新型温控系统在低温薄膜制备中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新型温控系统在低温薄膜制备中的应用，确切地说是一种将温控加热 盘应用在低温薄膜制备工艺中且实现了产品的连续性生产，属于半导体薄膜制备及应用技 术领域。
【背景技术】
[0002] 随着半导体行业的快速发展，薄膜制备设备在半导体行业中的比重越来越大，对 薄膜沉积的温度要求越来越低。其中，PECVD设备在薄膜制备中占有很大的比重，而低温工 艺的应用在PECVD设备中同样占有很大的比重，因此保证低温工艺的产能是一个非常重要 的事情。目前，在PECVD低温工艺中，随着薄膜沉积时间的增加，电加热加热盘的温度会高 于初始设置温度，沉积后需要给予加热盘降温的时间，该现象严重影响了设备的产能。因此 需要一种新的加热方式，使得工艺中加热盘的温度保持不变，提高薄膜制备的效率。
【发明内容】
[0003] 本发明以解决上述问题为目的，主要解决现有技术薄膜沉积时不能连续生产且低 温工艺产能低的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：新型温控系统在低温薄膜制备工艺 中的应用，所述温控系统是采用温控加热盘的方式，即：油温加热的方式代替电加热，以达 到控制加热盘温度的目的。在射频输入功率开启前，通过降低油的温度抵消等离子体对加 热盘带来的加热效果，进而使得加热盘温度保持在设定值不变。在沉积过程结束时需要将 油的温度升至起始温度，避免加热盘在腔体的清洗过程中出现降温。加热盘的温度保持不 变，即可以实现产品的连续性生产，很大幅度的提高设备的产能。
[0005] 所述的温控加热盘的方式是通过介质油对加热盘进行温度的控制，以达到在工艺 前后加热盘的温度保持在设定温度范围。
[0006] 所述的温控系统适用于半导体薄膜沉积设备的低温工艺中，工艺温度小于350°C。
[0007] 本发明的有益效果及特点：采用温控加热盘进行薄膜沉积时，不需要额外的降温 时间，产品可连续性生产，提高了设备的产能。具有构思独特、简单易行，适用于半导体薄膜 沉积设备的低温工艺中，具有良好的推广前景。
【附图说明】
[0008] 图1是电加热和温控加热盘在工艺中的温度曲线。
【具体实施方式】[0009] 实施例
[0010] 以PECVD(等离子体增强化学气相沉积）设备为例，对温控加热系统进行详细的介 绍，根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
[0011] 140°C PECVD低温TE0S工艺的实验参数如下：
[0012]
[0013] 薄膜沉积包括下述步骤：
[0014] 1. He和02两种气体通入反应腔；
[0015] 2.单频700W起辉，对基底表面进行预处理；
[0016] 3.处理结束后，关闭射频输入功率，TE0S反应气体通入反应腔；
[0017] 4.高频1700W起辉，沉积薄膜180s ;
[0018] 5?关闭射频输入功率，对腔体进行抽至本底压力。
[0019] 在电加热的加热盘上做薄膜沉积时，沉积结束后加热盘的温度会由初始的140 °C 升高至150°C左右，降温至初始的140°C需要大约20分钟，很大程度上降低了设备的产能。
[0020] 采用温控加热盘进行薄膜沉积时，加热盘起始温度仍然为140°C，此时介质油的温 度同样为140°C。在薄膜沉积的第二步（单频700W起辉对基底预处理）时，自动控制系统将 油温降温至90°C，起辉后，腔体内的热量使得加热盘温度维持在140±2°C。沉积结束后，即 关闭射频输入功率时需要将油温调回至140°C，使得加热盘的温度仍然维持在140±2°C。 因此采用油控温加热盘不需要额外20分钟的降温时间，提高了设备的产能。
[0021] 如图1所示，电加热和温控加热盘在工艺中的温度曲线，电加热加热盘在工艺后， 温度会升高l〇°C，而温控加热盘在工艺后温度能稳定在140±2°C。两种加热系统对应的薄 膜性能对比：
[0022] 通过表格可以看出，两种加热系统对薄膜的性能没有影响。
[0023]
【主权项】
1. 一种新型温控系统在低温薄膜制备中的应用，其特征在于：该温控系统是通过介质 油对加热盘进行温度控制来实现的，其油控温的加热模式，使得加热盘在工艺过程中的温 度保持在设定温度范围。2. 如权利要求1所述的新型温控系统在低温薄膜制备中的应用，其特征在于：当沉积 温度低于350°C时，工艺过程中温度可以稳定在设定温度±2°C。3. 如权利要求1所述的新型温控系统在低温薄膜制备中的应用，其特征在于：该温控 系统适用薄膜沉积设备的低温工艺中，工艺温度小于350°C。
【专利摘要】新型温控系统在低温薄膜制备中的应用，主要解决现有技术进行薄膜沉积时不能连续生产且低温工艺产能低的问题。所述温控系统是采用温控加热盘的方式，是通过介质油对加热盘进行温度的控制来实现，以达到在工艺前后加热盘的温度保持在设定温度范围。在射频输入功率开启前，通过降低油的温度抵消等离子体对加热盘带来的加热效果，进而使得加热盘温度保持在设定值不变。在沉积过程结束时需要将油的温度升至起始温度，避免加热盘在腔体的清洗过程中出现降温。加热盘的温度保持不变，即可以实现产品的连续性生产，大幅度的提高设备的产能。主要适用于半导体薄膜沉积设备的低温工艺中。
【IPC分类】C23C16/46
【公开号】CN105132891
【申请号】CN201510527929
【发明人】吴围, 于棚, 郑英杰, 李丹
【申请人】沈阳拓荆科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日