[发明专利]蚀刻腔体的温度控制方法

说明书

本申请提供一种蚀刻腔体的温度控制方法，所述方法包括：在蚀刻机台生产过程中出现宕机异常时，获得蚀刻腔体上部视窗的初始温度，开启视窗加热器以及关闭冷却装置，控制上部视窗温度自初始温度调整至预设温度并保温直至蚀刻机台恢复生产时，关闭视窗加热器及开启冷却装置，使上部视窗以预设升温速率升温至蚀刻工艺生产温度。本申请经改善的流程设计，可以大大减小上部视窗在自宕机到恢复蚀刻工艺(补蚀刻)过程中的温差，由此可以极大避免上部视窗上的镀膜因较大的温差产生掉落而给后续制程带来大量颗粒污染的问题，有助于提高生产良率。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种蚀刻腔体的温度控制方法。

背景技术

在蚀刻工艺生产中，晶圆进入反应腔体前，腔体会加载无晶圆自动清洁菜单(WACRecipe)。该菜单完成后，腔体内壁会清除旧镀膜(Coating SiClxOy)并重新镀膜，以此确保反应腔体不会沉积污染物。此镀膜为一次性使用，稳定性不高，会随着外界温度大幅度变化发生掉落。

目前业界对TCP(transformer coupled plasma，变压器耦合等离子体)反应腔体上部视窗 (TCP Window)的温度控制方案为：机台不生产时，上部视窗加热器开启，使其温度稳定在 60℃；机台生产时，反应气体产生的电浆(Plasma)将使腔体整体温度上升，上部视窗为上电极区域，温度上升极快，此时会关闭上部视窗加热器并开启制程冷却装置进行降温，确保其温度稳定或缓慢上升。

现有的蚀刻工艺中，机台生产时，腔体内有电浆，上部视窗加热器关闭，冷却装置为开启状态，上部视窗温度缓慢上升；当机台出现宕机故障停止生产，此时腔体内无电浆，上部视窗加热器关闭，冷却装置仍为开启状态，上部视窗温度急速下降，当上部视窗度变化范围过大时，将导致镀膜结构被破坏，镀膜碎片掉落到晶圆表面，当机台继续进行补蚀刻生产时，晶圆表面的镀膜碎片会阻挡电浆与晶圆反应，从而产生缺陷。上述过程的温度变化曲线参考图1所示，从图1可以看到，从宕机到补蚀刻，上部视窗的温度在78℃-24℃-60℃间波动，温差变化大，使得镀膜受影响掉落，导致补蚀刻时晶圆产生缺陷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种蚀刻腔体的温度控制方法，用于解决现有技术中的蚀刻工艺在发生机台宕机时，按现有的操作方式，从宕机到恢复正常蚀刻工艺(补蚀刻)，上部视窗的温度波动很大，使得镀膜受影响掉落，导致补蚀刻时晶圆产生缺陷等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种蚀刻腔体的温度控制方法，所述方法包括：在蚀刻机台生产过程中出现宕机异常时，获得蚀刻腔体上部视窗的初始温度，开启视窗加热器以及关闭冷却装置，控制上部视窗温度自初始温度调整至预设温度并保温直至蚀刻机台恢复生产时，关闭视窗加热器及开启冷却装置，使上部视窗以预设升温速率升温至蚀刻工艺生产温度。

可选地，在蚀刻机台生产过程中出现宕机异常时，开启视窗加热器以及关闭冷却装置，通过PID算法控制上部视窗温度自初始温度升温至预设温度。

可选地，蚀刻机台恢复生产时，关闭视窗加热器且开启冷却装置，停止使用PID算法控制上部视窗温度。

可选地，预设升温速率低于10℃/100s。

更可选地，预设升温速率为3℃/100s。

可选地，预设温度和初始温度的温差大于等于0℃且小于等于10℃。

更可选地，预设温度与初始温度的温差为5℃。

可选地，所述蚀刻腔体包括TCP蚀刻腔。

可选地，蚀刻工艺包括单晶硅蚀刻工艺和多晶硅蚀刻工艺中的任意一种。

可选地，上部视窗温度自初始温度调整至预设温度的时长为40s-50s。