腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法。所述腔盖用于封闭反应腔室，所述腔盖包括：温控板，所述温控板内包含温度传感器，所述温度传感器用于测量温控板温度；输入管道，连接所述温控板且在所述温控板中导通，用于传输换热介质，以与所述温控板进行热交换；介质控制器，连接所述输入管道，用于基于所述温控板温度调整所述输入管道内部传输的所述换热介质的状态。本发明专利技术避免了温控板和反应腔室内出现温差过大的现象，改善了晶圆刻蚀质量，提高了产品良率。提高了产品良率。提高了产品良率。

【技术实现步骤摘要】
腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种腔盖、半导体刻蚀装置及半导体刻蚀装置的温控方法。

技术介绍

[0002]目前，半导体集成电路(IC)产业已经经历了指数式增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了数代IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积上互连器件的数量)普遍增加，几何尺寸(即使用制造工艺可以产生的最小部件)不断减小。除了IC部件变得更小和更复杂之外，在其上制造IC的晶圆变得越来越大，这就对晶圆的质量要求越来越高。
[0003]动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等半导体器件的制造工艺中，刻蚀是至关重要的步骤。现有的刻蚀工艺主要包括湿法刻蚀(Wet Etching)和干法刻蚀(Dry Etching)两种方式。干式刻蚀通常指利用辉光放电(Glow Discharge)方式，产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆，来进行图案转印(Pattern Transfer)的刻蚀技术。
[0004]但是，在现有的干法刻蚀工艺中，由于不能对反应腔室内的温度进行准确控制，导致反应腔室内易出现温差过大的现象，影响刻蚀质量，严重时甚至导致晶圆的报废。
[0005]因此，如何改善干法刻蚀工艺中对反应腔室内部温度的控制，从而提高刻蚀质量，确保产品良率，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法，用于解决现有技术在进行刻蚀时刻蚀腔体内温度稳定性较差的问题，以改善晶圆的刻蚀质量，提高产品良率。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种腔盖，用于封闭反应腔室，所述腔盖包括：
[0008]温控板，所述温控板内包含温度传感器，所述温度传感器用于测量温控板温度；
[0009]输入管道，连接所述温控板且在所述温控板中导通，用于传输换热介质，以与所述温控板进行热交换；
[0010]介质控制器，连接所述输入管道，用于基于所述温控板温度调整所述输入管道内部传输的所述换热介质的状态。
[0011]优选的，所述换热介质的状态包括换热介质的类型、流速、流量、温度、物质形态中的一种或两种以上的组合。
[0012]优选的，所述温控板包括冷却板和加热板，所述温度传感器位于所述加热板内，所述输入管道连接所述温控板且在所述冷却板中导通。
[0013]优选的，所述换热介质的状态为换热介质的流量；
[0014]所述介质控制器为设置于所述输入管道中的流量控制阀。
[0015]优选的，所述流量控制阀包括阀门处理器和阀板，所述腔盖还包括：
[0016]温度控制组件，连接所述温度传感器和所述阀门处理器，用于接收所述温度传感器发送的所述温控板温度，并根据所述温控板温度生成调节信号，将所述调节信号发送至所述阀门处理器，以指示所述阀门处理器根据所述调节信号调整所述阀板的状态。
[0017]优选的，所述温度控制组件包括：
[0018]处理器，连接所述温度传感器和所述流量控制阀，用于接收所述温度传感器获取的所述温控板温度、并用于接收所述流量控制阀检测到的所述输入管道内换热介质的当前流量；
[0019]温度控制器，连接所述处理器和所述流量控制阀，用于接收所述处理器发送的所述温控板温度和当前流量，并根据目标温度、所述温控板温度和所述当前流量生成调节信号，以指示所述阀门处理器根据所述调节信号调整所述流量控制阀中的阀板的状态。
[0020]优选的，所述流量控制阀为蝴蝶阀。
[0021]优选的，所述换热介质为冷却剂；所述输入管道内传输所述冷却剂的流量范围为15L/Min～25L/Min。
[0022]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种半导体刻蚀装置，包括如上任一项所述的腔盖。
[0023]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种半导体刻蚀装置的温控方法，包括如下步骤：
