[發明專利]溫度調節方法、溫度調節裝置和半導體工藝設備

有效

• 申請號: 202111306106.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114020069B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 許利利;宋鵬飛
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: G05D23/22
• 分類號: G05D23/22
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本發明提供一種去氣腔室的溫度調節方法，包括：讀取目標工藝溫度曲線；獲取上溫度檢測件和下溫度檢測件檢測的上加熱組件和下加熱組件的加熱區域的溫度檢測值，并基于預存的溫度校準公式根據溫度檢測值計算晶圓承載裝置中晶圓的工藝溫度；根據工藝溫度與目標工藝溫度曲線對應的當前目標溫度之間的差值調節上加熱組件和下加熱組件的加熱功率，以使實際工藝溫度曲線接近目標工藝溫度曲線。在本發明中，溫度控制器能夠在去氣工藝中同時根據上溫度檢測件和下溫度檢測件的反饋信息進行反饋調節，提高了確定晶圓工藝溫度的精確性，進而提高了對承載裝置中晶圓進行加熱的溫度控制精度。在本發明還提供一種溫度調節裝置和半導體工藝設備。

技術領域

本發明涉及半導體工藝領域，具體地，涉及一種去氣腔室的溫度調節方法、一種溫度調節裝置和一種半導體工藝設備。

背景技術

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)是指在真空條件下，用物理方法將材料汽化為原子、分子或電離為離子，并通過氣相過程在襯底上沉積一層特殊性能薄膜的技術，常用于半導體工藝中的晶圓鍍膜沉積工藝(Dep工藝)。為提高成膜質量，在進行Dep工藝步驟前，一般需要先對晶圓進行去氣(Degas)和預清潔(PreClean)工藝處理。其中，去氣工藝的原理是通過高溫加熱的方式使晶圓上的不穩定核素釋放(熱脫附)，使其離子化后排出，去除濕法清洗和周圍環境引入的水蒸氣或其他可揮發性氣體，從而保證晶圓表面干凈環境和后續工藝穩定。若無Degas工藝，首先可能會影響預清潔工藝的效果：預清潔工藝過程中會產生100℃-150℃的溫度，造成聚酰亞胺(PI)材料中的不穩定核素釋出并散落在預清潔腔中，減弱氬(Ar)離子的動能和預清潔腔體內的真空度，進而影響后續刻蝕(Etch)等工藝的均勻性；其次會造成物理氣相沉積金屬層的不良：物理氣相沉積過程會產生145℃-180℃的溫度，造成聚酰亞胺材料中的不穩定核素釋出并散落在預清潔腔中，減弱氬離子對靶材的轟擊效果和靶原子的動能，進而影響物理氣相沉積工藝的均勻性。因此，去氣工藝是PVD工藝中必不可少的一個步驟。

去氣腔室分為單片去氣(SWD，Single Wafer Degas，單片晶圓烘烤去氣)腔室和多片去氣(MWD，Multi Wafer Degas，多片晶圓烘烤去氣)腔室。其中，多片去氣腔室能夠對同時對多片晶圓進行去氣，從而極大地提高晶圓去氣效率。然而，多片去氣腔室的溫度控制精度低，且不同位置的晶圓的溫度之間存在差異，去氣工藝均勻性差。

因此，如何提供一種能夠保證去氣腔室的溫度控制精度以及多片晶圓之間的溫度均勻性的去氣腔室溫度調節方法，成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在提供一種去氣腔室的溫度調節方法、一種溫度調節裝置和一種半導體工藝設備，該溫度調節方法能夠提高去氣腔室的溫度控制精度以及多片晶圓之間的溫度均勻性。

為實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供一種去氣腔室的溫度調節方法，所述去氣腔室內設置有晶圓承載裝置、上加熱組件、下加熱組件、上溫度檢測件和下溫度檢測件，所述上加熱組件和所述下加熱組件用于加熱所述去氣腔室的上部和下部，所述方法包括：

讀取目標工藝溫度曲線；

獲取所述上溫度檢測件和所述下溫度檢測件檢測的所述上加熱組件和所述下加熱組件的加熱區域的溫度檢測值，并基于預存的溫度校準公式根據所述上溫度檢測件和所述下溫度檢測件的溫度檢測值計算所述晶圓承載裝置中所述晶圓的工藝溫度；

根據所述工藝溫度與所述目標工藝溫度曲線對應的當前目標溫度之間的差值調節所述上加熱組件和所述下加熱組件的加熱功率，以使工藝周期內所述工藝溫度形成的實際工藝溫度曲線接近所述目標工藝溫度曲線。

可選地，獲取所述溫度校準公式的步驟包括：

向所述晶圓承載裝置中放置熱電偶晶圓，并將所述熱電偶晶圓與熱電偶測溫儀連接；