将所述第二温度值反馈至所述分布式温控模块。

11、可选地，还包括设置于所述主加热模块和所述分布式温控模块之间的隔板，所述辅助调温模块设置于所述隔板。

12、可选地，所述隔板上设置有允许引线通过的引线孔。

13、可选地，所述辅助调温模块包括温度补偿单元，所述温度补偿单元通信连接所述分布式温控模块，所述温度补偿单元与对应的所述控温补偿区之间的距离大于或等于0。

14、可选地，所述辅助调温模块还包括固定组件，所述固定组件用于将所述温度补偿单元固定于对应的所述控温补偿区。

15、可选地，所述辅助调温模块还包括设置于所述隔板上的支撑件、设置于所述支撑件内部的弹性件和设置于所述弹性件顶端的安装部，所述温度补偿单元设置于安装部朝向所述加热盘的一面；

16、所述弹性件在所述支撑件的作用下对所述温度补偿单元施加朝向对应所述控温补偿区方向的作用力来调节所述温度补偿单元与对应的所述控温补偿区之间的距离。

17、可选地，所述支撑件内设置有允许引线通过的引线孔。

18、可选地，所述温度补偿单元包括升温单元和降温单元，所述升温单元与所述降温单元间隔设置。

19、可选地，当所述第二温度值小于预设的第二目标温度，所述分布式温控模块控制所述升温单元对所述第二温度值对应的所述控温补偿区进行温度补偿调节。

20、可选地，当所述第二温度值大于预设的第二目标温度，所述分布式温控模块控制所述降温单元对所述第二温度值对应的所述控温补偿区进行温度补偿调。

21、可选地，所述温度补偿系统还包括设置于所述安装腔内的温控封板，所述温控封板位于所述加热盘的底端，所述温控封板与所述加热盘和所述安装腔内侧壁之间形成保温空间，所述分布式温控模块和所述辅助调温模块均设置于所述保温空间。

22、可选地，所述加热盘的顶面包括基板接触区域，所述加热盘的底面包括与所述基板接触区域相对应的底面控制区域，所述控温补偿区为所述底面控制区域内的任一区域。

23、本发明还提供一种半导体设备，包括所述温度补偿系统。

24、本发明还提供一种温度补偿方法，包括以下步骤：

25、s0：提供加热盘、主加热模块和辅助调温模块，所述加热盘的底面设置至少一个控温补偿区，所述辅助调温模块与所述控温补偿区对应设置；

26、s1：对所述加热盘进行温度检测以得到第一温度值和第二温度值；

27、s2：根据所述第一温度值控制所述主加热模块对所述加热盘进行温度调节；

28、s3：根据所述第二温度值控制所述辅助调温模块对所述控温补偿区进行温度补偿调节。

技术特征：

1.一种温度补偿系统，其特征在于，包括腔体、温度反馈模块、加热盘、多分区温控模块、分布式温控模块、用于对所述加热盘进行加热的主加热模块和至少一个辅助调温模块，所述腔体与所述加热盘的底面形成安装腔，所述安装腔内设置所述主加热模块、所述辅助调温模块和所述分布式温控模块，所述分布式温控模块通信连接所述温度反馈模块和所述辅助调温模块，所述多分区温控模块通信连接所述温度反馈模块和所述主加热模块；

2.如权利要求1任一项所述的温度补偿系统，其特征在于，所述温度反馈模块在所述主加热模块的加热功率稳定后，对所述加热盘进行第一轮温度检测以得到所述第一温度值，并将所述第一温度值反馈至所述多分区温控模块；

3.如权利要求1所述的温度补偿系统，其特征在于，还包括设置于所述主加热模块和所述分布式温控模块之间的隔板，所述辅助调温模块设置于所述隔板。

4.如权利要求3所述的温度补偿系统，其特征在于，所述隔板上设置有允许引线通过的引线孔。

5.如权利要求3所述的温度补偿系统，其特征在于，所述辅助调温模块包括温度补偿单元，所述温度补偿单元通信连接所述分布式温控模块，所述温度补偿单元与对应的所述控温补偿区之间的距离大于或等于0。

6.如权利要求5所述的温度补偿系统，其特征在于，所述辅助调温模块还包括固定组件，所述固定组件用于将所述温度补偿单元固定于对应的所述控温补偿区。

7.如权利要求5所述的温度补偿系统，其特征在于，所述辅助调温模块还包括设置于所述隔板上的支撑件、设置于所述支撑件内部的弹性件和设置于所述弹性件顶端的安装部，所述温度补偿单元设置于安装部朝向所述加热盘的一面；

8.如权利要求7所述的温度补偿系统，其特征在于，所述支撑件内设置有允许引线通过的引线孔。

9.如权利要求7所述的温度补偿系统，其特征在于，所述温度补偿单元包括升温单元和降温单元，所述升温单元与所述降温单元间隔设置。

10.如权利要求9所述的温度补偿系统，其特征在于，当所述第二温度值小于预设的第二目标温度，所述分布式温控模块控制所述升温单元对所述第二温度值对应的所述控温补偿区进行温度补偿调节。

11.如权利要求9所述的温度补偿系统，其特征在于，当所述第二温度值大于预设的第二目标温度，所述分布式温控模块控制所述降温单元对所述第二温度值对应的所述控温补偿区进行温度补偿调节。

12.如权利要求1或9所述的温度补偿系统，其特征在于，还包括设置于安装腔内的温控封板，所述温控封板位于所述加热盘的底端，所述温控封板与所述加热盘和所述安装腔内侧壁之间形成保温空间，所述分布式温控模块和所述辅助调温模块均设置于所述保温空间。

13.一种半导体设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的温度补偿系统。

14.一种温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种温度补偿系统，包括腔体、温度反馈模块、加热盘、主加热模块、多分区温控模块、分布式温控模块和至少一个辅助调温模块；加热盘的底面设置至少一个控温补偿区，辅助调温模块与控温补偿区对应设置；温度反馈模块对加热盘进行温度检测以得到第一温度值和第二温度值；多分区温控模块根据第一温度值控制主加热模块对加热盘进行温度调节，分布式温控模块根据第二温度值控制辅助调温模块对控温补偿区进行温度补偿调节。避免了复杂的出线设计，占用体积空间较小，节省了成本，温度控制精度高。本发明还提供一种半导体设备和温度补偿方法。

技术研发人员：孙元斌,陈兴隆,姜云鹤,韩禹
受保护的技术使用者：沈阳芯源微电子设备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15