[0024]获取目标温度和温控板温度，所述温控板温度由温控板内包含的温度传感器测量得到；
[0025]获取换热介质的状态，所述换热介质的状态由介质控制器检测得到；
[0026]基于所述目标温度、所述温控板温度和所述换热介质的状态，生成调节信号；
[0027]将所述调节信号发送至所述介质控制器，以指示所述介质控制器调整所述换热介质的状态。
[0028]优选的，所述换热介质的状态包括换热介质的类型、流速、流量、温度、物质形态中的一种或两种以上的组合。
[0029]优选的，所述换热介质的状态为换热介质的流量，所述介质控制器包括流量控制阀。
[0030]优选的，所述介质控制器调整所述换热介质的状态的具体步骤包括：
[0031]当所述温控板的温度高于第一预设温度时，则增大所述换热介质的流量；
[0032]当所述温控板的温度低于第一预设温度时，则减小所述换热介质的流量。
[0033]优选的，所述方法还包括：
[0034]当所述温控板的温度高于第二预设温度时，则增大所述换热介质的流量至第一预设流量；所述第二预设温度高于所述第一预设温度；
[0035]当所述温控板的温度低于第三预设温度时，则减小所述换热介质的流量至第二预设流量；所述第三预设温度低于所述第一预设温度。
[0036]本专利技术提供的腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法，通过温度传感器实时检测温控板温度，并根据温控板温度及时调整传输至温控板的换热介质的状态，使得能够及时、准确的对温控板的温度进行调整，而温控板温度的及时调整又能够间接实现对反应腔室内部温度的实时调整，提高了刻蚀过程中温控板以及反应腔室内部温度的稳定性，避免了温控
板和反应腔室内出现温差过大的现象，从而实现了对反应腔室内温度的准确控制，改善了晶圆刻蚀质量，提高了产品良率。
附图说明
[0037]附图1是本专利技术具体实施方式中腔盖的整体结构示意图；
[0038]附图2A-2C是本专利技术具体实施方式中蝴蝶阀的阀板处于不同状态时的结构示意图；
[0039]附图3是本专利技术具体实施方式中温控板温度随时间变化的曲线图；
[0040]附图4是本专利技术具体实施方式中半导体刻蚀装置的温控方法流程图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图对本专利技术提供的腔盖、半导体刻蚀装置及其温控方法的具体实施方式做详细说明。
[0042]在干法刻蚀工艺中，通过腔盖中的温控板调控反应腔室内的温度，而温控板自身则依靠加热板和冷却板来进行温度的调控，即通过加热板和冷却板两者的配合来维持温控板温度的稳定，进而确保反应腔室内温度的稳定。
[0043]但是，在当前的半导体刻蚀装置中，由于在冷却板中导通的冷却剂通常是直接来自于冷却器，冷却剂的流量在整个刻蚀工艺过程中若是保持不变的，则容易导致温控板温度过高或温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腔盖，用于封闭反应腔室，其特征在于，所述腔盖包括：温控板，所述温控板内包含温度传感器，所述温度传感器用于测量温控板温度；输入管道，连接所述温控板且在所述温控板中导通，用于传输换热介质，以与所述温控板进行热交换；介质控制器，连接所述输入管道，用于基于所述温控板温度调整所述输入管道内部传输的所述换热介质的状态。2.根据权利要求1所述的腔盖，其特征在于，所述换热介质的状态包括换热介质的类型、流速、流量、温度、物质形态中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的腔盖，其特征在于，所述温控板包括冷却板和加热板，所述温度传感器位于所述加热板内，所述输入管道连接所述温控板且在所述冷却板中导通。4.根据权利要求1所述的腔盖，其特征在于，所述换热介质的状态为换热介质的流量；所述介质控制器为设置于所述输入管道中的流量控制阀。5.根据权利要求4所述的腔盖，其特征在于，所述流量控制阀包括阀门处理器和阀板，所述腔盖还包括：温度控制组件，连接所述温度传感器和所述阀门处理器，用于接收所述温度传感器发送的所述温控板温度，并根据所述温控板温度生成调节信号，将所述调节信号发送至所述阀门处理器，以指示所述阀门处理器根据所述调节信号调整所述阀板的状态。6.根据权利要求5所述的腔盖，其特征在于，所述温度控制组件包括：处理器，连接所述温度传感器和所述流量控制阀，用于接收所述温度传感器获取的所述温控板温度、并用于接收所述流量控制阀检测到的所述输入管道内换热介质的当前流量；温度控制器，连接所述处理器和所述流量控制阀，用于接收所述处理器发送的所述温控板温度和当前流量，并根据目标温度、所述温控板温度和所述当前流量生成调节信号，以指示所述阀门处理器根据所述调节信号调整所述流量控制阀中的阀板的状态。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：